미국 리스 콘덴세이트 수출자유화의 추진과정 및 국내 도입가능성

앞서 언급한 바와 같이 콘덴세이트는 원(原) 천연가스(raw natural gas)에 섞여있는 혼합물로서, 주로 가스정(井)에서 생산되지만, 원유를 생산하는 유정(油井)에서 원유에 수반해서 또는 원유에 용해되어 있는 천연가스 곧, 유용(油溶)-수반(隨班) 가스 (associated-dissolved gas)에서 생산되기도 한다. 하지만 특히 미국에서는, 유용-수반가스에서 생산된 콘덴세이트를 보통 해당 유정에서 생산된 원유에 혼합하여 원유의 밀도를 낮추어 경질화시키는 관례가 존재하였다. 이는 콘덴세이트가 원유에 비해 불안정하여, 이를 처리가공하거나 수송하는데 별도의 인프라가 요구되기 때문에, 차라리 원유에 혼합하는 것이 관리에 용이하면서 비용 또한 절감되기 때문이었다. 또한 보통 중질원유나 콘덴세이트에 비해서 경질원유의 가격이 비싸기 때문에, 중질(中質)원유에 콘덴세이트를 혼합하여 경질화하는 경우에는 보다 많은 수익을 올릴 수 있다는 장점이 있었다. 그러나 최근 미국 주요 경질 치밀원유(Light Tight Oil, LTO) 생산지에서 생산되는 콘덴세이트 규모는 전통적인 유전지역에 비해서 큰 것으로 알려져 있다. 가령 Bakken 지역의 경우에는 콘덴세이트 생산이 그리 많지 않아 전통적인 원유와의 혼합 방식으로 관리되고 있지만, Eagle Ford 지역의 경우 원유와 혼합하여 처리하기에는 콘덴세이트 생산량이 많아, 원유와는 별도의 제품으로 판매되고 있다. 한편, 생산된 원(原) 천연가스의 처리는 가스정(또는 유정(油井))의 정두(井頭, wellhead)에서 일차적으로 물리적 처리하게 된다. 일차적인 처리를 마친 원 천연가스는 가스-원유 분리기(gas-oil separators)를 거쳐 콘덴세이트 분리기(condensate separator)라는 기계적인 분리기 안으로 유입하게 되며, 이곳에서 1차적으로 원 천연가스로부터 자연스럽게 중력에 의해 아래로 모인 콘덴세이트를 분리·추출하게 된다. 반면, 이렇게 1차적으로 콘덴세이트를 제거한 가스는 물(염수), 황, 헬륨, 이산화탄소, 질소 등 불순물을 제거하는 작업을 거치게 되며, 다시 메탄분리(methane separation)공정을 통해 원 가스는 메탄가스와 NGLs 혼합물로 분리된다. 이때 생성된 NGLs 혼합물은 다시 분류공정(Fractionation)을 거치게 된다. 해당 분류과정은 일반 원유 정제과정에서의 상압증류탑과 같은 증류탑(NGLs fractionator)에서 각 탄화수소 분자의 서로 다른 비등점을 이용하여 에탄, 프로판, 부탄, 이소부탄, 콘덴세이트로 분류가 이루어지게 된다. 다시 말해 기계적으로 NGLs 혼합물에서 콘덴세이트를 분류·추출해 내게 된다. 이러한 공정은 가스정(또는 유정)의 정두와 일정거리를 두고 수송관으로 연결된 공장(plant)에서 이루어지는 관계로, 이때 생성된 콘덴세이트를“플랜트 콘덴세이트(plant condensate)” 또는“천연가솔린(natural gasoline)”이라 지칭하고 있다. 한편, 콘덴세이트 분리기에서 추출된 액상의 리스 콘덴세이트는 곧바로 저장탱크로 보내 저장 후 수송 할 수도 있지만, 이 경우 콘덴세이트의 화학적 구성으로 인한 문제가 발생할 소지가 있다. 일반적으로 액상의 리스 콘덴세이트는 메탄(C1)이나 에탄(C2)과 같이 가벼운 분자로 구성된 탄화수소 물질(경질요소)을 다량 함유하고 있다. 이러한 경질요소는 상온에서 바로 기화되어, 기체 상태(곧 가스)로 존재하기 때문에, 리스 콘덴세이트는 매우 높은 휘발성을 가진 불안정한 물질이 된다. 