세계 에너지산업 패러다임의 변화

BY 홍익희   2019-03-25
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과거 인류의 에너지원은 나무였다. 현생인류의 역사를 20만 년으로 보면, 그 기간의 99.9%를 나무를 에너지원으로 활용해 살았다. 그러다 보니 무차별적인 벌목으로 인해 민둥산들이 속출하고 비가 오면 토양이 휩쓸려 내려가는 참사가 되풀이 되면서, 산업혁명을 맞아 목탄을 대체한 것이 석탄이다. 당시 석탄은 인류의 무분별한 대량벌목을 막아준 고마운 존재였다.

그런데 그것도 잠시, 석탄을 활용한 증기기관과 대중교통의 출현으로 런던 시내는 더 이상 석탄 가스의 매연으로 인해 사람이 숨 쉬고 살기 힘든 도시가 되었다. 이때 석탄을 대체해 준 고마운 존재가 출현했는데, 바로 석유였다. 이렇게 인류 사회의 문제가 최고점의 심각한 상태에 도달했을 때 늘 새롭게 등장해 인류를 구해준 것이 새로운 에너지원의 등장이었다.

이제 석유가 화석연료로써 공해의 씨앗으로 지목받고 있는 이 시점에서 이를 대체할 새로운 에너지원은 무엇일까?
이를 함께 알아보자.


인류의 역사는 에너지 획득의 역사라고도 할 수 있다.

인류는 불 피우는 기술을 얻고 나서야 만류의 영장이 될 수 있었다. 50만 년 전 북경원인이 불을 피워 생활한 시조라 한다. 인간은 불을 피워 맹수의 위협을 막아낼 수 있었고 수렵 채취한 고기와 음식을 불로 익혀 먹기 시작한 후 뇌의 크기가 커져 지능이 발달했다. 불이라는 에너지가 인류에게 미친 최초의 인류문명사적 사건이다.

인간은 에너지 없이 생존이 불가능하다. 우리가 섭취하는 음식들이 에너지원이 되어서 체온을 유지하게 하고, 걷고, 말하고, 생활할 수 있게 해준다. 추운 겨울을 얼어 죽지 않고 견딜 수 있는 건 순전히 난방 덕분이다.

인류는 불의 온도를 끌어올려 청동기를 구워내고 철기를 생산하면서 철기문명 시대를 열었다. 이렇게 쇠를 녹여낼 정도로 높은 온도의 불 화력을 유지할 수 있는 화덕을 만든 민족이 앞서나갔다. 이후 철을 녹이는 것보다도 더 높은 불 화력이 있어야 도자기를 구워냈다. 근대 초까지 조선과 중국이 유일한 도자기 생산국이었다. 숯의 발명과 통풍이 잘되는 불가마니 덕분이었다. 당시 가장 좋은 숯을 구워낸 민족이 우리 한민족이었다.

19세기 초까지만 해도 인류의 에너지원은 나무였다. 무분별한 벌채로 대부분의 임야가 민둥산이 되자 이를 대체한 게 석탄이었다. 인류가 석탄을 증기기관의 연료로 사용한 산업혁명으로 인해 획기적인 역사의 전환기를 맞는다. 산업혁명의 원동력은 석탄을 이용한 내연기관의 발명이었다. 사람 또는 소나 말이 하던 일을 이제 기계들이 하게 되었다.

이렇게 유럽대륙과 미국에서 에너지의 왕으로서 존재하던 석탄이 1, 2차 세계대전을 거치면서 석유라는 새로운 에너지원에게 그 자리를 넘겨주었다. 석유에 의한 내연기관은 석탄에 비해 훨씬 강력한 힘과 친환경적이라는 장점을 가지고 있었다.

