해외에너지시장 분석

주요국의 합성연료

도입동향

2008

－ i－

차 례

Ⅰ. 서론 ·····································································································1

1. 합성연료의 변환과정 ·················································································1

2. 합성연료 제조과정 ·····················································································2

가. 합성연료 제조과정의 개요 ·············································································2

나. 합성연료의 제조방법 ·······················································································3

다. 합성유 합성과정 ·······························································································4

라. 메탄올 및 DME 합성과정 ··············································································7

3. 분석범위 ·······································································································9

Ⅱ. 합성연료 도입현황 ·······································································10

1. 합성유 도입현황 ·······················································································10

가. GTL 프로젝트 ·································································································10

나. CTL 프로젝트 ··································································································13

다. BTL 프로젝트 ··································································································17

2. DME 도입상황 ··························································································19

가. 세계 DME의 개발상황 ··················································································19

나. 중국의 DME 도입배경 ··················································································19

다. 중국의 도입사례 ·····························································································20

Ⅲ. 합성연료의 원료 수급동향 ························································23

1. 천연가스 ·····································································································23

가. 확인매장량 및 가채연수 ···············································································23

나. 세계의 천연가스 수급동향 ···········································································25

다. 천연가스 무역 ·································································································28

라. 천연가스 가격의 추이 ···················································································30

마. 유럽, 미국 및 중국의 LNG 시장 ································································31

－ ii－

2. 석탄 ·············································································································37

가. 가채매장량 및 가채연수 ···············································································37

나. 세계 석탄수급의 동향 ···················································································39

다. 석탄무역 ···········································································································41

라. 석탄가격의 추이 ·····························································································43

마. 중국의 석탄수급 ·····························································································44

3. 바이오매스 ·································································································48

가. 세계 삼림면적 ·································································································48

나. 바이오매스의 자원량 ·····················································································50

Ⅳ. 합성연료의 경제성 및 LCA 평가 ···········································53

1. 합성연료 제조과정 ···················································································53

가. 합성연료 제조과정의 특징 ···········································································53

나. 합성유 제조법의 특징 ···················································································54

다. 합성유 합성과정 ·····························································································55

라. 메탄올 및 DME 합성과정 ············································································58

마. 합성유와 DME 합성의 비교 ········································································59

2. 경제성 평가 ·······························································································60

가. 원료가격 ···········································································································60

나. 합성유 ···············································································································62

다. DME ··················································································································66

3. LCA 평가 ···································································································70

가. 합성유의 LCA 평가 ·······················································································70

나. DME의 LCA 평가 ··························································································73

Ⅴ. 합성연료의 도입잠재력 ·······························································77

1. 합성유 도입잠재력 ···················································································77

가. 중국 ···················································································································77

－ iii－

나. 미국 ···················································································································79

다. 유럽 OECD ······································································································81

라. 중동 ···················································································································83

2. DME 도입잠재력 ······················································································86

Ⅵ. 요약 및 기술적 개선과제 ···························································89

1. 요약 ·············································································································89

가. 합성연료의 제조과정 ·····················································································89

나. 합성연료 프로젝트 도입상황 ·······································································89

다. 합성연료의 경제성 ·························································································92

라. LCA 평가 ·········································································································93

마. 합성연료의 잠재력 ·························································································94

2. 주요 기술적 개선과제 ·············································································96

가. 합성연료의 이용효율 개선과제 ···································································96

나. 합성연료의 경제성측면 개선과제 ·······························································97

다. 결어 ···················································································································98

참고문헌 ································································································101

－ iv－

표 목 차

합성유 1차생성물의 물질과 상태 ····························································5

카타르의 주요 GTL 프로젝트 ································································11

아프리카 주요 GTL 프로젝트 ································································12

이외 지역의 주요 GTL 프로젝트 ··························································12

중국의 주요 CTL 프로젝트 ····································································14

미국의 주요 CTL 프로젝트 ····································································16

기타 국가의 주요 CTL 프로젝트 ··························································17

독일의 주요 BTL 프로젝트 ····································································18

지역별 천연가스 확인매장량 및 생산량(2007) ···································24

세계 천연가스 수요전망 ··········································································28

지역별 석탄 확인매장량 및 가채연수 ··················································38

지역별 석탄 생산량 ··················································································40

세계 토지이용 및 목재제품 생산량 ······················································51

세계 바이오매스 연료 잠재량 ································································52

합성가스 원료의 조성 ··············································································53

합성가스의 H2/CO 비율 ·········································································54

합성유 반응기의 비교 ··············································································56

GTL 과정 비교표 ······················································································57

합성유와 DME 반응조건 비교 ······························································59

합성유의 공정 비교 ··················································································61

BTL 원료 가격과 특성 ············································································64

합성유 제조비용 전제조건 ······································································65

GTL, CTL 및 BTL 생산비용 비교 ························································66

천연가스 기원 DME 제조비용 전제조건 ··········································66

천연가스 기원 DME 제조비용과 경유가격 ······································67

석탄 기원 DME 제조비용 전제조건 ··················································68

석탄 기원 DME 제조비용과 경유가격 ··············································69

GTL, CTL 및 BTL 원료조성 ································································70

합성유 물질수지 ······················································································71

－ v－

합성유 제조의 물질과 상태 ··································································71

합성유의 온실가스 배출량 ····································································72

CTL, BTL 및 GTL의 LCA 평가 ·························································72

DME 연료별 투입에너지 ······································································74

DME 원료별․연료별 LCA 평가 ························································76

중국 화석연료 자원 ··················································································77

중국 에너지수요 전망 ··············································································78

미국 화석연료 자원 ··················································································79

미국 에너지수요 전망 ··············································································80

유럽 화석연료 자원 ··················································································81

유럽 에너지수요 전망 ··············································································82

독일의 바이오매스 잠재력 ······································································82

OPEC 국가들의 가스 생산량(2007) ······················································84

세계 원유생산량 전망 ··············································································85

중국의 저공해에너지 자동차 도입상황 ··············································86

중국의 DME 추산 ··················································································87

－ vi－

그 림 목 차

[그림 Ⅰ-1] 합성연료의 변환과정 ················································································1

[그림 Ⅰ-2] GTL, DME 및 메탄올 합성과정 ····························································2

[그림 Ⅰ-3] 촉매선택에 대한 생성물의 분자사슬 분포 ··········································4

[그림 Ⅰ-4] 천연가스 기원 합성유 제조과정 ····························································6

[그림 Ⅰ-5] 석탄 기원 합성유 제조과정 ····································································6

[그림 Ⅰ-6] 바이오매스(목재) 기원 합성유 제조과정 ·············································7

[그림 Ⅰ-7] 석탄 기원 DME 합성과정 ·······································································9

[그림 Ⅱ-1] 합성연료 프로젝트 개발상황(2007) ·····················································18

[그림 Ⅱ-2] 중국의 DME 제조 플랜트 ·····································································21

[그림 Ⅲ-1] 지역별 천연가스 매장량(2007) ·····························································23

[그림 Ⅲ-2] 지역별 천연가스 생산량 추이 ······························································25

[그림 Ⅲ-3] 지역별 천연가스 소비량 추이 ······························································26

[그림 Ⅲ-4] 주요국별 1차에너지 비중 비교 ····························································27

[그림 Ⅲ-5] 파이프라인 가스와 LNG 무역량 ·························································28

[그림 Ⅲ-6] 세계 천연가스 무역(2007) ·····································································29

[그림 Ⅲ-7] 주요국의 천연가스 가격 추이 ······························································31

[그림 Ⅲ-8] 북미 천연가스 파이프라인과 LNG 인수기지 ···································32

[그림 Ⅲ-9] 유럽 천연가스 파이프라인과 LNG 인수기지 ···································33

[그림 Ⅲ-10] 중국의 1차에너지 소비 추이 ······························································34

[그림 Ⅲ-11] 중국의 천연가스 매장량․생산량 ······················································34

[그림 Ⅲ-12] 중국의 주요 가스파이프라인 ······························································35

[그림 Ⅲ-13] 중국의 LNG 수입 프로젝트 ·······························································36

[그림 Ⅲ-14] 석탄 가채매장량과 R/P비 ··································································39

[그림 Ⅲ-15] 주요국의 석탄 생산량 추이 ································································41

[그림 Ⅲ-16] 주요국의 석탄 무역량 추이 ································································42

[그림 Ⅲ-17] 세계 석탄무역 ························································································42

[그림 Ⅲ-18] 에너지원별 CIF가격 추이 ····································································43

[그림 Ⅲ-19] 중국의 석탄자원 분포 ··········································································44

[그림 Ⅲ-20] 중국의 석탄소비량 추이 ······································································45

－ vii－

[그림 Ⅲ-21] 중국의 탄광별 석탄생산량 추이 ························································46

[그림 Ⅲ-22] 중국의 석탄 수입․수출량 추이 ························································47

[그림 Ⅲ-23] 중국 및 호주의 일반탄 가격 추이 ····················································48

