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셰일
셰일(shale) 또는 혈암(頁岩)은 주로 입자의 크기가 작은 진흙이 퇴적되어 오랜 세월 동안 쌓이면서 단단하게 굳어져 형성된 퇴적암의 일종이다. 0.005mm 이하의 점토로 구성된 암석이며 층리(層理)가 잘 발달되어 있는 것이 특징이다. 또 미세한 입자들이 층층이 쌓여 굳어진 암석이기 때문에 가벼운 충격에도 얇은 가루로 부스러지는 특징이 있다. '쉐일'이라고 쓰는 사람도 있는데 '셰일'이 올바른 표기법이다.
셰일 중에는 오일셰일(함유셰일, oil shale)이 있어 석유를 얻기도 하는데, 대표적인 산지로는 미국의 로키 산지를 들 수 있다. 한국의 평안계(平安系) 셰일은 흑색을 띠며 경상계(慶尙系) 셰일은 갈색이나 적갈색을 띤다. 한편 셰일은 수화(水和) 작용이나 탈수에 의한 팽창·수축의 반복으로 붕괴되는 수가 많다. 셰일은 원래 게르만족의 고어로 층리가 있는 점토암을 가리킨다. 대부분의 셰일은 석영 1/3, 점토 1/3, 기타 1/3 정도로 구성되며 한 보고에 의하면 대부분의 셰일은 50%의 실트(silt), 35%의 점토(clay), 15%의 화학물질로 되어 있다.
개요[편집]
셰일은 진흙이 쌓여서 굳어진 것으로, 물을 뿌려놓고 문지르면 갈릴 정도로 무르다. 그 느낌이 먹 가는 것 같다고. 물에 오랫동안 불리면 물러지며 쉽게 부서진다. 암석 내의 판상 광물의 배열 등의 이유로 박리성(한 방향으로 잘 쪼개짐)을 띤다. 암석학에서 매우 중요한 암석으로 간주되는데, 이는 퇴적암 중에서 가장 다양한 성분을 포괄하기 때문이며, 퇴적암 중에서 흔히 만들어지는 암석에 속하기 때문이기도 하다. 퇴적암에서 다양한 성분(특히 알루미늄 등)이 많이 함유된 경우를 'pelitic'이라는 단어로 묘사하는데, 변성암석학에서 변성상(metamorphic facies)을 추적할 때 유용하다.
한편 퇴적학적으로도 중요하다. 셰일이 검은 이유는 그 안에 들어간 탄소 성분 때문인데, 쉽게 말해 유기물이 완전히 부패되지 않고 탄화되어 검게 남아있는 것이다. 즉, 셰일이 형성될 때는 산소가 포화된 조건이 아니라는 뜻으로, 산소가 결핍된 조건에서 만들어졌음을 암시하기도 한다. 또한 입자가 매우 고운 퇴적물이 재료이므로 퇴적 당시의 에너지도 낮아야 한다. 이 때문에 생물 유해가 보존되기 용이한 조건을 가지고 있다. 따라서 화석이 가장 잘 보존되는 암석에 속한다. 실제로 보존 상태가 극도로 뛰어난 많은 화석이 셰일에서 발견된다. 캄브리아기 대폭발을 지시하는 암층 역시 셰일로 구성되어 있다.
벽돌, 시멘트의 재료로 널리 쓰인다.
셰일 가스·오일[편집]
셰일오일(Shale oil)과 셰일가스(Shale gas)는 지하 깊은 곳에 존재하는 셰일층에 매장된 에너지자원이다. 셰일오일은 액화탄화수소이고, 셰일가스는 천연가스이다. 셰일오일(Oil shale)는 1920년 초반에 캐나다 북서부지역에서 발견되었고, 셰일가스는 1825년 미국 뉴욕주에서 처음으로 시추되었다. 셰일오일을 혈암유(頁岩油)로도 표현된다. 여기서 혈암은 셰일을 의미한다. 오일셰일은 연못, 늪, 호수, 대륙붕 등 자연환경에 넓게 분포하고 있다. 오일셰일은 기름을 생산할 수 있는 원자재를 의미하므로, 액화탄화수소형태로 존재하는 셰일오일과는 다르다.