2차 대전 중 연합군에 석유를 공급해야 했던 미국은 내부적으로 석유배급이라는 처방을 할 수밖에 없었다. 이때 대체에너지로 등장한 게 천연가스다. 원래 천연가스는 석유의 부산물로 귀찮은 존재 정도로 여겨졌었다. 이런 천연가스가 철강산업 발전과 석유부족이라는 시대적 상황을 맞아 전성기를 맞이하게 된다. 한편 2차 대전이 끝나 갈 무렵, 인류는 과학기술의 발달로 석유와 가스를 바다 속에서도 개발할 수 있게 된다.

석유는 연료로서 뿐만 아니라 섬유, 의약품, 플라스틱 등의 원료로도 중요하다. 이렇듯 중요한 석유가 도전을 받고 있다. ‘지속가능한 개발’이라는 새로운 화두가 등장하면서 대체에너지, 재생에너지가 그 지위를 위협하고 있다.



도대체 세계 석유시장에 무슨 일이 있는 게야?

2009년 기준, 미국은 세계 석유와 가스의 1/4을 쓰고 있었다. 하루에 무려 2,100만 배럴을 소비했다. 그 가운데 800만 배럴은 자체 생산하고 있으나 나머지 1,300만 배럴은 수입해야 했다. 이는 OPEC의 일일 생산량 3000만 배럴의 43%에 달하는 양이었다.

미국은 이를 확보하기 위해 그간 전쟁도 마다하지 않았다. 석유는 미국으로선 양보할 수 없는 국가 전략상품이었다. 아프가니스탄 침략과 이라크 전쟁도 사실 석유 때문에 벌어진 일이었다. 중국과 첨예하게 대립했던 이유도 석유가 그 한 원인이었다.

경제적으로도 부담이 컸다. 중동 석유생산기지 옆에 군대를 주둔시키고, 항모를 2척씩이나 상주시키고, 석유 기지와 항로를 지키는데 드는 군사유지비가 미국 재정적자 곧 부채 증가액의 거의 절반에 해당했다.

그런데 미국의 한 벤처기업이 1990년대 일명 프래킹 기술이라 불리는 셰일가스 추출기술을 발명했다. 이 기술이 세계 역사를 바꾸고 있는 것이다.

셰일가스는 고운 진흙이 쌓여 만들어진 퇴적암(셰일) 속에 넓게 녹아 있다. 이 때문에 수직으로 구멍을 뚫는 기존 시추 방식으론 뽑아낼 수 없다. 그래서 관을 수평으로 넣는다. 이어 물과 모래, 화학약품을 고압으로 뿜어 셰일을 부순 뒤 가스와 오일을 추출하는 수압 파쇄법이 그것이다.

미국은 2008년부터 본격적으로 이 기술을 활용해 셰일가스와 셰일석유를 생산하기 시작했다. 마침내 2018년 사우디아라비아를 제치고 일일 1550만 배럴의 세계 최대 산유국이 되었다. 국제에너지기구(IEA)가 집계한 산유량에는 석유와 천연가스가 포함된다.

2014년의 상황을 되돌아보자. 미국의 일일 원유 생산량은 2008년 500만 배럴에서 2014년 9월 초 910만 배럴까지 급증했다. 특히 2년간 미국의 산유량은 350만 배럴 이상 늘었다. 이로 인해 미국은 일일 석유 수입량을 400만 배럴이나 줄일 수 있었다. 이 400만 배럴이 세계 석유시장을 발칵 뒤집어 놓았다.

OPEC이 그간의 고유가 정책을 그대로 유지하려면 시장에서 남아도는 400만 배럴을 감축해야 하는데 어느 누구도 이를 떠안기 힘든 상황이었다. 줄일 수 있다면 OPEC의 맹주격인 사우디아라비아가 기존 일일 생산량 1100만 배럴에서 대폭 줄여야 하는데 사우디아라비아도 이를 받아들일 수 있는 형편이 못됐다. 결국 OPEC의 단합은 붕괴되고 이전투구식의 덤핑수출이 자행되었다. 그 결과 우리가 알다시피 국제 석유가격이 배럴 당 110달러대에서 6개월도 채 안 되어 40~50달러대로 곤두박질 친 것이다. 이는 세계정세와 경제에 엄청난 후폭풍을 불러일으키고 있다.