[그림 Ⅲ-24] 지역별 삼림 분포 ··················································································49

[그림 Ⅲ-25] 주요국별 삼림 분포 ··············································································49

[그림 Ⅲ-26] 지역별 삼림면적의 변화 ······································································50

[그림 Ⅳ-1] 에너지원별 칼로리당 CIF 가격 추이 ··················································60

[그림 Ⅳ-2] 플랜트 투자비용의 변화 ········································································62

[그림 Ⅳ-3] BTL 과정 ···································································································63

[그림 Ⅳ-4] BTL 합성 경유의 투자비용 ·································································64

[그림 Ⅳ-5] GTL, CTL 및 BTL 비용 비교 ······························································65

[그림 Ⅳ-6] 천연가스 기원 DME 제조비용과 에너지가격 ···································67

[그림 Ⅳ-7] 석탄 기원 DME 제조비용과 에너지가격 ···········································68

[그림 Ⅳ-8] CTL, BTL 및 GTL의 LCA 평가 ··························································73

[그림 Ⅳ-9] DME 연료별 투입에너지 ·······································································74

[그림 Ⅳ-10] DME 연료제조와 관련한 온실가스 배출량 ·····································75

[그림 Ⅳ-11] DME 원료별․연료별 LCA 평가 ······················································76

[그림 Ⅴ-1] 중국 CTL 도입 잠재력과 석탄 소비량 ··············································78

[그림 Ⅴ-2] 미국 CTL 도입 잠재력과 석탄 소비량 ··············································80

[그림 Ⅴ-3] 유럽 BTL 도입 잠재력과 바이오매스 소비량 ···································83

[그림 Ⅴ-4] OPEC의 방출 가스량과 GTL 연료 생산량 ·······································84

－ 1－

I. 서론1. 합성연료의 변환과정

◦ 합성연료는 합성유(가스 연료)와 DME(dimethyl ether)로 구분됨.

◦ 합성연료는 1920년대 독일에서 석탄을 원료로 확립한 제조과정에서

그 창시자의 이름을 딴 FT법(Fischer-Tropsh법)으로 부르고 있음.

- 거의 동 시기에 독일에서 Bergius에 의해 석탄의 직접액화 과정이

개발되지만, 석탄의 액화연료화에 관해서는 Bergius법을「직접액

화」, FT법을「간접액화」로서 구분하고 있음.

[그림 Ⅰ-1] 합성연료의 변환과정

자료: IEEJ(2008)

－ 2－

- 결국 합성연료 제조는 각종 탄화수소를 분해해서 합성가스를 제조

하고, 이를 원료로 재합성한다는 일반적인 화학열역학 반응으로 유

기합성 반응이라고 정의할 수 있음.

◦ 바이오매스에서 효소에 따라 발효반응 개입으로 제조되는 에탄올 등

흔히 말하는 생화학 반응은 촉매, 반응온도․압력, 수율, 열효율 등이

크게 다름.

2. 합성연료 제조과정

가. 합성연료 제조과정의 개요

◦ 합성연료 제조과정(Process)은 3개의 단계로 나누어짐.

- 제1단계 : 합성가스 제조

- 제2단계 : 합성가스 원료로 찌꺼기 연료를 합성

- 제3단계 : 찌꺼기 연료를 고도화(수소화, 개질, 이성화)

[그림 Ⅰ-2] GTL, DME 및 메탄올 합성과정

자료: IEEJ(2008)

－ 3－

◦ 1단계에서 원료가 되는 탄화수소원을 분해해서 합성가스(CO+H2)를

만들고, 2단계에서 합성가스에서 목적생산물을 합성함.

- 여러가지 분자량을 갖는 탄화수소의 합성(이하, FT 합성)을 실행할

지, 메탄올 및 LPG와 성질이 유사한 DME(Dimethyl ether)등 단일

제품의 합성에 따라 반응온도․조건과정은 약간의 차이가 있음.

◦ 3단계는 메탄올 및 DME인 경우는 불순물(고급 알코올 등)을 제거하

게 되지만, FT 합성유인 경우 사슬인 탄화수소화합물이 탄소수가 작

은 것에서부터 큰 것으로 연속적으로 합성되기 때문에, 고분자화합

물의 분해 저분자화(수소화 분해) 사슬구조의 이성화(분지화) 및 방

향족화(환상화, 탈수소)에 따라 부가가치가 높은 다양한 제품을 제조

하는 과정임.

나. 합성연료의 제조방법

◦ 합성연료의 제조는 FT 합성연료, DME 등의 분야 뿐만이 아니라 석

유정제에서 수소 제조(원료는 LPG, 나프타, OFF가스 등), 도시가스

의 제조(원료는 주로 나프타) 또는 IGCC(가스화 복합발전으로, 원료

는 석탄, 잔사유) 등 폭넓은 분야에서 실행되고 있음.

◦ 부분 산화법이란 완전연소에 필요한 이론산소량보다도 낮은 산소농

도에서 불완전 연소시키는 것임.

- 석탄 및 바이오매스인 경우는 부분 산화법에 따라 합성가스가 제조

되지만 합성가스의 H2/CO 비는, FT 합성에서 필요하게 되는 3:1보

다도 낮기 때문에 물․가스 시프트(Shift) 반응에 따른 수소비를 올

릴 필요가 있음.

- 수증기 개질반응은 메탄 등의 저탄화 수소화합물인 경우에 이용되

는 일이 많지만, 부분 산화법, 또는 양쪽을 조합하는 자기열 개질법

(ATR)을 이용하는 경우도 있음.

- 천연가스에서 수증기 개질법에 따라 제조된 합성가스는 수소비가

높기 때문에 물․가스 시프트(Shift) 반응을 이용할 필요가 없음.

－ 4－

다. 합성유 합성과정

◦ FT 합성과정은 각종 촉매가 충전된 반응기로 조성(H2/CO 비)을 조

정한 합성가스를 도입해서 합성반응을 실행하는 과정임. 반응에 따

라 직쇄인 탄화수소 이외에 올레핀 및 알코올류, 그 밖에 여러 가지

부반응생성물이 생성함.

◦ FT 합성에서의 반응은 사슬이 성장함. 일종의 중합반응으로 세로축

을 수축의 가로축으로 탄소수를 취해 생성하는 파라핀의 분자량은

직선으로 나타냄. 이 반응을 아래에 Anderson-Flory-Schults 중합속

도식에 수반하는 것으로 가정함.

[그림 Ⅰ-3] 촉매선택에 대한 생성물의 분자사슬 분포

자료: P.J.A. Tijm et. al(1993)

◦ 중합반응은 사슬의 성장속도에 대한 사슬의 집결속도 비율 α로 표시

되고, 이 수치가 높으면 분자사슬이 길어지고 생성물은 보다 더 파라

핀으로 풍부해짐.

－ 5－

- 반응온도에서 보면 일반적으로 330~350℃에서는 경유유분과 Wax

가 주로 생성함.

구분 FT 합성유 아라비안나이트 브렌트 수마트라라이트

API비중 46.5 32.3 38.3 35.0

유황분 ppm 〈10 19,000 4,000 〈1,000

질소분 ppm 〈10 1,100 1,300 1,200

유동점 ℃ 60 -18 -45 38

경유유분 Vol% 52 46 49 40

중질유분 Vol% 40 42 37 52

합성유 1차생성물의 물질과 상태

주: Sasol․SSPD 과정에 따른 결과임 자료: Thi Chang(2000)

- FT 합성에서 얻어지는 제품은 탄소수가 많은 직쇄인 탄화수소가 중

심이 되기 때문에(주로 Wax) 유동점이 높음.

- 이 합성유를 수소분해에 따른 저분자화를 실시하면 나프타 및 등경

유에 해당하는 탄소수를 가진 유분이 많아 액체인 합성연료유로 전

환됨.

- 분해의 반응조건을 바꾸는 것에 따라 나프타, 등유, 경유해당 유분

(C10~C20)의 수율(= 수득율)을 높일 수 있음.

- 합성유는 게다가 증류에 따라 각각 유분으로 분별됨. Shell의 SMDS

과정에서는 운전조건에 따라 경유수율 최대형(나프타 15%, 등유

25%, 경유 60%)과 등유수율 최대형(나프타 25%, 등유 50%, 경유

25%)으로 변경이 가능함.

◦ 원료별 합성유 제조과정

- 천연가스 기원 합성유 제조과정

－ 6－

[그림 Ⅰ-4] 천연가스 기원 합성유 제조과정

자료: IEEJ(2008)

- 석탄 기원 합성유 제조과정

[그림 Ⅰ-5] 석탄 기원 합성유 제조과정

자료: IEEJ(2008)

－ 7－

- 바이오매스(목재) 기원 합성유 제조과정

[그림 Ⅰ-6] 바이오매스(목재) 기원 합성유 제조과정

자료: IEEJ(2008)

라. 메탄올 및 DME 합성과정

1) 메탄올 합성반응

◦ 메탄올 합성에서는 동(구리)계인 촉매가 사용됨.

