4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래 | GS칼텍스 미디어허브

4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래

GS칼텍스 -

지난 11월 UAE 아부다비에서 열린 2019 ADIPEC*[efn_note]※ Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference : UAE 아부다비에서 연례로 열리는 중동지역 최대 석유업계 행사[/efn_note]에서는 요즘 석유업계의 최대 화두인 온실가스 감축과 불확실한 석유의 미래에 대한 열띤 토론이 있었다.
ADIPEC의 고민은 크게 두 가지였다. 탄소 배출 규제 등 ESG(환경사회 거버넌스) 이슈에 따른 석유 수요 둔화 가능성과 투자의 불확실성, 그리고 석유산업에 대한 젊은 과학기술(STEM*[efn_note]※ STEM : Science, Technology, Engineering & Mathematics[/efn_note]) 인재의 기피 현상이다. 한마디로, 석유산업은 사양산업이 되었는가 아니면 앞으로도 지속 가능한 유망산업인가? 아래에서는 이 질문에 답해보고자 한다.

매력을 잃고 있는 석유산업

2019년 3월 아부다비 국영석유회사 ADNOC에서 미래 STEM 인재들이 석유산업을 어떻게 보고 있는지에 대한 흥미로운 설문조사*[efn_note]※ Workforce of the Future’라는 주제로 선진국 및 개도국 10개국 3천명의 STEM 학생들을 대상으로 실시[/efn_note]를 실시했다.
결과는 이렇다. 첫째, 선진국 STEM 인재들이 개도국보다 미래 직업으로서 석유산업을 부정적으로 평가했다. 사우디아라비아가 79%, 중국은 67%의 비율로 긍정적으로 답했으나 영국(34%), 미국(30%)은 낮은 수준에 머물렀다. 선진국 인재일수록 석유산업을 자신의 직업으로 선택하는 데 주저한다는 의미다. 둘째, 응답자의 절반 이상(58%)이 석유산업을 ‘blue-collar’분야로 인식하고 있다. 석유산업은 ‘낡은 기술(low-tech)을 가진 사양(old-fashioned) 산업’에 불과하다는 것이다. 응답자의 72%가 첨단 기술 접목이 석유산업의 운명을 좌우할 것으로 전망한 것은 현재 석유산업은 그렇지 않다는 역설이다.
석유산업이 젊은 세대들에게 어필하지 못하는 이유는 아무래도 ‘4차 산업혁명’과의 괴리 때문일 것이다. 에너지 부문에 한정하면, 이 새로운 기술적 경향을 선점한 것은 석유 등 전통에너지가 아닌 신에너지다. 가령 독일에서는 가정용 태양광 발전과 ESS(에너지 저장기술)를 결합, 자가(自家) 소비 후 남은 잉여전력을 가상 계정에 적립하거나 거래 플랫폼을 통해 이웃 간에 사고판다. 석유산업에서는 좀처럼 찾아볼 수 없는 거래 관행이다.
석유산업의 매력이 퇴행하는 배경에는 당연히 석유 수요가 곧 감소할 거라는 근본적 회의감이 있다. ‘에너지 전환’에 따라 전통 화석연료에 대한 부정적인 인식이 광범위하게 확산되고 있다. 전통 산유국까지도 ‘탈석유’ 움직임을 보이고, ‘석유의 시대가 저물고 있는데 석유에 대해 투자해야 되는가’ 묻고 있는 마당에 젊은 인재들을 끌어들일 수는 없다.
하지만 우리가 상황을 잘못 판단하거나 과장하고 있는지 살펴볼 필요가 있다. 또 업계가 조금만 노력을 달리하는 경우 석유산업의 매력은 금세 되찾을 가능성이 높다.

