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미국 탄소 수송 파이프라인 프로젝트

글쓴이 : 아이유켐 날짜 : 2022-07-28 (목) 09:21
美, 탄소 수송 파이프라인 프로젝트 활발 기대

불안정한 산업 환경으로 미국 오일·가스 파이프라인 프로젝트는 다소 위축
2050년 탄소 중립 목표 달성을 위해 탄소 포획·저장 기술에 큰 관심
포획한 탄소를 운반하기 위한 파이프라인 프로젝트 활발 기대

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<액화와 수송에 사용될 수 있는 다단계 컴프레서/펌프>
[자료: DOE]

오일·가스의 강한 수요와 높은 이익에도 불구하고 건설 비용 증가, 재생에너지로의 전환 압력이 증가함에 따라 오일·가스 파이프라인 건설은 다소 위축되었다. 탄소 중립 목표 달성을 위해 탄소 포획·저장 기술이 중요한 도구로 사용될 것으로 보여 포획 탄소를 운반하기 위한 파이프라인 프로젝트가 활발히 진행될 것으로 기대된다.
미국은 세계 최대 천연가스 생산국이다. 또 다른 주요 천연가스 생산국인 러시아가 우크라이나를 침공한 이후 세계적으로 천연가스 수요가 증가하고 14년 만의 최고치에 가까운 가격에도 불구하고 미국 천연가스 생산량이 부진한 상황이다. 애팔래치아 지역과 서부 텍사스 등 주요 생산 지역 내 성장세가 둔화하고 있는데, 생산 기업들은 파이프라인의 용량이 부족하다고 설명하고 있다.

미국 파이프라인 시장, 성장과 위협 요인 혼재

 <주요 천연가스 파이프라인 프로젝트>
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[자료: EIA(2022.5.)]

미국은 세계 최대 천연가스 생산국이다. 또 다른 주요 천연가스 생산국인 러시아가 우크라이나를 침공한 이후 세계적으로 천연가스 수요가 증가하고 14년 만의 최고치에 가까운 가격에도 불구하고 미국 천연가스 생산량이 부진한 상황이다. 애팔래치아 지역과 서부 텍사스 등 주요 생산 지역 내 성장세가 둔화하고 있는데, 생산 기업들은 파이프라인의 용량이 부족하다고 설명하고 있다.
에너지 시장 조사 회사인 웨스트우드 글로벌 에너지 그룹에 따르면, 기후 변화와 에너지 전환에 대한 관심이 증가하면서 미국 오일·가스 파이프라인 산업에 하향 압력을 가하고 있다. 이는 수치로도 확인이 된다. 2022년 북미에서 4,044마일의 파이프라인이 건설 중이며, 17,841마일을 더 건설할 계획인 것으로 나타났는데, 이는 작년보다 13.4% 감소한 수준이다.
미국 연방에너지 규제위원회(Federal Energy Regulatory Commission, FERC)는 2022년 1분기 미국 천연가스 수출 증가를 목적으로 하는 3건의 파이프라인 프로젝트를 승인했다. 첫 번째 프로젝트는 루이지애나에 잇는 에반젤린 패스 확장 프로젝트(Evangeline Pass Expansion Project)로 13.1마일의 신규 천연가스 파이프라인 건설 프로젝트이다. 
앨버타 엑스프레스 프로젝트(Alberta Xpress Project)는 기존 ANR 파이프라인을 확장하는 프로젝트로 루이지애나에 소재한다. 마지막으로 노스 바하 엑스프레스 프로젝트(North Baja Xpress Project)는 미국에서 멕시코 바하 캘리포니아로 천연가스를 수송하는 기존 86마일의 노스 바하 파이프라인을 확장하는 프로젝트이다. 2022년 상반기 신규 천연가스 파이프라인 용량은 0.43 Bcf/d 이다. 2021년 신규 용량은 7.44 Bcf/d로 2016년 이후 최저를 기록했다.

미국 주요 파이프라인 프로젝트 6건 현황

(1) 리지라인(Ridgeline) 파이프라인 확장 프로젝트

엔브리지는 테네시주 어퍼 컴벌랜드 지역을 가로지르는 리지라인 파이프라인 확장 프로젝트를 검토 중에 있다. 이 프로젝트의 목적은 전력 기업 TVA사 소유의 석탄 화력 발전소인 킹스턴 파슬 플랜트(Kingston Fossil Plant)를 천연가스 발전소로 대체하여 탄소 배출이 적고 더 깨끗한 연소 에너지를 제공하기 위해서이다. 현재 제안된 프로젝트는 117마일의 파이프라인 건설과 전동 압축기 스테이션 설치를 포함한다. 환경에 대한 영향을 최소화하기 위해 기존 이스트 테네시 천연가스 파이프라인(East Tennesse Natural Gas line)을 따라 건설될 것이며, 엔브리지는 2025년 가을에 건설을 시작하여 2026년 가을에 가동을 목표로 하고 있다. 