◦ 합성가스에서부터 메탄올 합성의 역사는 오래되어, 1923년 독일

BASF에 따라서 최초로 공업적 생산이 실행되었음.

- 초기에는 반응압력이 100기압 이상으로 있는 고압법이라고 불리는

과정에서 생산이 실시되었지만, 1959년 영국 ICI가 신촉매를 개발해

서 반응압력 50기압이라는 저압 메탄올합성 공업화에 성공했음.

- 저압법의 개발로 메탄올 제조를 위한 에너지 원단위는 두드러지게

저감되었음. 메탄올 합성반응에서는 1Pass 전화율이 40% 정도라는

것과 반응열을 제거할 목적으로 다량의 미반응 가스를 리사이클할

필요가 있음.

－ 8－

- 이 때문에 생산규모 상한이 1일 2,500톤 정도로 적은 문제점이 있지

만 메탄올의 생산 대기업인 Methanex社가 칠레에서 진행하고

Mega 프로젝트의 생산능력을 1일 5,000톤 규모로 확대하고 있음.

2) DME 합성반응

◦ DME(dimethyl ether) 합성에는 합성가스에서부터 메탄올을 제조해

서 탈수하는 것으로 DME를 얻는 간접법과 합성가스에서부터 직접

DME를 합성하는 직접법이 있음.

◦ 현재 간접법은 화학제품으로서 DME는 수요가 적기 때문에 메탄올

을 원료로 한 탈수반응으로 제조되고 있음. DME 합성에 관여하는

반응식에 의거한 이 제조과정은 메탄올을 경유하는 2단계법(간접법)

이라 함.

◦ 간접법은 합성가스를 기존의 메탄올 합성기술에 따라, 메탄올로 전

환해서 탈수해서 DME로 전환하는 방법임. 기존의 메탄올 합성기술

과 탈수기술의 조합으로 성숙기술이라고 함. 대표적인 기술제공자는

미츠비시(三菱)가스화학, 동양(東洋)엔지니어링, Lurgi(독일)을 들 수

있음.

◦ 직접법은 합성가스에서부터 직접 제조하는 기술로 Haldor Topsoe,

Air Products and Chemicals가 개발을 실시하고 있음. 일본에서는

현재 기술개발 프로젝트가 진행되고 있음.

- 그러나 현재 두 경우 다 파일럿플랜트 운전단계에서 멈추어 있고

공업생산에는 이르지 못하고 있음. DME 직접 합성과정에서는 메탄

올 합성과 같은 동(구리)계 촉매에 탈수기능을 부여한 이원기능 촉

매를 이용하고 있음.

- 합성가스에서부터 DME가 제조되는 경우 총괄적 반응과정은 발열

반응으로 있기 때문에 효율적으로 반응열을 제거해서 온도를 제어

할 필요가 있음.

－ 9－

◦ 간접법과 직접법을 비교하면, 직접법은 간접법보다도 과정이 간소화

되어 비교적 낮은 압력하에서 종합적으로 전화율을 높일 수 있기 때

문에 보다 효율적인 DME 생산법 연구가 실시되고 있음.

[그림 Ⅰ-7] 석탄 기원 DME 합성과정

주: 직접법 기준

자료: 일본 에너지학회(2003)

3. 분석범위

◦ 본고에서 다루는 합성연료는 탄화수소에 기원해서 얻어지는데, 그

대로 이용하기에는 제약이 있음.

- 여기서 고체로 있는 석탄, 바이오매스 또는 기체로 있는 천연가스를

일단 분해해서 필요에 맞는 목적물인 탄화수소를 재합성으로 얻어

진 액체(상온상압)를 합성연료라고 정의함.

- 합성연료는 편리성과 경제성 및 에너지효율에 대해서 상반관계의

측면이 있지만, 전체적으로 비용 대 효과를 어떻게 판단할지를 검토

할 필요가 있음.

- 구체적으로 FT법(Fischer-Tropsh법)에 따라 생산되는 합성유와

DME로 구분한 합성연료의 도입상황과 향후 계획, 원료 수급, 합성

연료의 경제성과 LCA 평가, 주요국의 합성연료 도입잠재력에 관해

정리하였음.

－ 10－

II. 합성연료 도입현황1. 합성유 도입현황

◦ 합성연료는 합성유(가스 연료)와 DME(dimethyl ether)로 구분됨.

◦ 합성가스 연료에는 원료의 종류에 따라 GTL(Gas to liquids),

CTL(Coal to liquids), BTL(Biomass to liquids)로 구분됨. CTL은 일

반적으로 FT법(간접법)을 가리키지만, 이것과 다른 직접액화법을 포

함하는 경우가 있음.

가. GTL 프로젝트

◦ GTL은 청정연료로서 세계적으로 주목되고 있으며 각국에서 많은 프

로젝트가 계획되었지만, 수년에 걸친 원유가격의 상승은 원재료 가

격 및 인건비 상승으로까지 파급되어서 그 건설비용은 수배까지 뛰

어 늘어나게 되었음. 이 때문에 많은 계획들이 중지되거나 연기되는

상황에 있음.

1) 카타르

◦ 카타르 Ras Laffan에 사솔(Sasol)세브론(Chevron)社(남아프리카의 사

솔(Sasol)社와 세브론(Chevron)社의 합병회사)과 카타르 국영석유기

업(QPC)과의 합병회사 Oryx GTL社의 GTL 플랜트가 2006년 6월에

완공되어 2007년 1월부터 가동이 개시되었음.

- 이는 노스필드(North Field) 가스전의 천연가스를 원료로서 3.4만

b/d의 생산능력을 가진 세계 최초 상업규모인 GTL 플랜트이지만,

촉매계 상태가 좋지 않아 발생한 가동 애로때문에 수천 b/d로 저가

동이 되고 있음.

- 이와 병행해서 Shell社와 카타르 국영석유기업과의 합병에 따른 세

계 최대급인 GTL 프로젝트(Pearl GTL)가 진행되었음. 노스필드

(North Field) 가스전의 천연가스를 원료로서 생산능력 7만b/d 플

－ 11－

랜트 2기 건설로, 투자액은 당초 $50억에서 대폭의 $120억~$180억

으로 급증되었으나, Shell社는 이 계획을 진행시키는 것으로 알려짐.

◦ 한편 엑손 모빌社(Exxon Mobile)와 카타르 국영석유기업과의 프로젝

트(Palm 프로젝트, 생산능력 : 15.4만b/d), 코노코 필립스社(Conoco-

phillips) 프로젝트(생산능력 : 16만b/d) 및 Marathon社 프로젝트(생

산능력 : 6만b/d)는 계획중지가 되었음.

개발자 프로젝트명생산능력

(만b/d)투자액 비고

Sasol·Chevron社,카타르 석유

Oryx1 3.4 $30억세계최초 상업규모 플랜트

Sasol·Chevron社 Oryx2 6.6 -Oryx1의 확장계획의추진, 개시 시기 불명

Shell社, 카타르 석유 Pearl GTL 14.0 $120~$180 -

Exxon Mobile社,카타르 석유

Palm 15.4 - 계획중지

Conocophillips社 - 16.0 - 계획중지

Marathon社 - 6.0 - 계획중지

카타르의 주요 GTL 프로젝트

자료: www.oilgas-info.jogmec.go.jp

2) 아프리카

◦ 나이지리아에서는 Chevron 나이지리아社와 나이지리아 국영석유기

업의 공동 프로젝트(Escravos GTL)가 진행중임. 동 프로젝트의 플랜

트 규모는 3.4만b/d이며, 건설비 상승을 이유로 당초 계획보다 지연

되어 진행중임.

◦ 알제리에서는 계획된 Tinrhert 프로젝트(생산능력 : 3.6만b/d)는 건

설비 상승 때문에 건설계획이 중지가 되었음.

◦ 또한 남아프리카 국영석유회사 PetroSA社는 Sasol의 기술로 근해 가

스전에서 생산되는 천연가스를 원료로 GTL 생산을 실시하고 있음

(모셀베이 공장).

－ 12－

개발자 프로젝트명생산능력(만b/d)

투자액 비고

Chevron나이지리아社,나이지리아 국영

석유기업

나이지리아(Escravos GTL)

3.4 - 지연전망

신트롤리엄나이지리아 알즈(Aje 프로젝트)

- - -

-알제리 (Tinrhert 통합 PJ의 일부)

3.6 -건설비 상승으로 계획중지

Ivanhoe社 이집트 4.5~9.0 - 구상단계

아프리카 주요 GTL 프로젝트

자료: (재) 석유산업활성화센터

3) 기타 국가

◦ 말레이시아 빈츠르에서는 1993년 Shell MDS社로부터 GTL 플랜트

건설, 가동이 개시되었음. 이 플랜트는 남지나해의 해양유전 가스를

원료로 1.47만b/d의 GTL 연료를 생산하고 있었지만, 1997년에 폭발

사고로 중지되었으나, 2000년에 재가동했음.