이러한 성질로 인해 콘덴세이트 분리기에서 추출된 리스 콘덴세이트를 상온에서 저장탱크나 수송관, 수송선 등 밀폐된 공간 안에 바로 주입하게 되면, 기화되어 팽창한 메탄·에탄가스의 압력(유증 기압)으로 공간의 내부압력이 높아져, 자칫 폭발할 수 있는 위험을 갖게 되며, 또한 저장이나 수송과정에서 기화된 물질의 질량만큼 리스 콘덴세이트의 손실이 발생하게 된다. (1) 증류처리 공정은 열(heat)을 사용하여 증발과 응축의 순환과정을 유도함으로써, 투입된 원유를 해당 원유와는 화학적으로 구별된 액체류(流)들로 물질적으로 변환시켜야 한다. (2) 증류처리 공정의 투입물(원유)과 산출물 간에는 API 비중에 차이가 존재해야 한다. (3) 증류처리 공정의 투입물(원유)과 산출물 간에는 각 탄화수소 유형의 구성비 중에 차이가 존재해야 한다. (4) 증류처리 공정을 통해 생성된 결과물은 특정한 목적을 지녀야 하며, 그 목적은“석유화학제품의 원료” 또는“휘발유 혼합제” 등으로의 활용과 같이, 단지 수출 가능한 석유제품으로 해당 결과물(제품)이 분류되기 위한 것 이외의 다른 것이어야 한다. (5) 증류처리 공정은 온도의 변화도(gradients)와 함께, 트레이(trays)나 패킹(packing) 및 구별된 산출류(流)와 같은 유의미한 내부구조를 활용해야 한다. (6) 증류처리 공정은 수송의 필요를 위해, 액체와 유증기를 분리하는 장치(곧 안정화기)보다는 기계적인 복잡성, 열, 보다 긴 체류시간, 응축과 분리작업을 증진시키기 위한 내부구조 및 품질을 일관되게 유지한 액체류(流)를 지닌 증류탑을 활용해야 한다. 이러한 두 가지 종류의 콘덴세이트 생산방법은 사실상 이들의 법적지위를 결정하는 중요한 요소로서 작용하고 있다. 우선 현행 원유 수출규제규정상 수출 금지대상 원유에는 리스 콘덴세이트는 포함되지만, 플랜트 콘덴세이트는 포함되지 않는다. 화학적으로 동일한 물질임에도 불구하고, 이러한 법적차별이 존재하는 이유는 매우 간단하다. 우선 현행 규정상 원유는 지상 분리시설을 통과한 후 대기압 하에서도 액체 상태를 유지해야 하고 있는 탄화수소 물질로 규정되어 있어, 단순 지상 콘덴세이트 분리기에서 분리·추출된 리스 콘덴세이트는 원유의 하나로서 간주되게 된다. 반면, 규정상 원유는 증류탑에서 정제 처리되지 않은 탄화수소 물질만으로 한정한다는 점에서 생산과정에서 일종의“증류탑”에 해당하는 NGLs분류기 (NGLs fractionator)를 통한 분류과정을 거치는 플랜트 콘덴세이트는 개념상 원유가 아닌 석유제품으로 분류되고 있는 것이다. 이를 통해 현행 규정에 대한 상무부 BIS의 해석상 원유와 석유제품을 가르는 가장 중요한 기준이 바로“증류탑”을 통해 구성요소의 비등점 차이를 이용한 분류공정 곧“증류처리 공정 (distillation process)”의 유무라는 점을 알 수 있다. 이처럼 생산이 급증하고 리스 콘덴세이트를 미국 내에서 자체적으로 흡수하기 위해서는 리스 콘덴세이트 정제를 위한 별도의 콘덴세이트 스플리터 (condensate splitter)가 요구된다. 사실 최근 셰일 혁명이 있기 전까지 콘덴세이트 생산규모 자체가 크지 않았으며, 앞서 언급한 바와 같이 유정에서 생산되는 경우는 원유에 혼합하거나 주로 캐나다 서부지역으로 수출하여 비투멘(bitumen, 역청)의 희석제(diluent)로 활용되는 것이 보통이었다. 그러나 특히 2011년 이후 Eagle Ford 지역 등에서 리스 콘덴세이트 생산이 급증한 반면, 이를 정제할 수 있는 콘덴세이트 스플리터 처리용량이 부족하여, 시장에 과잉공급으로 인한 콘덴세이트 가격할인 현상이 지속되어 왔다. 결국 이러한 가격할인 현상은 결국 앞서 살펴본 리스 콘덴세이트 수출자유화에 대한 생산업계의 요구로 이어지게 된 것이다.