에너지전환과 석유 수요 피크

최근 ‘peak oil’ 대신 ‘peak demand’가 이슈인데, 중장기 석유 수요 전망에서 주요 변수는 경제성장률과 에너지전환이라 할 수 있다. 전자는 외생변수지만 후자는 내생변수로 충분히 예측 가능하다. 에너지전환은 과연 석유 수요를 얼마나 끌어내릴 것인가?
결론부터 말하면, 에너지전환과 석유는 우리가 생각하는 것만큼의 상관관계가 없고 예측 가능한 기간 내 석유 수요는 지속 증가한다. 전기차의 연료 대체로 예를 들어보자. 전기차가 석유 대체에 영향을 주는 것은 대부분 OECD, 그것도 승용차 부문에 국한된다.*[efn_note]※ 국제에너지기구(IEA)는 2040년까지 전기차는 3.3억대(전체의 15%)로 증가하나 석유수요 대체효과는 4백만b/d(현 소비수준의 4%)에 불과하다고 전망했다. 다만, IEA와 OPEC 모두 승용차 부문 수요가 2020년대 중후반 정점에 이른 뒤 감소할 것이라고 전망[/efn_note] 연료 전환 정책에도 여타 수송 분야 예를 들면 화물, 항공, 선박용 수요는 꾸준히 늘어날 것이다.
아시아 등의 경제발전으로 중산층이 크게 증가하여 SUV*[efn_note]※ 중산층은 중국, 인도, 아프리카 등에서 크게 늘어나고 특히 인도는 중국의 바통을 이어받아 2040년 석유수요가 2018년 대비 무려 5.4백만b/d 증가할 것으로 전망된다(OPEC). IEA는 개도국 중산층의 SUV 차량구매 급증 시 추가적으로 기준 케이스보다 수송용 석유가 2백만b/d 증가할 것으로 전망[/efn_note]를 포함한 자가용 소유욕이 커지고 고출력·장거리를 요하는 화물·항공·선박 수송이 급속히 늘어날 텐데, 전기차 기반 수송 시스템이 이를 감당할 수 있을까? IEA가 2040년까지 전체 수송용(‘18년 대비 7.1백만 b/d) 뿐 아니라 도로수송 부문에서조차 수요 증가를 전망하는 이유다. 플라스틱 재활용 운동 등에도 불구하고 우리는 석유화학을 포함한 산업용 석유*[efn_note]※ 석유화학을 포함한 산업부문 석유수요 증가세(2018년 18.3→ 2040년 22.9백만b/d)는 2040년까지 모든 부문 중 1위를 기록할 것으로 전망 * 다수 국가들이 일회용 플라스틱의 사용을 제한 중이지만 2040년 세계 플라스틱 재활용률은 20% 이하에 그칠 것으로 예상(IEA)[/efn_note]의 수요 증가세를 의심치 않는데, 이것은 수송용 석유에도 해당된다.
사람들이 잘못 이해하고 있는 다른 하나는 신재생에너지다. 신재생에너지는 주로 발전용으로 쓰이는데 현재 발전용으로 석유가 쓰이는 비중은 전체의 4% 내외다. 즉 신재생에너지와 석유의 대체관계는 극히 미미하다. 실제로 2040년까지 발전용 석유 수요만이 유일하게 감소(‘18년 대비 90만 b/d) 하는 것으로 되어 있다.
4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래
2040년까지 수요 피크는 없으며* [efn_note]※ IEA는 2040년 석유수요를 111.1백만b/d(바이오연료 포함), OPEC은 110.6백만b/d로 전망하였다. 이는 2018년 (98.8백만b/d) 대비 각각 12.3, 12백만b/d 증가한 것이다.[/efn_note]연료든 원료든 석유 대체는 말처럼 쉽지 않다는 것을 알 수 있다. 10년 후 수요 우려 때문에 현재 투자를 고민할 필요는 없다.