* 미국 경제 살아나다

유가 하락으로 미국 경제에 골칫거리였던 쌍둥이 적자 곧 무역적자와 재정적자가 대폭 줄어들고 있다. 우선 원유 수입이 줄어 무역적자 폭을 크게 감소시키고 있고, 원유 수송로의 안전한 확보를 위해 그간 중동지역에 공 들였던 군사유지비를 크게 낮출 수 있어 재정적자 폭도 줄일 수 있다.

게다가 미국 내 셰일가스 가격은 기존 수입가스 가격의 1/5에 불과해 미국의 제조업 경쟁력이 살아나고 있다. 제조업이 살아나자 고용이 늘어나 실업률 또한 눈에 띄게 줄어들고 있다. 2019년 3월 기준 실업률이 3.8%이다. 거의 완전고용 단계이다. 휘발유 가격하락으로 민간소비도 살아나고 있다. 선진국 가운데 유일하게 경제가 살아나고 있는 곳이 미국이다.

* 이제 석유 때문에 싸울 일 없어

또 다른 중요한 사실은 석유 쟁탈전으로 인한 대립적이었던 국제정세가 이제는 석유 때문에 다툴 일은 없다는 점이다. 더 이상 석유 때문에 미국이 중동이나 아프리카 정세에 관여하지 않아도 될 뿐 아니라 석유확보 문제로 중국과 싸울 일도 없어졌다.

이제 미국이 더는 중동 원유에 의존할 필요가 없어졌을 뿐 아니라 중동 문제에 더 이상 관여치 않겠다는 실증적이고도 단적인 사례가 바로 트럼프의 시리아 철군이다.

* 곤혹을 치루고 있는 러시아와 베네수엘라 등 산유국

한편 석유가 급락현상은 석유수출국기구 OPEC에 치명타를 안겨주었다. 그 동안 셀러마켓이었던 에너지 시장이 바이어마켓으로 변했다. 세계 원유와 가스 수요 전망치는 줄어드는 반면 원유와 가스 공급은 늘어나기 때문이다.

유가 하락으로 인해 중동과 러시아, 남미 산유국들이 곤혹을 치루고 있다. 특히 러시아는 외환시장이 흔들리고 있다. 원유와 가스 수출로 큰돈을 벌어들이고 있는 러시아 경제가 치명타를 입어 루불화가 추락했다. 러시아는 석유와 석유제품 수출이 전체 수출의 약 60%로 큰 타격이 아닐 수 없다.

베네주웰라는 석유 정제기술이 낙후되어 정제비용이 높을 뿐 아니라 미국의 규제로 국가 파산 상태에 이르렀다.

* 저유가, 세계 경제에 긍정적

석유가격 급락은 미국에도 부메랑으로 작용할 수 있다. 셰일가스는 석유가격이 배럴당 100 달러를 넘어서자 개발되었는데 이제 석유 값이 이렇게 떨어지면 문제가 발생한다. 현재 미국의 셰일가스 생산단가는 35달러 내외에 퍼져있다고 한다.

실제 셰일가스 업계의 연이은 파산과 투자 축소는 당장 셰일개발을 위한 시추공 숫자의 급감으로 나타나고 있지만 다른 변수도 있다. 생산 효율이 좋아지면서 이를 보완해 생산량은 오히려 늘어나고 있는 것이다. 지금의 셰일가스 추출기술로는 부존량의 약 20% 수준만 채굴할 수 있지만 이를 끌어 올리는 기술이 조만간 개발될 수도 있다는 것이다.

