탄화수소 부존량 부피가 석유 총매장량과 관련있나요?
지하에 매장된 총 탄화수소량이 300km^3의 부피를 지닌다면 그것이 총 원시부존량(가채매장량 아님) 기준으로 1000억배럴이라는 천문학적인 석유매장량을 입증하는건가요? 300km^3의 부피를 배럴로 환산하니 1000억배럴훌쩍넘는데.. 진지하게 가채매장량 말고 원시부존량. 그니깐 그냥 석유전체의 합을기준으로 질문드립니다
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
석유가 어떻게 생성되었는가에 대해서는 여러가지 학설이 있으나 대체로 무기성인설(無機成因設)과 유기성인설(有機成因設)로 설명되고 있다.
무기성인설은 물이나 탄산가스등이 금속과 작용해서 석유가 생성되었다는 설이며,유기성인설은 태고적에 대량의 하등동물이나 식물의 유해가 바다나 호수 또는 늪에 퇴적되어 물의 촉매작용과 특수한 세균의 일종으로 현미경을 통해서만 볼 수 있는 아주 미세한(미생물 부피, 발효작용을 하는 것과 질병의 원인이 되는 것 등이 있음)박테리아의 작용, 그리고 지하의 온도와 압력에 의해서 오랜 세월에 걸쳐 매우 복잡한 화학변화를 일으켜서 석유가 생겼다는 설이다.
그러나 이 두가지 학설도 아직은 확실하지 않으나 최근에는 유기성인설이 우세한 편이다.
석유속에서 200℃ 이상에서 분해되는 포르피린 (Porphyrin)이란 성분이 함유되어 있는 것으로 미루어 보아 석유가 생성될 때 까지 비교적 낮은 온도에서 화학변화가 서서히 진행되었음을 추정할 수 있다. 지금까지 생산된 석유는 지층의 온도가 60 ~ 150 ℃ 사이에 있는 것으로 보아 화학변화의 시간은 수천만 내지 수억년의 긴 세월이 걸렸을 것으로 짐작된다.
석유가 뭐길래 전쟁도 일어나며, 희비가 엇갈리는 것일까?
위에서 설명한 유기성인설에 대해 알아보면 지금부터 수억년전, 땅위에는 공룡이 살고 있던 시절 얕은 바다나 호수에는 플랑크톤이나 조류가 번식하였다. 석유는 주로 물밑에 퇴적된 실체를 이루며 생체안에서 생명력에 의하며 만들어지는 물질 - 유기물 (죽은 수중 미생물)에서 생성되었다고 한다. 우선 죽은 미생물들이 해저에 가라앉으면 세월의 흐름에 따라 차례로 쌓이고 겹쳐진 유기물위에 사암과 니암이 뒤덮인다. 그것이 적당한 지압과 지열을 받아 서서히 화학변화를 일으켜 석유가 포함된 석유모암이 형성된다.
수천만년에 걸쳐 생성된 석유모암의 틈사이에 생긴 석유는 지구의 지각변동에 의해 모암을 떠나 현재의 유전을 형성하고 있는 지층속으로 이동해 온 것이다. 따라서 석유의 생성되어 유전이 형성되기까지의 몇 가지 조건이 필요하다. 퇴적암이 널리 발달하여 꽤 큰 퇴적분지가 형성되어 있어야 하며 적절한 온도와 압력에 의해 화학변화가 진행되어야 하며 석유층이 생성되는 사암이나 석회암이 있어야 하며 지각의 변동에 의해 석유가 고이기 쉬운 지층 구조를 이루어야 하는 것 등이다.
그러나 이와 같은 조건은 시간적으로 동시에 성립되어야 하기 때문에 석유를 채취할 수 있는 지역은 극히 한정되어 있기 마련 이다. 흔히 사용하고 있는 배사구조란 용어는 퇴적 당시는 수평이었던 지층이 뒤에 지각의 변동으로 밀리고 구부러져 아치 모양의 구조를 가지게 된 곳으로서 석유가 모이는 곳이다. 즉 함유층이 배사한 곳에 천연가스나 석유가 많이 매장되어 있다. 인류에게 있어 석유는 생명의 기름이라 할 정도로 생활을 바꾸었으며 석유가 나온 곳에서는 역사가 달라지기도 했다.
석유는 지금으로부터 5천년 이전에 유프라테스강 근처의 수메르, 앗시리아, 바빌론인들이 지상에 스며나온 기름을 사용했다고 전해지며, 고대 이집트인들은 상처에 기름을 바르거나 설사제로 사용하였다. 지금도 약용으로 사용되는 석유를 증류하고 남은 찌꺼기를 정제하여 만든 백색 油脂(기계의 減摩劑나 의약용의 연고의 원료 등에 쓰임) 바셀린은 석유에서 가공된 것이다.
석유를 제일 먼저 발견한 행운아는 1859년 미국의 드레이크 대령이 펜실바니아 주에서 처음으로 원유채취에 성공했으며, 그 후 19세기말에 이르러 미국 14개주에서 유전이 발견되었고 같은 기간동안 유럽과 중동에서도 다수의 유전이 발견되었다.
석유는 끓는점의 원리를 이용해서 원유 속의 각기 다른 종류의 유류로 변환되어 산유지에서 저유지로 또 저유소로부터 탱크트럭에 의해 대리점이나 주유소 등으로 수송되어 소비자가 편리하게 이용하게 된다.