미래 석유의 가치

석유의 투자가치를 따질 때 핵심 변수는 유가다. 현재는 공급과잉으로 저유가 상태인데, 앞으로도 장기간 그럴 것이라는 전망이 우세하다.
석유 수요가 2040년까지 지속적으로 증가할 것이라고 가정하면 중장기 유가는 수요를 채워줄 공급, 그리고 충분한 공급 투자 여부에 달려있다고 봐도 무방하다. 공급 측면에서 먼저 봐야 할 것은 셰일(타이트) 오일이다. 기술혁신을 통해 지난 10여 년 이상 공급 책임을 맡아온 셰일이 없었다면 2010년대 전반부의 고유가가 지금까지 이어져 왔을지도 모른다. 그런데 그 셰일이 한계*[efn_note]※ Permian 외 핵심 생산지역(sweet spot) 감소, 유정간섭 현상 등 핵심기술(수평시추 등)의 한계 노정, 자금줄을 쥐고 있는 금융기관들의 투자회수 압박, 여전한 인프라 병목현상 등[/efn_note]를 노출하고 있다. 특정 시점과 물량까지 생산 피크가 거론*[efn_note]※ OPEC는 2029년 17.4백만, IEA는 2035년 16.5백만b/d로 미국 셰일 생산이 정점에 오를 것이라 전망했다. 셰일을 포함한 미국 전체 석유생산의 경우 각각 2026년 22.8백만b/d, 2030년 22백만b/d로 피크에 오를 전망이다.[/efn_note]되고 있다. 실제로 최근 셰일 생산 증가세가 약해지고 있다.*[efn_note]※ OPEC은 12월 월간보고서에서 2019년 셰일을 포함한 미국 석유공급 증분을 7월 전망 대비 일산 30만 배럴 하향했다. IEA는 미국 석유공급 증분이 2019년 일산 160만 배럴에서 2020년 110만 배럴로 둔화될 것이라 전망했다.[/efn_note] 물론 절대 생산량은 아직 많지만 이것은 시장에 중요한 심리적 시그널이 될 수 있다.
4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래
셰일을 대신할 새로운 공급원 찾기도 쉽지 않아 보인다. OPEC도 비 OPEC*[efn_note]※ OPEC에서는 이라크 등 일부 국가만 증산여력이 충분한 것으로 보이고 비OPEC도 브라질 등 일부 지역에만 생산증가 여력이 한정되어 있다.[/efn_note]도 빈자리를 확실히 채우는데 역부족이다. 2014년 말 이후 저유가에 따른 투자 기피, ‘석유의 미래’에 대한 확신 부족으로 중장기적, 전략적 투자보다는 단기 현금흐름 창출 위주의 투자를 하다 보니 계획적인 투자* [efn_note]※ OPEC은 수요 증가와 자연적 생산감모분 상쇄를 위해 ‘40년까지 상류부문에 총 $8.1조의 투자가 필요하다고 주장했다.[/efn_note]및 공급은 꿈도 꾸지 못하고 있다. 새로운 석유를 찾는 데에는 갈수록 자금 규모 및 리스크가 커지고 있다. 이렇게 되면 매장량 대체율이 자연 생산감모율을 따라잡지 못한다.
중장기적으로 보면 타이트한 수급이 전망될 수밖에 없어 결국 석유의 가치는 지금보다 높아진다고 합리적으로 예상할 수 있다.

‘탈석유’의 진짜 의미

사우디, UAE 등 일부 유력한 산유국에서 ‘탈석유’를 추진한다는 소식이 심심치 않게 들려오고 있다. 오해의 소지가 많은 말이다. ‘석유로부터 보다 많은 부가가치의 창출’이 보다 정확한 표현이다.
탈석유를 외치는 이들 국가에서 석유 의존형 국가구조를 바꾸려 한다면 막대한 자금과 긴 시간이 필요할 것이다. 그 자금과 시간을 보장해주는 것은 아이러니하게도 석유다. 중동 산유국이 막대한 탈석유 자금과 시간을 확보하기 위해서는 유가 지지와 더불어 석유로부터 보다 많은 부가가치를 창출하기 위한 석유산업 구조 개편 노력이 절실하다. 상류부문에만 집중했던 것에서 벗어나 중류, 하류, 트레이딩 및 유통, 서비스, 석유화학까지 진출하여 석유로부터 더 많은 가치를 뽑아내는 것이다. 이 경우 수익 창출과 에너지 공급 사슬 전반에 대한 노하우 축적이 가능할 뿐 아니라 석유도 안정적으로 공급할 수 있어 에너지 전환에 필요한 시간 동안 에너지 공급 공백도 메울 수 있다. 석유는 자체적으로도 핵심 에너지원이지만 에너지전환을 원활하게 하는 매개체이기도 한 것이다.