개발자 프로젝트명생산능력(만b/d)

투자액 비 고

Shell MDS社 말레시아 빈츠르 1.47 - 1993년 실용화

Rentech社,GTL Boilvia社

볼리비아 1.0 -2001년 건설 각서 체결도 정치정세 불안으로 건설 연기

Rentech社,페르타미나

인도네시아술라웨시섬

1.65 -구상단계(개시시기 불명)

Shell社, 가스프롬社시베리아 서부 나딤

- - 계획중지

신트롤리엄, KUFPEC社

파푸아뉴기니 5.0 - -

BP社콜롬비아(Casanare PJ)

8.4 - 구상포기

이외 지역의 주요 GTL 프로젝트

자료: (재) 석유산업활성화센터

－ 13－

- Rentech社는 볼리비아 GTL Bolivia社(Rentech 프로세스의 licensee)

와 공동으로 GTL 플랜트를 건설할 계획이었지만, 볼리비아의 정치

정세가 불안정한 원인으로 현실화가 되지 못했음.

- 파푸아뉴기니에서는 쿠웨이트 해외 석유탐사회사 KUFPEC社(쿠웨

이트 국영석유기업 KPC 자회사)와 신트롤리엄社가 계획하고 있는

생산능력 5만b/d인 GTL 플랜트 건설이 있음. Shell社는 러시아의

가스프롬社와 공동으로 시베리아 서부에 러시아 최초의 GTL 플랜

트 건설의 검토를 실시했지만 계획이 중지되었음.

나. CTL 프로젝트

◦ 남아프리카 사솔(Sasol)社가 1955년에 사솔브르그의 석탄에서부터 합

성석유 샘플을 제조한 것이 CTL 시초이며, 동 사는 세쿤다에 있는

세계 유일한 상업규모의 CTL 플랜트로, 15만b/d의 CTL 연료를 제

조하고 있음.

◦ 국내외 시장 성장의 대응에 현재 그 생산 능력을 18만b/d까지 증대

했음. 그 밖에 석탄자원이 풍부한 중국과 미국을 중심으로 CTL 플랜

트 건설 프로젝트가 몇 개가 진행되고 있음.

1) 중국

◦ 내몽골 자치구인 Erdos에는 중국 최대의 석탄회사인 국영 신화집단

공사(神華集團公司-Shenhua Group)가 직접액화로 생산능력을 2만

b/d, 투자액 $16억의 CTL 플랜트를 건설하고 있으며, 2008년 생산

개시를 예정하고 있음.

- 또한 동 플랜트를 10만b/d 규모로 확대하는 것도 계획되고 있음.

한편 이태집단공사(伊泰集團公司)도 내몽골자치구에서 직접액화로

생산능력 3,500b/d의 플랜트로 CTL 연료를 2008년에 생산개시 예

정임.

－ 14－

◦ 산서성(山西省)의 Yulim(楡林)에서는 2건의 CTL 플랜트 건설계획이

있음. 하나는 신화집단공사(神華集團公司)와 남아프리카 Sasol社가

간접액화로 생산능력 12만b/d, 투자액 $50억 플랜트와 관련하여

2013년 조업개시를 위해서 타당성조사를 진행시키고 있음.

- 그리고 나머지 하나는 산동(山東)집단공사가 생산능력 2만b/d(직접

액화), 투자액 1,000억위안(元)의 CTL 플랜트 건설계획으로 2012년

생산 개시를 예정하고 있음.

- 이 플랜트는 실증화 플랜트로 현재 허가를 기다리고 있는 단계임.

그리고 제1단계 10만b/d, 제2단계 20만b/d로 증대될 예정임.

개발자 프로젝트명생산능력(만b/d)

투자액 비 고

신화집단공사(神華集團公司)

내몽골자치구(Erdos PJ)

2.0(직접액화)

$16억2008년 생산개시 예정10만b/d 규모로 증대 예정

이태집단공사(伊泰集團公司)

내몽골자치구0.35

(직접액화)- 2008년 생산개시 예정

신화집단공사(神華集團公司),

Sasol社

산서성(山西省)의 Yulim(楡林)

12.0(간접액화)

$50억 2013년 조업개시 예정

산동(山東)Yankuang집단공사

산서성(山西省)의 Yulim(楡林)

2.0(간접액화)

1,000억 위안(元)

2012년 생산개시 예정

신화녕하매업집단공사(神華寧夏煤業集団公司), Sasol社

닝샤후이(寧夏回)족 자치구

8.0(간접액화)

$50억 2013년 조업개시 예정

신화녕하매업집단공사(神華寧夏煤業集団公司), 로얄터치셀社

닝샤후이(寧夏回)족 자치구

7.0(간접액화)

$50억~$60억 2012년 생산개시 예정

Lu'an집단공사(集團公司)

산서성(山西省)屯留(Tunliu)

0.35(직접액화)

- 2008년 생산개시 예정

중국의 주요 CTL 프로젝트

자료: www.oilgas-info.jogmec.go.jp

◦ 닝샤후이(寧夏回)족 자치구에서는 신화녕하매업집단공사(神華寧夏煤

業集団公司-Shenhua Ningxia Coal Ltd)가 2건의 프로젝트를 진행시

키고 있음.

－ 15－

- 전자는 남아프리카 Sasol社와 공동으로 간접액화로 생산능력 8만

b/d의 CTL 플랜트 건설계획으로, 2013년 조업개시 목표로 타당성

조사를 실시하고 있음.

- 후자는 로얄터치셀社와 공동으로 간접액화 방식 7만b/d의 CTL 플

랜트 건설계획으로, 2012년 생산 개시를 예정하고 있음.

◦ CTL 생산을 2020년에는 100만b/d(석탄소비량 연간 2억 톤)까지 증

가시킨다는 목표도 있지만 상술해 왔던 중국의 주요 프로젝트 중에

실현성이 있는 것을 추산해 보면 2020년에는 약 30만b/d 정도로 보

는 것이 타당하다고 말할 수 있음.

- 향후 중국에서 CTL 사업의 본격적인 확대여부에 대해서는 중국 최

대 석탄기업인 신화집단공사(神華集團公司)가 Sasol社와 Shell社가

진행시키고 있는 CTL 프로젝트가 성공의 열쇠를 쥐고 있다고 할 수

있음. 중국 정부도 이 두개 프로젝트의 실행 결과를 주시하고 있음.

2) 미국

◦ 몬태나州 중앙부인 Bull Mountain 탄광에 에너지회사 DKRW

Advanced Fuels社, 석탄회사 Arch Minerals社, Bull Mountain Coal

社의 CTL 플랜트 건설이 계획되고 있음.

- 생산능력은 2.2만b/d이며, 2013년 가동 예정임. 이 밖에 몬태나州에

서 2건의 프로젝트가 계획되고 있음. 첫번째는 Rentech Develop-

ment社와 Peabody Electricity社 공동으로 생산능력 1만b/d의 CTL

플랜트 계획이고, 두번째는 BNSF Railway社와 Tenaska社가 공동계

획으로 실시 가능성 조사가 진행되고 있음.

◦ 와이오밍州에서는 Rentech Development社와 Peabody Electricity社

공동으로 생산능력 3만b/d의 CTL 플랜트 및 Medicine Bow Fuel &

Power社의 생산능력 1.3만b/d(나프타 포함 합계량)의 CTL 플랜트

건설이 계획되고 있음.

－ 16－

◦ 또한 노스다코타州에 생산 능력 3.2만b/d의 CTL 플랜트를 건설하기

위해 Great River Energy社, Headwaters社, North American Coal社

의 3社는 합자회사 American Lignite Energy社를 설립했음.

◦ 미시시피州 나체즈(Natchez)에서는 생산능력 2.5만b/d(후에 5만b/d

로 증대할 예정)의 CTL 플랜트 건설이 계획되고 있으며, 실용화된다

면 미국 남부에서 최초의 CTL 상업 플랜트가 되는 것임.

개발자 장소생산능력(만b/d)

투자액 비 고

DKRW Advanced Fuels社,Arch Minerals社,

Bull Mountain Coal社몬태나州 중앙부 2.2 - 2013년 가동 예정

Rentech Development社,Peabody Electricity社

몬태나州 1.0 - -

BNSF Railway社,Tenaska社

몬태나州 - -실시 가능 조사를 진행하고 있음

Rentech Development社,Peabody Electricity社

와이오밍州 3.0 - -

Medicine Bow Fuel & Power社

와이오밍州1.3

(나프타 포함 합계)

- -

Great River Energy社,Headwaters社

North American Coal社노스다코타州 3.2 $20억

합자회사 American Lignite Energy社 설립

Rentech社미시시피州 나체즈(Natchez)

2.5 -당초 2.5만b/d, 후에 5만b/d로 증대 예정

Baard Energy社,콜롬비아 항만국

오하이오州(Ohio River Clean Fuels PJ)

3.5 $40억 -

대만 중유 CPC, 알라스카 산업개발수출공사(AIDEA),

Alaska NaturalResources-to-Liquids社

알라스카Cook Inlet 서측(西側)

8.0 $50억 이상 -

미국의 주요 CTL 프로젝트

자료: (재) 석유산업활성화센터

◦ 미국 CTL 프로젝트는 해외자원의 의존도 저감, 국내 자원개발이라

는 관점에서 적극적으로 진행되고 있으며, 국내 석탄으로 대규모의

보조금도 지원되고 있음. 또한 미군도 CTL 이용에 관심을 나타내고

있으며 안전보장상 폭넓은 관점에서 접근되고 있는 상황임.