우리나라의 연간 석유 소비량은 전체 에너지 가운데 60%이상으로 연간 석유 소비량은 6억 배럴인데 장충체육관 만한 크기의 기름탱크 약 800개에 담아야 할 분량이다. 국민 1인당 석유소비량은 연간 약 2200리터(약11드럼), 하루에 약 6리터씩 쓰고 있다.
석유의 단위인 배럴의 양은 배럴, 갤론, 리터, 톤 등 몇가지 단위가 쓰이는네 배럴이 가장 널리 쓰이고 있다. 1배럴은 159리 터로 19세기 중반에 미국에서 기계 채굴이 성공한데서부터 근래 석유산업이 시작되었을 당시 200리터 나무통에 운반이 되었는데 그 나무통이 1배럴이다. 원래는 200리터들이가 159리터로 된 이유는 운반을 하는 도중에 새거나 증발을 해서 목적지에 도착했을 땐 159리터 밖에 남지 않았기 때문이다. 그래서 159리터를 1배럴로 국제적 통용 기준으로 하고있다.
전세계 석유 매장량
과연 석유가 21세기에도 에너지의 왕좌를 지키면서 사람들의 생활과 국가경제에 막강한 영향력을 행사할 수 있을지, 매장량의 고갈로 인해 에너지원으로의 기능을 상실하지는 않을지, 아니면 막대한 잔존매장량에도 불구하고 한때 산업혁명의 주역으로 각광을 받았으나 환경오염의 주범으로 전락한 석탄의 전철을 밟지는 않을지 하는 의구심을 많은 사람들이 가져보았음직하다. 이러한 우려에도 불구하고 앞으로 최소한 100년은 석유가 인류생활에 중요한 역할을 할 수 있을 것이며, 천연가스가 다음 에너지의 주인공으로 탄화수소의 명성을 이어가며 인류에 기여할 것으로 보여진다.
석유는 현재 40년 정도 수명이 남아있다고 언론에 보도되고 있는데, 이 수치는 현재의 기술과 유가를 기준으로 했을 때의 확인매장량인 1조 배럴을 기준으로 계산한 것이다. 미국지질학회인 USGS가 최근 발표한 “World Petroleum Assessment 2000”에 따르면 추정매장량이나 추가발견이 가능한 석유매장량을 합하면 2조 3000억 배럴에 달하며, 천연가스 생산 시 얻어지는 액체성분(NGL) 3000억배럴과 캐나다의 오일샌드와 베네주엘라 오리노코강 유역의 중질유 약 7000억배럴을 합칠 경우 3조 배럴 이상의 원유를 확보할 수 있다. 이는 현재 소비량을 기준으로 약 120년 이상 사용할 수 있는 물량이다. 천연가스의 경우 확인매장량이 65년 분이고, 추정 및 추가로 발견될 매장량을 감안하면 170년 분에 달하기 때문에 21세기에 석유자원의 매장량고갈로 인한 문제는 없을 것이다. 설사 획기적인 대체에너지가 발견된다하더라도 석유는 화학원료물질로 인간생활에 없어서는 안될 존재이기 때문에 계속 애용될 전망이다.
------------ 김성훈 | 가스개발사업단장, 지질학박사 의 칼럼 -----------------
1. 전세계의 석유저장량은? 1조 330억 배럴∼1조 482억 배럴 (조사기관에 따라 다소 틀림)
2. 전세계의 석유소비량은? 아래 표2참고하세요...
3. 우리나라의 석유소비량은? 2001년 자료에 의하면 7.6억 배럴로 전세계 소비량의 2.9%라고 함당..
4. 전세계적으로 석유소비량의 증가추세는? 평균증가율이 1.9%(표2참고)
5. 이런식으로 석유소비시 앞으로 사용가능한 기간은? 현재까지 발견된 양으로 계산하면 매장량을 기준으로 65년, 생산량을 기준으로 41년이라고 함당.. 그러나 추정치까지 계산하면 170년 까지 간데네용.. ㅎㅎ
참고로 각국별 매장량, 생산량, 소비량, 수입량은 요기서 참고하세요..
http://www.kotis.net/biz/report/20030324/upfiles/0/review0324.pdf
[표 1] 지역별 석유 매장량 및 생산량
지 역
매장량(R)
(10억 bbl)
비율(%)
생산량(P)
(1000 b/d)
비율(%)
가채년수
R/P(년)
북 미
63.7
6.2
13,700
18.6
13.8
중남미
89.5
8.6
6,690
9.9
37.7
유 럽
20.6
2.0
6,975
9.6
8.3
구소련
65.4
6.3
7,560
10.7
24.2
중 동
(사우디)
675.7
(263.5)
65.4
(25.5)
21,885
(8,595)
30.5
(11.9)
87.0
(87.5)
아프리카
74.9
7.2
7445
10.2
28.2
아시아/태평양
44
4.3
7,635
10.5
16.3
합 계
1,033.8
100
71,890
100
41.0
[표 2] 에너지원별 세계 에너지수요 전망
1997년
2005년
2010년
2020년
연평균
증가율(%)
석 유
백만b/d
73.0
83.9
93.5
112.8
1.9
천연가스
T(1012)cf
81.6
104.2
123.3
166.5
3.1
석 탄
백만M/T
5,269
6,087
6,503
7,564
1.6
원자력
백만㎿h
2,268
2,402
2,464
2,136
-0.3
기 타
Q(1015)Btu
30.6
37.2
40.4
47.0
1.9
합 계
백만TOE
9,572
11,315
12,605
15,314
2.1
자료: 미국 에너지부 EIA, International Energy Outlo
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