전략자원 vs 일반 상품

석유는 전통적으로 전략자원 대우를 받아왔다. 하지만 셰일 공급량이 급증하면서 석유가 단순 일반 상품으로 전락했다는 분석도 나오고 있다. 특성상 셰일 생산은 시장 상황에 신속히 반응하며 유가 등락 결과에 따라 손쉽게 생산이 조절된다. 셰일의 등장으로 석유는 언제, 어디서든 공급이 가능한 자원이 되어 특유의 편재성과 희소성까지 사라졌다는 주장도 있다.
여기에 대해 ‘생산 조절자(Swing producer)’ 측면에서 검토해보면 이는 사실과 다르다는 점을 알 수 있다. 과거 전통적 Swing Producer 역할은 OPEC이 담당해왔다. 이들은 전략적으로 생산을 조절하여 시장점유율과 석유의 가치를 지키고자 했다. 생산량이 급증하면서 미국 셰일도 생산 조절자 역할을 하고 있는데, 전통적 Swing Producer와는 다르다. 셰일은 주어진 가격, 시장과 주주들에게만 초점을 맞춰 생산한다. 생산량 조절이 빠르고 탄력적이지만 상황에 따라 반응할 뿐이지 장기 투자·생산설계, 석유의 가치 보존 따위의 장기 전략에는 관심이 없다.
미국의 셰일은 생산 피크 논란이 불거지기 시작한 반면 우리는 사우디아라비아의 피크 생산 시점과 물량을 알지 못한다. 사우디는 핵심 국가전략인 석유 매장량에 대해 신뢰할 만한 검증을 받지 않았으며 생산 조절자 역할을 굳건히 하기 위해 러시아 등 비 OPEC 산유국과의 협조도 마다하지 않는다.
이 차이 때문에 OPEC이 정통 Swing Producer 역할과 시장점유율 경쟁에서 최종 승리*[efn_note]※ 한때 750만b/d까지 떨어졌던 미국의 석유생산(현재 약 12백만b/d) 증가로 OPEC의 시장 점유율은 하락세이다 (2025년 최저 36%로 전망). 하지만 IEA에 따르면, OPEC 시장점유율은 미국 셰일피크 전망 시점부터 묘하게도 증가세로 반전되어 2040년에는 39%에 이를 전망이다.[/efn_note]할 거라 전망할 수 있는데, 이렇게 되면 석유는 앞으로도 ‘전략자원’으로 남을 것이 분명하다. 2025년까지 공급을 책임지게되는 셰일의 피크 도달 이후 이 점은 더욱 명확해질 것이다.
4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래

4차 산업혁명과 석유산업

석유산업이 첨단 ICT 기술과 접점이 없는 사양산업이라는 주장은 일견 일리가 있다. 석유산업은 20세기를 관통하는 150년의 역사를 가진 산업이기 때문이다.
하지만 석유를 찾고 채굴하는 특유의 어려움 등으로 석유산업은 지난 세기에 고도의 기술집약적 산업이었다. 악명 높은 북해(North Sea)의 거친 파도와 깊은 바닷속에서 원유를 채굴하는 작업이 사람의 손으로만 가능했겠는가?
현재도 마찬가지다. 석유회사들은 에너지전환 시대를 맞아 온실가스 배출 감축을 위한 기술혁신을 이행 중이다. 석유 개발 현장에서는 이산화탄소를 포집하고 신재생에너지를 이용하여 증기와 전력을 조달한다. 정제 과정에서 발생한 폐열은 회수해서 복합화력 발전소에 사용한다. 첨단 기술을 적용한 석유 개발 운영모델도 만들어 저비용·고효율화·리스크 저감을 꾀하고 있다. UAE ADNOC사는 인공지능(AI), 예측분석(predictive analytics) 등 기술을 도입하여 유지 보수 등 최적 운영을 위한 시스템(Panorama Digital Command Center)을 이미 구축했다. 대형 석유회사들은 운영 현장의 디지털 전환(digital oil field)*[efn_note]※ 주요 석유회사들은 ‘Smart Field’(Shell), ‘Field of the Future’(BP), ‘iField’(Saudi Aramco), ‘Integrated Operation’(Equinor) 등 고유한 디지털 오일필드 시스템 운영 중[/efn_note]을 시도 중이며 이를 통해 데이터 수집·처리 비용을 절감하고 있다. 서비스 회사인 Schlumberger사는 Microsoft사 등과 협업해 업계 최초로 AI가 탑재된 클라우드 기반의 플랫폼‘DELFI’를 출시한 바 있으며 유전 수명 예측 및 생산 극대화를 위한 디지털 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.
바야흐로 석유산업에도 정보 공유, 딥러닝 및 AI, 빅테이터 기반의 디지털 기술혁신이 본격화된 것이다. 이러한 첨단 기술 도입이 생산단가(lifting cost) 하락으로 이어짐은 물론이다.