－ 17－

3) 기타 국가

◦ 필리핀 바타안 석유화학 공업지대에 Headwaters CTL社와 H&WB社

가 생산능력 6만b/d의 CTL 플랜트 건설을 계획하고 있음.

- 플랜트 건설은 2009년까지는 개시될 예정임. 호주에서는 에너지회

사 Altona Resources社의 CTL 플랜트 건설 프로젝트가 있음. 제1,

제2단계에서는 3만b/d의 CTL 연료를 제3단계에서는 4.5만b/d의

CTL 연료 생산이 계획되고 있음.

개발자 장소생산능력(만b/d)

투자액 비 고

Sasol社남아프리카세쿤다

3.0 -기존 능력 15만b/d~18만b/d로 증대 계획

Headwaters CTL社,H&WB社

필리핀 바타안 석유화학 공업지대

6.0 -2009년까지는 건설 개시 예정

Altona Resources社 호주 7.5 -제1․2단계 총 3만b/d, 제3단계 4.5만b/d

PT Nuansa Cipta Coal Investment社,

Kenertec社,POSCO Engineering and Construction社

인도네시아 보르네오 섬東칼리만탄

10.0 $55억당초 3만b/d이후에 10만b/d로 확대

기타 국가의 주요 CTL 프로젝트

자료: (재) 석유산업활성화센터

◦ 인도네시아 보르네오 섬의 東칼리만탄에서는 생산능력 10만b/d인

CTL 플랜트 건설 프로젝트가 계획되고 있음. 이는 인도네시아 PT

Nuansa Cipta Coal Investment社, 한국의 Kenertec社, POSCO

Engineering and Construction社 들의 공동 프로젝트이며, 투자액은

$55억임.

다. BTL 프로젝트

◦ 독일 Choren社가 세계에서 최초로 생산능력 300b/d의 BTL 상업 플

랜트를 건설하고, 2008년 중순에 생산 개시 예정임. 또한 동 사는

－ 18－

2020년에 4,000b/d 능력을 갖춘 플랜트 10~15기를 건설할 계획임.

그리고 Choren社는 Shell社, 다임러(Daimlet)社, VW社와 공동으로

국내에 2만b/d 이상의 BTL 플랜트 건설을 예정하고 있음.

개발자 장소생산능력(만b/d)

투자액 비 고

Choren社독일프라이베르크

0.03 -2008년 중순에 생산개시 예정

Choren社, Shell社, DaimlerChrysler社,

VW社독일 2.0 - 2010년 생산개시 예정

독일의 주요 BTL 프로젝트

자료: (재) 석유산업활성화센터

[그림 Ⅱ-1] 합성연료 프로젝트 개발상황(2007)

주: 1) 는 가동중

2) 상단은 장소 및 프로젝트명, 하단은 개발기업임

자료: IEEJ(2008)

－ 19－

2. DME 도입상황

가. 세계 DME의 개발상황

◦ 유럽 및 미국에서는 자동차 제조사를 주체로 연구가 진행되고 있으

며, 주요 연구사업으로서는 아메리카 DME(dimethyl ether) 엔진 시

험, 네덜란드 연료분사 시스템 개발, 덴마크 「스칸디나비아 버스 프

로젝트」등이 있음.

◦ 일본에서는 2006년 상업화를 목표했으나 예정대로 실현하지 못했음.

현재 일본 내에서 진행되고 있는 계획은 미츠비시 가스화학을 중심

으로 9社에서 설립된「연료 DME제조(주)」가 미츠비시 가스화학 니

가타(新潟)공장내 연간 8만톤 규모(10만톤까지 증대 가능)의 플랜트

건설뿐임(2008년 6월 완성).

- 이외에 JFE(일본 에너지기업) 등 10社에서 공동설립된「DME

International 주식회사」는 2003년부터 2006년까지 홋카이도(北海

道)의 합성 실증 플랜트에서 실험을 실시했음.

◦ 한편 중국에서는 국내에 풍부하게 존재하는 값싼 석탄을 청정에너지

로서 이용한다는 관점에서 다수의 DME 프로젝트가 계획되고 있음.

나. 중국의 DME 도입배경

◦ 중국에서는 급격한 경제성장과 급속한 자동차 대중화의 진전으로 에

너지수요 증대에 대응하기 위해서 석유대체, LPG대체 에너지로서

석탄을 원료로 하는 DME 활용을 적극적으로 진행하고 있음.

◦ 중국 정부의 DME 개발방침

- DME는 중국 에너지구조에 적합한 발전성 있는 대체에너지로서 위

상을 부여하고 있음.

- DME 제조 플랜트 대규모 사업 추진방침하에, DME를 제조하는 원

료는 석탄에 입각하여 중국의 발전개혁위원회에서 검토중임.

－ 20－

다. 중국의 도입사례

◦ 민생용 연료로서는 산동성 및 섬서성(陝西省) 등 일부 지역에서는 이

미 LPG에 DME를 섞은 혼합가스가 LPG 대체연료로 공급되고 있음.

◦ 또한 자동차용 연료로서는 상해교통대학(上海交通大學), 상해자동차

집단(上海自動車集團), 화의집단(華誼集團)의 공동연구․개발로 중국

최초로 DME 연료인 도시버스가 2005년 4월 과학기술성의 성능검사

에서 합격했음.

- 2006년 12월에는 10대의 DME 연료 도시버스가 완성되고, 2007년 7

월부터 상해 도시의 주행노선에서 실제로 승객을 수송하는 실증실

험이 시작되었음.

- 상해시에서는 2008년에는 DME 연료버스를 100대 이상 증차시킬

계획이었지만, 2010년 상해 만국박람회까지 추가로 DME 연료버스

를 1,000대까지 확대 추진중임.

◦ 내몽골 자치구, 닝샤후이(寧夏回)족 자치구, 산서성(山西省) 등의 주

요 석탄산지 주변에 현재 연간 100만톤 규모의 DME 생산 플랜트 건

설 계획이 계획되고 있음.

- 현재 DME 생산능력은 연간 60만톤 규모 정도이지만(1.5만b/d, 석

탄소비량 89만톤), 공표된 계획을 토대로 추산해 보면, 2015년에는

연간 1,700만톤(43.7만b/d, 석탄소비량 연간 2,500만톤) 생산규모에

달할 것으로 예상함.

- 이처럼 다수의 프로젝트로 인하여 과잉능력을 우려한 발전개혁위원

회는 2007년 7월에 100만톤 이하의 DME 프로젝트에 대해서 원칙적

으로 승인하지 않는 취지를 보였음.

◦ 내몽골 자치구에서는 산동구태화공기과(山東久泰化工技科)가 2005년

4월부터 연간 100만톤 규모의 플랜트 건설을 실시하고 있으며, 2009

년~2011년에도 100만톤 규모의 플랜트 건설을 계획하고 있음.

－ 21－

- 이 플랜트에서 제조된 DME 연료는 북경으로 공급될 것으로 보임.

또한 중국중매능원집단공사(中國中煤能源集團公司), 중국석유화공

등에서 연간 300만톤이라는 대규모 플랜트 건설도 계획되고 있음.

[그림 Ⅱ-2] 중국의 DME 제조 플랜트

주: 상단은 사업자, 하단은 연간 생산규모, ☆는 CTL 도입계획

자료: IEEJ(2008)

－ 22－

◦ 닝샤후이(寧夏回)족 자치구의 인촨(銀川-Yinchuan)에서는 닝샤매업

집단(寧夏煤業集團)이 연간 83만톤 플랜트 건설 프로젝트, 산서성(山

西省)의 산서난화매탄실업집단(山西蘭花煤炭實業集團)이 연간 100만

톤 플랜트 건설 프로젝트가 있음.

◦ 하북성(河北省) 당산시(唐山市)의 조비전산업단지(曹妃甸産業)에서는

산동구태화공기과(山東久泰化工技科)가 연간 300만톤 플랜트 건설을

계획하고 있고, 2008년 8월에 건설을 개시하여 2015년 완공을 목표로

하고 있음.

