[와우! 과학] 석유 시추 중 그냥 태워버리는 유전 가스 회수할 수 있을까?

석유를 생산하는 유전 사진을 보면 석유 시추 시설과 함께 불기둥이 솟아오르는 장면을 쉽게 볼 수 있다. 이 불기둥의 정체는 가스 플레어링(Gas Flaring)이다. 석유 시추 과정 중 함께 나오는 가스와 유증기가 공기 중에서 일정 농도 이상이 되면 화재 위험성이 크기 때문에 안전을 위해 아예 한쪽으로 빼낸 후 태워 없애는 것이다.

가스 플레어링으로 태우는 가스의 주 성분은 천연가스처럼 메탄가스가 주종을 이룬다. 사실 경제성 있는 수준으로 가스가 나오는 경우에는 따로 모아서 판매할 수 있다. 그러나 부산물로 얻어지는 가스의 양이 적고 경제성이 낮을 경우 투자 비용을 회수할 수 없기 때문에 결국 태워버리게 된다. 메탄가스는 강력한 온실가스이기 때문에 차라리 이렇게 태워서 이산화탄소로 바꾸는 것이 지구 환경에도 유리하다.

하지만 가스 플레어링으로 태우는 가스의 양은 남미의 가스 수요와 비슷할 정도로 많아 이를 태우는 대신 자원화해야 한다는 지적이 끊이지 않았다. 호주 뉴사우스웨일스 대학의 과학자들은 석유 채굴 중 나오는 낮은 농도의 메탄가스를 포획한 후 액체 연료로 바꿀 수 있는 촉매 기술을 연구했다. 석유 채굴 과정에서 나오는 낮은 농도의 메탄가스를 포획한 다음 운반과 저장이 쉬운 액체 연료로 바꾼다면 처리 비용이 감소해 경제성을 확보할 수 있기 때문이다.

연구팀은 첫 단계로 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 메탄 분자를 단단히 포획할 수 있는 물질을 연구했다. 연구팀이 찾아낸 해답은 백금족 원소인 오스뮴(Osmium)이다. 연구팀에 따르면 오스뮴-메탄 복합체는 반감기가 13시간에 달한다. 오스뮴 복합체는 메탄 분자와 빠르게 결합한 후 서서히 방출하기 때문에 메탄을 회수한 후 그 다음 화학 반응을 유도하기에 적합하다. 물론 오스뮴이 매우 희귀하고 비싼 백금족 원소이기 때문에 이보다 구하기 쉽고 저렴한 대체제를 개발할 필요성도 제기된다. 앞으로 후속 연구가 필요한 부분이다.

신재생에너지의 빠른 보급과 차세대 원전 등 새로운 대체 에너지 개발 붐이 한창이지만, 한동안 인류는 화석 연료에 의존할 수밖에 없다. 어쩔 수 없이 더 써야 한다면 쓸데없이 낭비되는 부분을 최소화해서 온실가스 배출을 줄여야 한다. 그냥 태워버리는 가스를 유용한 에너지원으로 활용할 수 있는 기술이 친환경 에너지 전환 시기에도 필요한 이유다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com