셰일오일, 셰일가스 그리고 오일셰일은 석유, 천연가스, 그리고 석탄과 같은 기존의 전통적인 에너지자원과 다르게 분류된다. 셰일오일과 셰일가스는 기존의 에너지자원들이 매장되어있는 곳보다 더 깊은 곳에 있는 셰일층에 존재하기 때문이다. 오일셰일은 시추작업 후 기름을 생산하기 위한 열처리 공정이 필요하기 때문이다. 셰일은 진흙과 실트가 수평으로 퇴적된 후 암반으로 변한 퇴적암이다. 셰일은 자연적으로 존재하는 유기퇴적물과 유사하며, 진흙, 석영, 탄산염, 그리고 유기물질로 구성되어 있다. 특히, 셰일은 케로젠(kerogen)을 다량 함유하고 있다. 케로젠은 자연적으로 생성되는 비용해성 유기물질이며, 높은 수준의 압력과 열이 가해지면 기름 또는 가스로 변환될 수 있다. 케로젠이 변화되어 만들어진 기름과 가스가 셰일오일과 셰일가스이다. 셰일오일이나 셰일가스는 셰일층의 내부에 존재하는 미세한 틈새들에 보관된다. 셰일층은 투수성이 낮기 때문에, 내부 틈새에 있는 셰일오일과 셰일가스는 외부로 유출되지 않고 오랜 시간동안 저장될 수 있다.
셰일오일과 셰일가스는 시추과정에서 다량의 물을 사용하기 때문에, 많은 양의 폐수를 생산한다. 이렇게 생산되는 폐수는 염도가 높고, 환경에 유해한 화학물질이 다량 함유되어 있다. 따라서, 적절한 처리 과정을 적용하지 않고 이 폐수를 환경으로 배출할 경우, 심각한 수질 오염이 발생할 수 있다.
- 정의
- 셰일 오일(shale oil) : 수평의 퇴적암(셰일)층의 미세한 틈에 갇혀 있는 원유. 일반적인 원유보다 더 깊은 곳에 있고, 암석층을 고압의 물과 화학물질로 파쇄하는 첨단 기술이 필요하다. 미국이 압도적인 시추 기술 경쟁력을 갖고 있다.
- 셰일 가스(Shale Gas) : 퇴적암인 셰일이 형성하는 지층에 포함되어 있는 천연가스나 석유를 말한다. 퇴적물이 탄화물을 많이 함유하면 석유, 천연가스 등이 포함되는 것이다. 미국, 캐나다, 멕시코 등 북아메리카와 브라질, 아르헨티나, 칠레, 우루과이 등 남아메리카, 오스트레일리아, 중국, 터키, 카자흐스탄, 카타르, 알제리, 리비아, 수단 공화국, 나이지리아 등에 주로 매장되어 있으며 미국을 시작으로 각 국이 개발하고 있다. 미국 내 산지는 유전으로 유명한 텍사스 주와 역시 애팔래치아 유정이 있는 동부의 애팔래치아 산맥 일대이다.
셰일 혁명[편집]
셰일가스 및 셰일오일이 가져온 혁명으로 그 배경이 되는 기술혁신이나 채굴이 주변 환경에 미치는 영향을 말한다. 머지않아 석유 자원이 고갈될 것이라는 석유고갈론 을 불식시키고, 미국을 석유 순 수출국으로 만들어준 셰일혁명이다.
미국은 2011년부터 본격화한 셰일혁명에 힘입어 2018년에 일일 1099만 배럴의 원유를 생산하여 세계 1위 산유국이 되었다. 2019년에는 일일 1504만 배럴로 대폭 증가하였는데, 그중 770만 배럴이 수압파쇄 기술로 채굴한 셰일오일이다. 사우디가 일일 1200만 배럴로 2위, 러시아가 1080만 배럴로 3위를 기록했다. 셰일가스의 경우에는 이미 2011년에 러시아를 제치고 세계 1위 생산국이 되었다. 미국은 오일쇼크의 여파로 1975년부터 금지시켰던 원유수출을 2015년 12월에 재개하였으며, 2019년에는 사우디, 러시아, 이라크에 이어 세계 4위의 원유수출을 달성하였다. 수출물량의 26%는 캐나다와 멕시코로 향하고, 우리나라(7%)와 일본(7%)을 비롯해 약 180여 국가들이 수입한다.