◦ 강소성(江蘇省) 장가항(張家港)에서는 산동구태화공기과(山東久泰化

工技科)와 하북신오집단(河北新奧集團)이 각각 연간 100만톤 프로젝

트를 계획하고 있음.

◦ 산동구태화공기과(山東久泰化工技科)는 이미 제1기 프로젝트로 연간

30만톤의 생산을 개시하고, 제2기 프로젝트는 2008년 말에 완공할 예

정임. 또한 하북신오집단(河北新奧集團)은 제1기 프로젝트(연간 20만

톤) 건설을 진행하고 있음.

－ 23－

III. 합성연료의 원료 수급동향1. 천연가스

가. 확인매장량 및 가채연수

◦ 천연가스는 지층 안에 기체로서 존재하는 가연성 가스로 주성분은

메탄 CH4임. 연소시 발생하는 질소산화물 및 이산화탄소가 석유․석

탄에 비해 적은 것이 특징임.

[그림 Ⅲ-1] 지역별 천연가스 매장량(2007)

자료: BP(2008)

◦ 천연가스는 매장량이 풍부하고, 중동의존도가 낮아 석유대체 에너지

로서 주목받고 있음.

- 세계 천연가스 확인매장량은 구소련을 포함한 유라시아 및 중동, 그

밖에 지역에 분포되어 있음.

- 중동에 약 61%가 존재하는 석유에 비교하면 편재성이 낮고, 가채연

수(R/P비)도 석유의 약 42년에 비해 60년으로 긴 편임.

－ 24－

구분확인매장량

(TCM)

비중

(%)

국가

순위

생산량

(BCM/년)

비중

(%)

국가

순위

가채연수

(년)

중동 73.21 41.3 355.8 12.1 205.8

이란 27.80 15.7 2 111.9 3.8 4 248.4

사우디아라비아 7.17 4.0 4 75.9 2.6 7 94.5

카타르 25.60 14.4 3 59.8 2.0 14 428.1

UAE 6.09 3.4 5 49.2 1.7 16 123.8

이라크 3.17 1.8 10 n/a 0.0 - n/a

유라시아 59.41 33.5 1,075.7 36.6 55.2

러시아 44.65 25.2 1 607.4 20.7 1 73.5

노르웨이 2.96 1.7 12 89.7 3.1 5 33.0

영국 0.41 0.2 - 72.4 2.5 8 49.7

투르크메니스탄 2.67 1.5 13 67.4 2.3 10 39.6

네덜란드 1.25 0.7 - 64.5 2.2 12 19.4

우즈베키스탄 1.74 1.0 20 58.5 2.0 15 29.7

카자흐스탄 1.90 1.1 17 27.3 0.9 - 69.6

북미 7.98 4.5 775.8 26.4 10.3

미국 5.98 3.4 6 545.9 18.6 2 11.0

캐나다 1.63 0.9 - 183.7 6.2 3 8.9

멕시코 0.37 0.2 - 46.2 1.6 18 8.0

아프리카 14.58 8.2 190.4 6.5 76.6

알제리 4.52 2.5 9 83.0 2.8 6 54.5

이집트 2.06 1.2 16 46.5 1.6 17 44.3

나이지리아 5.30 3.0 7 35.0 1.2 20 151.4

리비아 1.50 0.8 - 15.2 0.5 - 296.1

아태 지역 14.46 8.2 391.5 13.3 36.9

중국 1.88 1.1 18 69.3 2.4 9 27.1

인도네시아 3.00 1.7 11 66.7 2.3 11 45.0

말레이시아 2.48 1.4 15 60.5 2.1 13 41.0

호주 2.51 1.4 14 40.0 1.4 20 62.8

중남미 7.73 4.4 150.8 5.1 51.3

아르헨티나 0.44 0.2 - 44.8 1.5 19 9.8

베네수엘라 5.15 2.9 8 28.5 1.0 - 180.7

전세계 177.37 100 2,940.0 100 60.3

주: - 표시는 20위 밖의 순위를 뜻함자료: BP(2008)

지역별 천연가스 확인매장량 및 생산량(2007)

－ 25－

나. 세계의 천연가스 수급동향

◦ 세계의 지역별 천연가스 생산량은 2007년 기준 2.9조㎥로, 1970년과

비교해서 약 2.8배가 되고 있음.

- 지역별로 보면 북미 및 유라시아가 각각 26.4%, 36.6%를 차지하고

있음.

- 이외에, 중동 12.1%, 아태 지역 13.3%를 점유하고 있음.

[그림 Ⅲ-2] 지역별 천연가스 생산량 추이

자료: BP(2008)

◦ 천연가스의 소비도 꾸준하게 증가를 계속하고 있음. 수요증가의 원

인으로서는 상대적인 환경부하의 저하 및 이용기술의 진보, 석유와

비교한 경우 가격의 우위성 등을 들 수 있음.

- 2007년에는 1970년 대비 2.9배로 2.9조㎥가 되었지만 그 중에 북미

가 27.4%, 유라시아 39.6%, 아태 지역이 15.3%가 되고 있음.

－ 26－

- 구소련지역에서는 1990년대에 들어서 소련 붕괴로 경제혼란에 따른

생산활동이 저하되어 소비가 감소되었지만, 1997년에는 바닥으로

떨어졌다가 이후 회복세로 전환되었음.

[그림 Ⅲ-3] 지역별 천연가스 소비량 추이

자료: BP(2008)

◦ 천연가스가 1차 에너지에서 차지하는 비율은 세계 전체에서 24%를

차지함(2006년).

- 주요국별로 보면 원자력 비율이 높은 프랑스를 제외하고 유럽과 아

메리카 국가에서 천연가스 점유율은 20%를 넘는데 비해 아시아 국

가의 점유율은 낮으며, 일본은 15%에 머무르고 있음.

－ 27－

[그림 Ⅲ-4] 주요국별 1차에너지 비중 비교

자료: BP(2007)

◦ 향후에도 천연가스의 수요는 대폭으로 증가할 것으로 보임. IEA의

전망에서는 2030년까지 연율 1.8%로 수요가 증대되어 1차에너지 공

급에서 22.3%를 차지할 전망임.

- 2005년 세계 1차에너지원별 소비 구성비는 석유 35.0%, 석탄 25.3%,

천연가스 20.6%, 원자력 6.3%, 수력 2.2%, 기타 10.6%임.

- 2030년에도 석유는 주요 에너지로서의 역할을 유지(31.5% 점유)할

전망임.

- 천연가스 수요가 기후변화협약 영향 등으로 연평균 2.1% 성장할 것

으로 전망되나, 중국의 발전수요 증가 등으로 석탄도 연평균 2.2%의

높은 성장세를 보일 것으로 예상됨.

－ 28－

구분수요(백만TOE) 연평균

증가율(%)1980 2000 2005 2015 2030

석유 3,106 3,647 4,000 4,720 5,585 1.3

석탄 1,786 2,292 2,892 3,988 4,994 2.2

천연가스 1,237 2,089 2,354 3,044 3,948 2.1

원자력 186 675 721 804 854 0.7

수력 147 226 251 327 416 2.0

기타 765 1,094 1,210 1,479 1,923 1.2

합계 7,228 10,023 11,429 14,361 17,721 1.8

자료: IEA(2007c)

세계 천연가스 수요전망

다. 천연가스 무역

◦ 천연가스 소비 증가로 무역량․생산량에 차지하는 무역량의 비율과

함께 계속 증가하고 있음.

[그림 Ⅲ-5] 파이프라인 가스와 LNG 무역량

자료: BP(2007)

－ 29－

- 2007년 천연가스 생산량 2.9조억㎥ 중에서 27%에 해당하는 0.8조㎥

가 다른 나라로부터 수출되었음.

- 그 중 파이프라인으로 거래된 양은 연간 5,370억㎥ LNG로 거래된

양은 연간 2,110억㎥이 되고 있으며, LNG에 따른 거래가 전체 거래

량의 28%를 차지함.

[그림 Ⅲ-6] 세계 천연가스 무역(2007)

자료출처: BP Statistical Review of World Energy (June 2008)

- 파이프라인 무역량․LNG 무역량과 함께 급속하게 증가하고 있지

만 그 안에 LNG 무역비율도 계속 증가하고 있음.

－ 30－

- 파이프라인 가스의 주요 흐름은 ① 캐나다에서 미국으로 또는, ②

러시아에서 유럽 국가들로 가는 형태임.

- 한편 LNG 거래는 아시아를 대상으로 한 무역이 발달하여 2007년

거래량의 39%는 일본 대상임. LNG 수출국은 기존에 아시아․태평

양 지역이 중심이었지만, 최근에는 중동 및 아프리카 국가로 수출을

확대하고 있음.

◦ 세계 LNG 시장은 1964년 영국이 알제리에서 LNG를 수입한 이래

계속 증가해 왔음.

- 최근 수출국은 카타르, 오만, 이집트 등의 여러 중동국가들이 LNG

시장에 참가하였음. 향후 러시아, 예멘, 노르웨이, 적도기니 등의 국

가들이 LNG를 수출할 예정임.