유가가 하락하면 이에 동반된 광물, 곡물 등 국제원자재 가격도 떨어진다. 이들의 채취와 재배에 기름이 많이 쓰이기 때문이다. 일예로 북한의 식량난은 체르노빌 원전 사고로 러시아가 유류 공급을 중단한 이후 발생한 것이다. 원자재와 곡물 가격의 하락은 자원의 수출 의존도가 높은 신흥국(예: 러시아, 브라질, 아르헨티나, 인도네시아 등)에는 치명타이나 소비국에는 희소식일 수밖에 없다.

저유가는 세계 경제에 긍정적으로 작용한다. 저유가로 가장 덕을 보는 나라는 중국이다. 중국은 이 틈에 연일 원유를 사들여 비축량을 늘리고 있다. 이제 중국은 에너지 가격 인하와 안정적인 확보로 경제성장의 안정성이 담보되었다. 일본 또한 한숨 돌릴 수 있다. 후쿠시마 원전사고 이후 원전의 올스톱으로 인한 에너지 수입 증가로 힘든 상황에서 여건이 조금 나아질 듯하다.

우리나라에도 저유가는 큰 호재로 작용하고 있다. 유가 하락세 덕분에 인플레이션이 억제되면서 석유가격 인하로 수입 총액이 줄어들어 무역흑자가 더 늘어날 것이다. 이는 경상수지 흑자로 이어져 사상 최대의 흑자 갱신이 지속될 것으로 보인다. GDP의 8%에 가까운 경상수지 흑자는 우리 경제의 든든한 보호막이 될 것이다. 하지만 미국 등 경상수지 적자국으로부터 원화 가치의 절상 압력은 피할 수 없겠지만 그래도 이는 행복한 고민이다.



이제 세계는 천연가스 시대로

원래 천연가스는 석유의 부산물 또는 귀찮은 존재 정도로 여겨졌었는데, 이런 천연가스가 석유 부족이라는 시대적 상황에 의해 전성기를 맞이하게 된다. 게다가 가스는 석유에 비해 싼 게 장점이다. 더구나 오염 물질도 더 적게 배출한다.

셰일가스에 기반한 미국의 LNG·LPG 수출과 확장된 파나마 새 운하 영향으로 향후 세계 가스 시장에 상당한 변화가 이뤄질 전망이다. 여기서 우리가 주목할 국가가 호주이다. 호주는 7개의 LNG 프로젝트가 가동 중(액화 능력은 총 6,600만 톤/년)이고, 3개의 프로젝트가 건설 중(액화능력 2,100만 톤/년)으로, 금명간 호주가 세계 1위 천연가스 수출국으로 부상할 전망이다. 그리고 미국이 현재 세계 1위인 카타르를 제쳐 2위를 차지할 것으로 예상된다.

글로벌 가스 시장은 호주, 북미, 중동, 러시아를 중심으로 공급이 대폭 확대되면서 중장기적으로 공급이 수요를 초과하는 구매자 우위가 지속될 전망된다. 더구나 최근 도착지 제한 및 재판매 금지 규정이 없는 미국산 LNG가 수출되기 시작하면서 20~30년 장기공급계약과 재판매 금지 규정을 강요했던 중동산 가스가 경쟁력을 잃고 있다. 미국이 세계 에너지 시장을 쥐락펴락하고 있는 것이다.

그간 아시아 가스시장은 중동과 동남아산 장기계약이 대부분이었고, 이는 셀러마켓의 고유가 정책에 끌려 다니는 형국이었다. 이런 상황에서 최근 미국산 LNG 확대로 천연가스 시장가격 물량이 세계적으로 2016년 20%에서 2020년 40%까지 증가할 것으로 전망되어 가격 안정성이 강화되고 있다. 이에 따라 석유 수출국들의 감산 결정이나 중동 분쟁과 같은 외생적 리스크가 발생하더라도, 안정적인 LNG 가격 유지가 가능할 것으로 보인다.