상생과 공존

석유산업이 에너지전환을 맞아 위기를 맞고 있는 것은 분명한 사실이다. 가장 큰 위협은 역시 차세대 인재 유입의 어려움이다. 인재들이 유입되지 않으면 석유산업은 되돌릴 수 없는 쇠퇴의 길로 들어선다. 하지만 석유산업의 위기를 과장하거나 석유의 미래에 대해 조급해하지 말아야 한다. 에너지전환의 높은 파고 하에서도 석유 수요는 지속 증가하는 것이 주지의 사실이다. 내연기관을 포함한 석유 기반 에너지 공급 시스템은 지난 100년간 가장 효율적, 경제적이라는 것이 검증됐다. 인프라도 더할 나위 없이 촘촘히 깔아 놨다. 석유화학을 통해서 석유는 완전히 생활의 일부가 됐다. 이렇게 효율적인 에너지 공급 시스템을 타당한 대안 없이 포기할 것인가? 온실가스 배출 문제도 마찬가지다. 전통에너지에서 나오는 온실가스 배출을 줄이는 기술 개발에 매진하는 것이 에너지 대체 기술에 투자하는 것보다 효율적일 수 있다.
대체에너지에 투자하지 말자는 게 아니다. 에너지 대체에는 많은 돈과 시간이 요청된다. 그때까지는 석유가 충실히 공급 책임을 다해야 하며 석유산업에 대한 투자도 흔들림 없이 이뤄져야 한다. 석유산업은 여전히 충분한 부가가치 창출 및 지속성장 가능성이 크다. 4차 산업혁명 기술 접목까지 이뤄지면 그 가능성이 더욱 높아질 것이다. 미래 직업으로서 충분히 매력이 있다는 것이다. 이 사실을 올바로 알리는데 석유업계 전체는 노력해야 한다.
마지막으로, 석유산업의 매력을 어필하기 위해 업계에서 추가적으로 노력해야 하는 것이 있다. 업계 패러다임을 상생과 공존으로 바꾸는 것이다. 실례로 최근 이집트는 자국령 지중해에서 발견된 대규모 가스전의 개발 콘셉트를 대담하게도 ‘공존’으로 설정하였다. 역내 7개국과 함께 ‘동지중해 가스 포럼’ 등 지역 가스 시장 구축을 통해 수급 조절, 개발 최적화, 인프라 공유를 꾀하고 있는 것이다. 새로운 패러다임에서는 살벌한 경쟁 속에서 불거졌던 석유산업의 대표적 폐해와 부정적 이미지(유가 급등락, 자원의 무기화, 메이저의 폭리, 마구잡이 개발 및 환경오염 등)도 극복할 수 있을 것이다.

※ 본 글은 필자의 개인적 견해이며 석유공사의 공식입장은 아닙니다.

함께 보면 좋은 글

김성원 - 한국석유공사 석유사업처장

4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래 | img ccl

GS칼텍스에 의해 작성된 본 콘텐츠는 크리에이티브 커먼즈 저작자표시-비영리-변경금지 4.0 국제 라이선스에 따라 이용할 수 있으며, 한국석유공사의 저작물에 기반합니다.

4차 산업혁명과 에너지전환 시대 석유산업의 미래 | NOC logo

본 글은 필자의 개인적 견해이며 석유공사의 공식입장은 아닙니다.
본 콘텐츠의 IP/콘텐츠 소유권은 한국석유공사에 있으며 Reproduction을 제한합니다.

GS칼텍스 뉴스레터 구독신청

에너지 산업 이슈, 석유 관련 기초 지식 등 다양한 콘텐츠를 보내드립니다!