- 또한 수입국으로는 지금까지 세계 LNG 거래량의 반 이상을 차지하

고 있던 일본․한국․대만에 이어, 2004년에는 인도, 2006년에는 중

국이 수입을 개시하고 2005년에는 영국이 수입을 재개했음. 향후 멕

시코, 네덜란드, 타이 등이 새로운 LNG 수입을 예정하고 있음.

라. 천연가스 가격의 추이

◦ LNG 가격의 결정방식은 지역마다 차이가 있음. 아시아에서는 일반

적으로 JCC(Japan Crude Cocktail)라고 불리는 일본 대상의 원유

CIF 가격에 연동(link)하는 방식이며, 유럽대륙 대상의 가격은 석유

제품 및 브렌트유 가격에 연동(link)한 방식을 쓰고 있음.

- 한편 미국 및 영국에서의 천연가스 가격은 Henry Hub 및 NBP

(National Balancing Point)라는 국내 천연 파이프라인에 의한 가스

거래 수급에 따라서 가격이 결정되고 있음.

- 일본, 미국, EU 대상의 LNG 가격을 보면, 2000년대에 일본 대상

LNG 가격이 미국 및 EU와 비교해서 높은 가격을 나타내고 있음.

- 미국 가격은 가격변동률(volatility)이 크며, 특히 2005년에는 멕시코

灣에 발생한 허리케인의 영향으로 가격이 급등했음.

－ 31－

[그림 Ⅲ-7] 주요국의 천연가스 가격 추이

자료: IEA(2007d)

마. 유럽, 미국 및 중국의 LNG 시장

1) 미국

◦ 미국의 천연가스 이용은 20세기 초부터 실시되어 왔지만 1930년에

텍사스州 등 남부의 천연가스 생산지로부터 중서부로 장거리 파이프

라인이 건설되었음.

- 또한 1950년대에는 캐나다에서 천연가스 수입도 개시됨에 따라 미

국의 파이프라인망은 고도로 발달하게 되었음.

- 최근에 가동 중인 푸에르토리코․도미니카에 인접해 있는 LNG 수

입(인수)기지에 국내의 수입기지 건설도 계획되고 있음.

－ 32－

[그림 Ⅲ-8] 북미 천연가스 파이프라인과 LNG 인수기지

자료: IEA(2007e)

2) 유럽

◦ 유럽에서는 1950년대까지는 소규모 가스전에서 천연가스 공급이 국

지적으로 실시되는 것에 불과했음. 그러나 1959년에 거대한 매장량

이 있는 네덜란드 흐로닝언(Groningen) 가스전이 발견되어 네덜란드

국내뿐만 아니라 인접 국가에도 파이프라인이 건설되었음.

- 1960~1970년대에는 러시아, 노르웨이에서 천연가스를 수입하기 위

한 파이프라인이 건설되었음. 1980년대 이후는 알제리로부터 이탈

리아, 스페인에 파이프라인도 가동되었음.

- 천연가스 수요가 증가됨에 따라 각 국내에서의 파이프라인망도 정

비되어, 현재 서구 전역에 긴밀한 천연가스 수송 네트워크가 형성되

어 있음.

－ 33－

[그림 Ⅲ-9] 유럽 천연가스 파이프라인과 LNG 인수기지

자료: IEA(2007e)

◦ LNG는 프랑스, 스페인, 이탈리아, 벨기에, 터키, 그리스, 포르투갈의

기존 LNG 수입국에 북해가스전으로 매장량 감소의 영향을 받아서

영국이 중단했던 LNG 수입을 2005년부터 개시했음.

- 또한 지역 내 생산감소 전망과 공급원의 다각화라는 관점에서 네덜

란드, 독일, 폴란드 등의 여러 국가에서도 LNG 도입이 계획되고 있음.

3) 중국

◦ 중국에서 1차에너지 소비는 2004년 시점에서 석탄이 70% 이상을 차

지하고, 천연가스가 차지하는 비율은 전체 3.1%에 불과함. 그러나 중

국내 가스전의 탐사 개발은 급속하게 진전되어 매장량․생산량이 증

가하였음.

－ 34－

[그림 Ⅲ-10] 중국의 1차에너지 소비 추이

자료: IEA(2007f)

[그림 Ⅲ-11] 중국의 천연가스 매장량․생산량

자료: IEA(2007c)

－ 35－

◦ 중국의 주요 파이프라인을 보면 2006년의 파이프라인의 총 길이는

3.38만㎞로, 그 중에 직경 16.8 Inch(426mm)이상의 주요 파이프라인

길이는 2.3만㎞임. 또한 Petro China의 파이프라인 길이는 2.8만㎞로

전국 80%를 차지하고 있음.

- 가장 대규모적인 시설은 2004년에 상업운전을 개시한 서기동수(西

氣東輸)로 타림분지에서 생산된 천연가스를 해안에서 수요지역까지

수송할 목적으로 총 길이 3,900㎞, 수송설계 능력은 연간 120억㎥에

달함.

- 또한 급증하는 천연가스 수요로 현재 제2 서기동수(西氣東輸)를 비

롯해서 각지에서 파이프라인의 정비계획이 진행되고 있음.

[그림 Ⅲ-12] 중국의 주요 가스파이프라인

자료: IEEJ(2008)

－ 36－

◦ LNG도 각지에서 인수기지의 건설이 계획되고 있음.

- 2006년 5월에 가동한 광동성(廣東省)의 인수기지 외에, 복건성(福建

省), 상해시(上海市), 요녕성(遼寧省)에서도 건설이 진행되고 있음.

- 산동성(山東省), 절강성(浙江省), 강소성(江蘇省)에서도 기지건설의

임시허가를 받은 상태임.

[그림 Ⅲ-13] 중국의 LNG 수입 프로젝트

자료: IEEJ(2008)

－ 37－

2. 석탄

가. 가채매장량 및 가채연수

◦ 2007년 세계의 석탄 확인매장량과 예상 추가매장량을 합친 매장량은

3.4조톤 중에서 확인매장량이 9,091억톤, 유연탄이 4,788억톤(무연탄

포함)으로 반 이상을 차지하고 있음.

- 미탐사 지역이 많이 남아있는 상태이고, 채탄기술의 발달과 석탄 가

격의 변화에 따라 가채매장량은 증가될 수 있음.

◦ 주요 석탄 부존국은 미국, 러시아, 중국, 남아공 등이며 갈탄 매장량

포함 시에, 이들 4개국의 부존량은 세계 가채매장량 중 63% 이상을

차지함.

- 미국 : 총 매장량 2,466억톤, 유연탄 매장량 1,113억톤

- 러시아 : 총 매장량 1,570억톤, 유연탄 매장량 491억톤

- 중국 : 총 매장량 1,145억톤, 유연탄 622억톤

- 남아공 : 488억 톤

◦ 유연탄 및 아역청탄의 연간 생산량은 45억 톤, 갈탄 연간 생산량은 9

억톤으로 최소 150년 이상 사용 가능한 규모로 전세계적으로 매장되

어 있음.

◦ 주요 광상

- 전세계 약 2,100개 이상의 크고 작은 탄전지대 중에서 매장량 5,000

억톤 이상의 거대 석탄분지는 7개가 존재함.

- 러시아에 Kansk-Achinsk, Kuznetsk, Lena, Tunguska, Taymyr, 미

국에 Appalachian, 남미에 Alto-Amazona 등으로, 이 중 현재 개발

중인 석탄 분지는 2개로 Appalachian, Kuznetsk 등임.

－ 38－

국가/지역무연탄

/유연탄(백만톤)

아역청탄/갈탄

(백만톤)

합계(백만톤)

점유율(%)

가채연수(년)

북미 116,592 133,918 250,510 29.6 224

미국 112,261 130,460 242,721 28.6 234

캐나다 3,471 3,107 6,578 0.8 95

중남미 7,229 9,047 16,276 1.9 188

브라질 - 7,068 7,068 0.8 *

콜롬비아 6,578 381 6,959 0.8 97

유라시아 102,042 170,204 272,246 32.1 224

체코국 1,673 2,828 4,501 0.5 72

독일 152 6,556 6,708 0.8 33

그리스 - 3,900 3,900 0.5 62

헝가리 199 3,103 3,302 0.4 336

카자흐스탄 28,170 3,130 31,300 3.7 332

폴란드 6,012 1,490 7,502 0.9 51

러시아 49,088 107,922 157,010 18.5 500

터키 - 1,814 1,814 0.2 24

우크라이나 15,351 18,522 33,873 4.0 444

아프리카/중동 50,817 174 50,991 6.0 186

남아공 48,000 - 48,000 5.7 178

아태 지역 154,216 103,249 257,465 32.7 85

호주 37,100 39,500 76,600 9.0 194

중국 62,200 52,300 114,500 13.5 45

인도 52,240 4,258 56,498 6.7 118

인도네시아 1,721 2,607 4,328 0.5 25

전세계 478,771 430,293 909,064 100.0 147

주: * 500년 이상

자료: BP(2008)

지역별 석탄 확인매장량 및 가채연수

◦ 세계 지역별 석탄 매장량은 아시아에 29.6%, 북미에 28.0%, 유럽에

27.1%로 이 3개 지역에서 약 80%를 차지하지만, 석유․천연가스에

비하면 지역적 편재성이 적음.