* 가스에 주목하라

궁극적으로 세계 에너지 산업은 태양광이나 풍력 등 오염 물질이 거의 없는 신재생 에너지 쪽으로 갈 것이고, 상당 기간 천연가스가 그 ‘브리지’(Bridge) 역할을 담당할 것으로 보였다. 하지만 에너지 발전 시장에서 신재생 에너지가 차지했던 자리를 가스가 급속히 보완하고 있다. 얼마 전만 해도 가스는 석유에서 신재생 에너지로 넘어가는 도중의 ‘브리지’ 에너지원 정도의 관심을 받았으나 이제 가스의 입지는 달라졌다. 셰일가스 개발로 많은 양의 가스를 저가로 공급할 수 있게 되면서 가스의 위상은 ‘최종’ 에너지원으로 승격하는 듯하다.

발전 산업에서도 천연가스를 연료로 사용할 경우 이점이 적지 않다. 전력이 부족한 경우 천연가스를 연료로 하는 발전기는 30분 이내의 빠른 시간 안에 발전기를 가동할 수 있다. 게다가 분당 100메가와트까지 파워를 올릴 수 있기 때문에, 전력을 빠르게 공급하여 전력 부족에 신속하게 대응할 수 있다. 풍력이나 태양열·조력 등 신재생 에너지는 날씨 같은 외부 상황에 따라 발전량이 달라지지만, 천연가스 발전은 이런 문제점이 없다. 더구나 요새같이 미세먼지가 극성을 부리는 시기에 천연가스는 석탄을 사용하는 화력발전소의 대체 연료로 각광 받고 있으며 앞으로 수요가 빠른 속도로 높아질 전망이다.

* 천연가스 수송로의 변화

천연가스는 기화 상태에서 수출할 수 없기 때문에 이를 영하 162도에서 액화시켜 부피를 1/600로 줄여 천연가스(LNG) 수송선에 실어 수출한 후, 도착지에서 이를 다시 기화시켜 각 소비자들에게 공급한다. 미국은 자국에서 생산되는 가스를 직접 사용하기 때문에 이런 절차를 거치지 않아 싼값에 가스를 사용할 수 있어 제조업이 살아나 대규모 고용창출을 이루어내고 있다. 또 우리나라 조선 산업이 살아나고 있는 이유도 바로 세계 시장의 LNG 공급 확대로 LNG 수송선의 발주가 크게 늘었기 때문이다.

하지만 천연가스를 배로 운반하는 것 보다는 가스 수송용 파이프를 건설해 이를 통해 운송하는 것이 가격이 더 싸다. 러시아가 유럽에 공급하는 방식이다. 궁극적으로 우리도 미국 등 산유국의 천연가스를 배로 수입하는 한편 러시아 가스를 육로 파이프로 수입하게 되는 날이 올 것이다.



그럼에도 결국은 신재생 에너지시대로

신재생 에너지 기술의 급속한 확산과 비용 하락이 나타날 것으로 보인다. 2010년 이래 태양광 발전 관련 비용은 거의 90% 하락했다. 매년 10%정도 싸지고 있는 것이다. 여기에 관련 기술개발로 발전효율도 높아지고 있다. 풍력 발전과 배터리 관련 비용도 큰 폭으로 하락하고 있다. 이러한 추세가 이어지면서 인도는 2025년, 중국은 2030년께 태양광이 가장 저렴한 발전원이 될 것으로 보인다. 유럽에서는 신재생에너지가 신규 발전용량 증설 중 80%를 차지하며, 2030년께 풍력이 최대 발전원으로 등극할 것으로 전망된다.

중국도 태양광 등 신재생 에너지 개발에 열을 올리고 있어 세계 최대 태양광 발전국이 될 전망이다. 이로써 인도와 중국이 이끄는 태양광 발전의 급속한 증가로 태양광은 2040년께 세계 최대 발전원이 되며, 2040년 전체 발전량에서 신재생에너지가 차지하는 비중은 40%에 이를 전망이다.

과거에 국제전화나 문자 발송비용은 매우 비쌌으나 어느새 거의 무료화 되어가고 있다. 전기도 그런 시대로 진입할 것이라는 게 미래학자들의 예측이다.