미국 내 발견된 엄청난 양의 셰일가스 개발은 이미 에너지 사용에 큰 영향을 주고 있다. 예를 들어 석탄의 사용량을 줄이고 온실가스 배출을
저감하는데에 도움이 되는 것이다. 일부 예측에 따르면 중국은 미국보다 더 많은 양의 셰일 가스를 보유하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 이러한
막대한 양의 자원에 접근하는 일은 지금으로서는 어려울 것으로 보인다. 이는 중국의 셰일 가스가 셰일암과 연결되어 있어 추출기술의 큰 발전 없이는
이를 채굴하기 어렵기 때문이다.
중국은 2020년까지 600억 입방미터의 셰일가스를 확보한다는 야심 찬 계획을 갖고 있다. 이는
중국 전체 에너지의 약 6%에 해당하는 양이다. 그러나 중국은 셰일가스 개발에 있어 많은 난관에 직면하고 있다. 대부분의 가스가 매우 건조한
지역에서 발견되어 셰일가스 채굴에 가장 일반적인 방법인 수압파쇄(Hydraulic Fracturing)를 이용할 때 많은 양의 물이 필요하다는
점이다. 또한 지질학적으로도 미국과 중국은 다르기 때문에 수압파쇄 적용이 더욱 어렵다.
로렌스 리버모어국립연구소(Lawrence
Livermore National Laboratory)의 Julio Friedmann은 “중국은 셰일 내에 많은 천연가스를 보유하고 있다.
그러나 이 중에서 얼마나 생산할 수 있는지 모른다. 또한 생산에 필요한 비용이 얼마나 필요할지도 모른다”고 밝혔다. 새로운 파쇄 기술은 이를
도울 수 있을 것이다. 예를 들어 미국 내 텍사스와 같은 건조 지역에 적용하기 위해 물 소비를 줄이는 방법이 개발되고 있다. MIT의
Franz-Josef Ulm 교수는 새로운 수처리 방법은 보다 많은 물을 재활용하게 할 수도 있을 것으로 보고 있다. 또한 미래에는 볼 베어링과
같이 흐르는 극도로 미세한 입자들이 지금의 물 사용을 대처할 수도 있다고 설명하였다. 이러한 입자들은 셰일을 파쇄하기 위해 소량의 액체와 함께
셰일층에 펌핑(Pumping)된다.
지질학적 차이를 다루는 데에는 온도, 압력, 광물 성분, 암석과 상호작용하는 유기물 등 각각의
지대에 대한 보다 자세한 이해가 필요할 것이다. Ulm은 “셰일가스에 대해 이야기할 때 중국의 셰일암은 미국의 셰일보다 상당히 많은 점토를
함유하고 있다고 말한다. 이 점토는 일정 압력 하에서 파쇄보다는 변형된다. 중국의 일부 셰일층에 있는 점토는 단순히 수압을 올려 암석을 파쇄할
수 있을 수도 있다. 그러나 이러한 방법이 적용되지 않는 곳에서는 새로운 기술이 필요하다”고 설명하였다.
Ulm은 셰일층에 있는
서로 다른 광물 및 유기물의 상호작용에서 셰일암의 특성을 예상하는 시뮬레이션을 개발 중이다. 연구팀은 시뮬레이션을 통해 접착체 처럼 작동하는
특정 유기물을 용해하기 위해 용매를 주입하는 것이 필요하다는 것을 발견하였다. 이를 통해 파쇄에 필요한 전체압을 줄이는데 도움이 될 것으로
보인다. 그러나 이러한 옵션은 주입되는 용매가 위험할 수 있기 때문에 최후의 방법으로 활용되어야 한다고 Ulm은 설명하였다.
Ulm의 시뮬레이션은 셰일가스 추출의 효율을 개선하는 데에도 활용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 광물 및 유기물의 서로 다른
조성이 파쇄 공정에 어떤 영향을 줄 것인지 모델링함으로써 셰일층 파쇄와 관련된 보다 높은 수준의 정보를 천연가스 채굴회사들에게 제공할 수 있다.
또한 이산화탄소를 주입하거나 스팀으로 셰일층을 가열하는 것과 관련하여 많은 정보를 얻을 수도 있다.
Friedmann은 이러한
기술이 성공적이라고 입증되더라도 세일가스를 생산하고 사용하는 것이 향후 몇 년간 중국 내 온실가스 배출에 중요한 영향을 주지 못할 것으로 보고
있다. 그는 중국 서부지역에서 얻어지는 천연가스를 동부지역의 발전소로 이송할 파이프라인 인프라가 부족하기 때문에 채굴된 천연가스의 대부분은
화학제품 생산에 활용될 것으로 보았다. 그렇게 된다면 석탄에서 생산되는 일부 화학물질이 있기 때문에 석탄소비에 의한 탄소 배출을 연간
100~150 백만톤 감소시킬 것으로 추정하였다. 그러나 중국은 연간 9,000 백만 톤의 온실가스를 배출하고 있으며, 이러한 숫자는 점차 크게
증가하고 있는 상황이다.
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