하지만 미국 셰일혁명이 생사의 기로에 섰다. 셰일은 진흙이 퇴적돼 굳은 암석이다. 이 안에 매장된 가스와 원유를 파내려면 먼저 암석층 안으로 파이프를 2000 ~ 4000m 깊이까지 수직으로 박은 뒤 방향을 바꿔 수평으로 파고 든다. 그 다음 파이프에 난 수많은 구멍으로 물, 모래 화학물질을 고압으로 분사해 암석층이 깨지면서 나오는 원유가스를 채굴한다. 막대한 투자와 복잡한 기술이 필요해 셰일석유가 수익을 내려면 유가가 배럴당 40달러이상으로 유지돼야 한다.
미국 셰일 기업들이 대규모 개발에 나서면서 2017년 무렵 미국은 러시아와 사우디아라비아를 제치고 최대 산유국이 자원유 수출국이되었다. 트럼프는 셰일혁명과 에너지독립을 치적으로 자랑해왔다.
코로나 19로 전 세계 에너지 수요가 급감한 3월6일 러시아와 사우디가 돌연 석유증산전쟁을시작했다. 국제유가는 폭락했다. 두 나라가 감산을 둘러 싼 이견으로 싸우는 형세지만 결과적으로는 미국 셰일 에너지산업을 저격하고 있다. 두 나라의 원유 생산비용은 미국 셰일 석유의 3분의 1정도다. 저유가가 계속되면 미국 셰일산업은 무너지고 두나라는 승리한다. 셰일기업들은 천문학적 규모의 월가자금을 끌어다 썼다. 빚더미의 셰일산업과 미국금융산업은 공생관계다. 셰일산업이 무너지면 월가도 무너진다. 셰일산업은 트럼프의 지지기반인 텍사스주에 집중돼 있다. 셰일산업이 무너지면 당시 코로나19 대응 실패로 위기에 몰린 트럼프 대통령의 재선은 불가능해진다. 절박한 트럼프대통령은 사우디와 러시아에 감산을 압박하고 있다. 두 나라는 미국 셰일기업들이 감산해야 자신들도 생산을 줄일 수 있다고 반발한다. 셰일기업들은 사우디가 감산에 동의하지 않으면 미국은 사우디에 대한 군사지원을 중단하고 미국정유시설에 사우디원유가 들어오늘 것을 막아야 한다고 트럼프에게 강력한 로비를 하고 있다. 트럼프튼 사우디산 석유에 관세 부과를 검토한다고 발표했다.
1970년대 1차 오일 쇼크 이후 고유가 시대에 미국과 사우디가 맺은 석유-무기-달러로 얽힌 강력한 동맹은 중동 질서와 달러 패권의 핵심 축이었다. 코로나19가 촉발한 저유가 시대, 동맹은 서로 배신하고 기존 질서의 균열은 깊어지고 있다.[1][2]
각주[편집]
- ↑ 박주현 박사, 〈셰일혁명 이후의 세계 ― 2018-2019년의 경험〉, 《한국해양전략연구소》, 2020-08-21
- ↑ 박민희 기자, 〈(유레카) ‘셰일 혁명’과 동맹의 배신〉, 《한겨레모바일》, 2020-04-08
참고자료[편집]
- 〈셰일〉, 《위키백과》
- 〈셰일〉, 《나무위키》
- 〈셰일〉, 《사아언스올》
- 박주현 박사, 〈셰일혁명 이후의 세계 ― 2018-2019년의 경험〉, 《한국해양전략연구소》, 2020-08-21
- 박민희 기자, 〈(유레카) ‘셰일 혁명’과 동맹의 배신〉, 《한겨레모바일》, 2020-04-08
같이 보기[편집]