<리지라인 파이프라인>
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[자료: Enbridge]

(2) 서밋(Summit) 파이프라인 프로젝트

아이오와주 에임스에 소재한 서밋 카본 솔루션(Summit Carbon Solutions)은 중서부 전역에 걸쳐 30개 이상의 에탄올 공장에서 발효 과정 시 배출되는 이산화탄소를 모아 지하에 영구적으로 보관하기 위해 파이프라인 건설을 계획하고 있다. 이를 통해 에탄올 생산의 탄소 발자국을 획기적으로 줄이고 에탄올과 농업의 장기적인 경제성을 향상시킬 것이다. 
이 프로젝트를 통해 연간 이산화탄소 1200만 톤을 포획할 수 있는데 이는 1년 동안 자동차 260만 대가 배출하는 이산화탄소의 양과 동일하다. 노스다코타주 최대 시추업체가 소유한 오일·가스 E&P 기업인 콘티넨탈 리소스(Continental Resources)는 6월 초 이 프로젝트에 2억5000만 달러를 투자했다.
최근 주 정부, 연방정부가 탄소 포획을 목표로 하는 인센티브 지급 및 저금리 대출 프로그램 등이 이와 유사한 프로젝트를 촉진시킬 것으로 보인다. 또 다른 예로 중서부 텍사스 소재 네비게이터 CO2 벤처(Navigator CO2 Ventures)가 계획하고 있는 1,300마일 길이의 파이프라인 프로젝트가 있다.
그러나 모든 이들이 탄소 포획 파이프라인 건설에 찬성하는 것은 아니다. 다른 파이프라인 프로젝트와 유사하게 건설이 진행되는 지역인 아이오와 주민들은 안전과 환경 위험에 대한 우려를 표명하고 있다. 이산화탄소가 유출되는 경우 수 마일을 가로질러 주민들의 건강에 위협이 될 수 있다고 말한다. 실제로 2020년 2월 미국 미시시피주 사타티아 지역에서 이산화탄소 파이프라인이 파열되면서 액체 이산화탄소 약 3만 배럴이 누출, 기화되면서 300명이 대피하고 45명이 병원 치료를 받았다.

<서밋 파이프라인>
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[자료: Summit Carbon Solutions]

(3) 드리프트우드(Driftwood) 라인 200, 라인 300

텍사스 휴스턴에 소재한 텔루리안(Tellurian)은 드리프트우드 파이프라인 프로젝트는 올해 말 건설을 시작하여 2023년에 운영을 시작할 수 있을 것으로 보고 있다. 루이지애나 남부 지역 내 약 37마일 길이, 지름 42인치의 천연가스 파이프라인 프로젝트로 투자 규모는 12억8000만 달러이다. 루이지애나주 레이크 찰스(Laek Charles) 지역 내 LNG 터미널, 석유화학 시설, 기타 산업 시설에 하루에 천연가스 57억 입방피트를 공급할 수 있도록 설계되었다. 
또한 포트아서, 아카디아나 파이프라인, 카메론 인터스테이트, 코퍼스 크리스티 LNG 파이프라인 등 텍사스와 루이지애나 걸프 해안을 따라 LNG 수출 터미널에 공급하는 최대 12개의 다른 파이프라인과 연결될 것이다. 텔루리안은 드리프트우드 파이프라인 프로젝트와 함께 레이크 찰스 지역에 드리프트우드 LNG 터미널 건설을 올해 3월에 시작하였다.

<드리프트우드 라인200, 라인 300>
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[자료: Driftwood Pipeline]

(4) 마운틴밸리(Mountain Valley) 파이프라인

마운틴밸리 파이프라인은 웨스트 버지니아주 북서 지역에서 버지니아주 남부 지역을 연결하는 총 거리 303마일의 천연가스 운송 파이프라인이다. 프로젝트는 일정보다 다소 지연되어 당초 38억 달러 규모의 사업 비용에서 66억 달러로 증가하였다. 지역 주민 및 환경단체들의 소송 및 반대로 인해 프로젝트가 지연되어 6월 말 마운틴밸리 파이프라인은 FERC에 2022년 10월에 종료되는 허가를 2026년까지 연장해 줄 것을 요청했다. 현재 파이프라인 건설은 94% 완료된 상태이며, 운영은 2023년 하반기를 목표로 하고 있다.

<마운틴 밸리 파이프라인>
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[자료: Construction Dive]

(5) 치카호미니(Chickahominy) 파이프라인

버지니아주 소재 에너지 기업인 발리코(Balico)의 자회사 치카호미니 파이프라인사는 버지니아주 5개의 카운티를 가로짓는 83마일 거리의 천연가스 파이프라인 프로젝트를 계획했다. 그러나 회사는 올해 초 외부 이해관계와 규제 및 재생에너지 산업과 재생에너지 산업을 지원하는 정치인들을 이유로 들면서 프로젝트 취소를 발표했다. 한편 웨스트버지니아, 오하이오 지역에서 새로운 파이프라인 프로젝트를 개발하기 위한 절차를 시작하고 있다고 밝혔다.