◦ 석탄 가채연수는 석유, 천연가스에 비해서 길며 2007년에 총 147년

임. 특히 생산량이 많은 중국에서는 가채연수가 짧아지고 있음.

－ 39－

- 현재 중국을 중심으로 한 아시아 지역에서의 생산량은 21억톤으로

매우 크지만, 향후 중국의 수요 증대를 전망하면 아시아 지역에서의

확인매장량은 크게 감소할 가능성도 예상할 수 있음.

[그림 Ⅲ-14] 석탄 가채매장량과 R/P비

자료: WEC(2006)

나. 세계 석탄수급의 동향

◦ 아태 지역의 석탄 생산량이 59%로, 세계 전체의 절반 이상을 차지하

며 유라시아, 북미지역이 뒤를 잇고 있음.

- 중남미 지역의 생산량은 아직까지 낮으며, 중동 지역의 생산량은 미

미한 수준임.

－ 40－

지역 국가 2005 2006

2007

'06년 대비

증가율(%)

생산량

비중(%)

북미 미국 580.2 595.1 587.2 -1.3 18.7

캐나다 35.6 34.5 36.9 6.7 1.2

소계 620.9 635.2 629.9 -0.8 20.1

중남미 콜롬비아 39.4 43.7 46.6 6.6 1.5

소계 47.3 52.2 55.3 6.0 1.8

유라시아 러시아 연방 139.2 145.1 148.2 2.1 4.7

독일 53.2 50.3 51.5 2.5 1.6

폴란드 68.7 67.0 62.3 -7.0 2.0

카자흐스탄 44.2 49.1 48.3 -1.7 1.5

우크라이나 40.9 41.7 39.6 -4.9 1.3

소계 438.7 446.1 445.4 -0.2 14.2

중동 소계 0.6 0.5 0.5 - -

아프리카 남아공 137.7 144.7 151.8 4.9 4.8

소계 140.7 147.1 154.2 4.8 4.9

아태지역 중국 1,119.8 1,205.1 1,289.6 7.0 41.1

호주 206.5 211.0 215.4 2.1 6.9

인도 162.1 170.2 181.0 6.3 5.8

인도네시아 93.9 111.4 107.5 -3.4 3.4

소계 1,635.2 1,753.4 1,850.2 5.5 59.0

전세계 2,883.5 3,034.5 3,135.6 3.3 100.0

주: 상업성 있는 고체 연료, 즉 역청탄, 아역청탄, 무연탄, 갈탄, 생산량임 자료: BP(2008)

지역별 석탄 생산량

(단위: 백만TOE)

◦ 주요 생산국간 생산량의 차이가 커서 2위인 미국의 생산량은 1위인

중국(23.8억ton)의 절반에도 미치지 못하며, 3위인 인도 역시 미국의

절반 이하임.

- 생산량을 TOE 단위로 평가할 경우 중국, 미국, 호주, 인도 순위로

나타나고 있음. 여기서 호주의 경우 열량이 높은 탄종의 생산비율이

높기 때문임.

◦ 석탄 생산량(갈탄을 제외) 추이를 보면 2001년 이후 석탄생산량은 급

속하게 증가되고 있지만, 주로 중국에서의 생산량 증가에 따른 것임.

2005년에는 중국 및 미국에서 전체 생산량의 60% 이상을 차지하고

있음.

－ 41－

[그림 Ⅲ-15] 주요국의 석탄 생산량 추이

자료: IEA(2007a)

다. 석탄무역

◦ 세계 석탄무역량(갈탄 제외)을 보면, 발전용인 일반탄 수요는 증가

추세로 석탄의 무역량은 점점 증가하고 있음.

◦ 그러나 중국, 미국 등의 대량 생산국이 그대로 소비국가가 되고 있기

때문에, 생산량에 비해서 무역량이 되는 수량은 감소되어 2005년에

15.5%에 머무르고 있음. 그 중에 원료탄은 32.5%, 일반탄은 13.0%로

원료탄의 무역비율이 일반탄에 비해서 높음.

◦ 세계의 주요한 석탄 무역시장은 석탄자원이 부족하여 큰 수요량을

보유하는 일본 및 유럽이 무역의 중심이 되어 있으며, 태평양 시장

(Market)과 대서양 시장(Market)이 형성되고 있음.

－ 42－

[그림 Ⅲ-16] 주요국의 석탄 무역량 추이

자료: IEA(2007a)

[그림 Ⅲ-17] 세계 석탄무역

주: 2005년 기준으로, 통계오차로 선별한 수송량 합계와 수출국의 수출량은 일치하지 않음.

하단 수치는 전년대비 증가, 감소를 나타냄.

자료: IEA(2007a)

－ 43－

라. 석탄가격의 추이

◦ 단위 열량당 원료탄․일반탄 및 다른 에너지가격(일본의 CIF 가격)

의 추이를 보면, 동일 열량당 원유․LNG 가격보다도 석탄이 염가로

가격변동도 비교적 작고 안정적으로 추이하고 있음.

- 1980년대 전반까지 석탄 가격의 우위성은 압도적으로 높았지만

1986년 원유가격 폭락 후(걸프전쟁 시는 제외)그 상대적 격차는 축

소되었음.

- 하지만 2000년 이후는 원유가 상승에 따라 석탄가격도 큰 폭으로

상승하게 되었지만, 원유․LNG와의 상대적 격차는 다시 벌어지는

상황이 되었음.

[그림 Ⅲ-18] 에너지원별 CIF 가격 추이

주: 일본 CIF 가격 기준 에너지원별 1,000Kcal당 환산가격임

자료: IEEJ(2008)

－ 44－

마. 중국의 석탄수급

◦ 중국은 세계 최대 석탄생산국이지만 확인매장량은 미국․러시아에

이어 3위를 차지하고 있음.

- BP(2008)에 의하면 2007년말 현재 유연탄․무연탄이 622억톤, 아)역

청탄․갈탄이 523억톤의 확인매장량을 보유하고 있음.

- 중국의 석탄은 대부분은 화북(華北)지역에 매장되어 있고, 그 중에

서도 산서성(山西省), 내몽골(內蒙古) 자치구 및 섬서성(陝西省) 3개

의 성 및 자치구에서 총 확인매장량의 62%를 보유하고 있음.

- 이 3성 및 자치구의 석탄생산량은 전체 생산량의 45%를 차지하고

있어 중국 석탄의 공급기지가 되고 있음.

[그림 Ⅲ-19] 중국의 석탄자원 분포

자료: IEEJ(2008)

－ 45－

◦ 중국 석탄의 소비는 10%가 넘는 경제성장을 배경으로 2003년 이후

급속하게 증대하고 있음.

[그림 Ⅲ-20] 중국의 석탄소비량 추이

자료: 중국통계출판사(2007)

◦ 이 중에 일반탄은 전력수요의 확대와 석탄화력발전의 증대로 원료탄

은 코크스 수요의 확대를 수반하는 코크스 제조용 소비 증대로 석탄

소비가 증가하고 있음.

◦ 이 때문에 중국 국내에서는 석탄 생산이 수요를 충족시키지 못하고

있으며, 철도에 의한 수송능력의 부족도 하나의 원인임.

- 이에 따라 석탄수급이 핍박되고 있으며, 세계 석탄가격의 상승 원인

중의 하나가 되고 있음.

－ 46－

- 수요 증대를 수반하는 탄광건설도 활성화되어, 국유 탄광 및 향진

(鄕鎭)탄광을 중심으로 생산량이 증대하고 있음.

[그림 Ⅲ-21] 중국의 탄광별 석탄생산량 추이

자료: 중국통계출판사(2007)

◦ 중국의 석탄수출량은 2004년 이후 감소경향에 있음. 이는 정부의 수

출석탄 우대장치 순차폐지, 총량규제, 수출세 등 수출억제 정책으로,

국내의 가격 상승을 수반하여 수출이 감소됨.

- 한편 수입은 수급압박에서 큰 폭으로 증대하고 있으며, 특히 동남부

연안지역에서 증가가 뚜렷함.

- 2004년 이후 수출은 연평균 1,000만톤 감소, 수입은 연평균 900만톤

증가를 나타내고 있으며, 만약 이 추세가 계속된다면 가까운 시일

안에 순수입국으로 전환되는 상황임.

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[그림 Ⅲ-22] 중국의 석탄 수입․수출량 추이

자료: Tex Report(2007)

◦ 2008년에 들어와서 중국에서는 동계 전