(6) 노스다코타 트랜스 스테이트(North Dakota Trans state) 파이프라인

노스다코타주 소재 WBI 에너지 사는 노스다코타주의 동서를 연결하는 천연가스 파이프라인 프로젝트를 계획했으나 5월 초 회사는 규제 불확실성, 제한적인 주 내 수요, 상승하는 건설, 노동, 토지 매입 비용의 원인으로 프로젝트를 중단한다고 밝혔다. 그러나 WBI 에너지사는 최근 노스다코타 북서부에 2억5000만 달러 규모의 노스바켄(North Bakken) 천연가스 파이프라인 확장 공사를 완료했고 2024년 가동을 목표로 60마일 거리의 와프톤(Wahpeton) 확장과 10.8마일 거리의 라인 섹션 7 확장을 계획 중이다. 또한 노스다코타주 그랜드 포크와 인근 미네소타 파이프라인을 연결하는 소규모 천연가스 파이프라인 프로젝트도 추진할 것으로 보인다.

이산화탄소 수송 파이프라인

이산화탄소가 분리, 액화되면 포획된 탄소는 장기 보관소에서 보관되기 위해 이동해야 한다. 2050년까지 미국이 수백억 톤의 탄소 포획·저장(Carbon Caprure & Storage, CCS) 용량을 보유하게 된다면 대량의 이산화탄소를 포획 장소에서 장기 보관소까지 경제적이고 효율적인 방법으로 수송할 수 있는 대규모의 파이프라인이 필요하게 될 것이다. 
미국에너지기술연구소(NETL)은 2050년까지 이산화탄소 연 20억 톤 수송 인프라를 만들기 위해서는 7만여 마일의 파이프라인이 필요하며, 파이프라인 건설은 2035년에 2만 1,000마일에 달하고 2045년까지 증축이 활발할 것으로 분석하였다. 파이프라인의 지름은 6인치, 8인치, 42인치가 주를 이루었다. 또한 2050년까지 펌프 595개가 필요하며 2035년에서 2045년 사이 설치가 가장 많을 것으로 평가했다.
파이프라인을 통해 보관 장소에 액화 이산화탄소 수송을 위해서는 펌프가 필요한데 파이프의 지름과 필요한 유량에 따라 다양한 크기의 펌프가 요구될 것이다. 또한 온도, 압력 및 유량을 유지하기 위해 파이프라인에 걸쳐 냉동 스테이션 또는 추가 펌프 및 컴프레서가 필요할 수 있다. 또한 고장 시 안전 및 지속적인 작동을 보장하기 위한 추가 펌프, 이산화탄소 주입 사이트에서 고압을 유지하기 위한 컴프레서와 펌프가 필요할 것이다.

<2050년까지 설치될 파이프라인, 펌프 전망>
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[자료: DOE]

시사점

엑슨모빌은 CCS 시장의 가치가 2050년까지 4조 달러에 이를 것으로 추산하였다. 주요 에너지 기업들은 CCS 기술에 대한 관심이 높으며, 관련 스타트업들의 기술 개발도 활발하다. 이런 가운데 연방 정부는 민간의 탄소 포획 관련 투자를 더욱 촉진하기 위해 45Q 세금 크레딧을 제공하고 있다. 
45Q는 포획 탄소 톤당 최대 50달러를 제공하는 연방정부의 세금 혜택이다. 그러나 환경 단체인 클린에어 태스크포스(Clean Air Task Force)는 다량의 이산화탄소를 대기에서 제거하고, 철강 및 시멘트 제조 산업 등 이산화탄소 배출이 많은 산업의 탈탄소화를 촉진하기 위해 세금 혜택 인상, 세금 혜택 요건 완화 등을 요구하고 있다. 6월 엑슨모빌의 CEO인 대런 우즈도 미국 정부가 이산화탄소의 대기 내 직접 포획(Direct Air Capture, DAC)과 같은 청정에너지 혁신 장려를 지원하는 것을 기대한다고 밝혔다.
한 에너지 산업 관계자는 KOTRA 달라스 무역관과의 인터뷰에서 이산화탄소 파이프라인 건설에 대한 반감이나 우려도 여전히 있지만, 기후 변화를 막기 위해 CCS는 중요한 방법이라며 탄소 중립을 목표로 CCS를 위한 파이프라인 프로젝트는 더 활발히 일어날 것이라고 예측했다. 미국 정부의 친환경 기조, 우크라이나 사태 등 불안정한 오일·가스 산업 여건으로 인해 오일·가스 파이프라인 프로젝트는 다소 위축된 경향이 있다. 그러나 기존 천연가스 미드스트림 산업 관련 기업들이 성장 가능성이 높은 이산화탄소 파이프라인 시장에 관심을 가지고 기술 개발 및 제품 개량에 힘쓴다면 새로운 시장 기회를 발굴할 수 있을 것이다.

본고는 [Construction Dive, Underground Construction, EIA, Enbridge, FERC, S&P Global, DOE, IRS, CNBC, KOTRA 달라스 무역관 자료 종합] 보고서의 주요내용을 요약, 정리한 것이다.


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