석유, petroleum이라는 말은 고대 그리스어의 petra(돌)과 라틴어의 oleum(기름)이 합성되어 이루어진 단어로써 돌에서 추출되는 또는 생성되는 기름이라는 뜻을 의미한다.
원유의 주성분은 탄소와 수소만으로 이루어진 탄화수소가 긴 연결 고리로 이루어진 체인인데, 황, 질소, 산소 등이 섞여 있는 채로 존재하며, 세계 전역에서 생성되는 석유의 성분을 조사해 본 결과에 따르면 탄소가 83~87%, 수소 11~14%, 황 0.5~2%, 질소 0.1~2%, 산소 0~2%로 나타났으며, 이러한 성분들이 묶여 있는 상태에 따라 포화, 불포화, 방향성, 나프타 탄화수소로 나뉜다.
탄화수소 성분을 태워서 생성되는 열에너지를 동력원으로 사용하는 것이 기본원리이기 때문에, 같은 양의 다른 종류 석유를 태웠을 때 발생되는 열에너지가 많을수록 열효율이 높고 고질의 성분으로 분류되며, 이 경우 포화탄화수소는 다른 형태보다 같은 무게당 수소의 함유량이 많기 때문에 훨씬 더 높은 열을 내며 어는 점 역시 대단히 낮다.
비행기의 연료로 쓰이는 탄화수소가 바로 이 포화 석유임은 그러한 이유 때문이다. 불포화나 방향성 탄화수소는 연료보다는 용매로 많이 쓰이는데 이는 포화상태의 형태에 비해 훨씬 반응성이 강하고 불안전하다는 것을 이점으로 쓸 수 있는 이유로 해석된다.
1970년대 초부터 중반에 걸쳐 생겼던 에너지 위기는 아랍에서 미국으로 들여오는 석유 선박에 대한 통상 규제가 주 이유였으나, 석유자원에 의존하는 미국, 나아가 세계의 추세는 곧 에너지 자원 자체에 대한 우려로 대두되고 있다.
1974년 미국은 3,500만배럴의 석유, 즉 한 사람당 1초에 7갤런의 석유를 소비한 것으로 밝혀졌고, 당시 소비하는 오일의 44%는 수입에 의존하고 있었다.
천연개스를 이용하고 석유 수입을 줄이려는 방안도 제시되었으나 천연개스는 오일보다 더 그 공급량의 적고, 천연개스가 일차적으로 가정에 배급되기 때문에 산업/공업 업체는 천연개스에 의존하기보다는 석유를 사용하도록 강요당하는 일이 많았던 것도 사실이다.
중서부 지역이나 동부의 경우, 가정에 새로운 천연개스 배급 라인을 설치하는 것 역시 어려웠었고, 비료, 플래스틱 등 여타 중요한 화학용품의 생산에 천연개스가 먼저 쓰여야 하는 이유 때문에 석유를 사용하는 업체들이 천연개스로 원료를 전환한다는 건 거의 불가능하다.
현재 미국 내에서 95%의 에너지는 화석 연료(석탄, 석유, 천연 개스)에 의존하고 있다. 핵연료 공급은 1%, 수력발전은 4%에 그치고 있으며, 핵과 수력은 100% 전기를 생산하는 데 사용되고 있고, 석유의 경우는 52%가 운송, 10%가 전기 생산, 20%가 빌딩/물을 데우고 가열하는 데에 쓰인다. 공급에 한계가 많은 천연개스는 46%가 가열, 17%가 전기, 34%가 빌딩/물을 데우는 데에 사용되고, 석탄의 경우 64%가 전기 생산, 나머지 33%는 공업용 가열에 쓰인다.
전체적으로 보았을 때 4분의1씩 빌딩/물 가열, 운송, 전기, 공업용 열로 비교적 공평히 나누어 에너지가 쓰이고 있는데 주목할 것은 전기의 경우 44%가 석탄, 20%가 천연개스, 15%가 수력, 석유의 기여도는 17%밖에 되지 않는다는 것이다. 대부분의 석유는 운송에 필요한 연료(선박, 항공, 자동차, 기차 등)로 쓰이고 있다는 것을 의미한다.
1985년에서 2000년까지 각 에너지의 공급 현황을 보면 석유는 비교적 꾸준한 반면 태양열 에너지의 공급이 무려 12%나 증가했다. 천연개스는 2.5%, 석탄은 3.2%, 수력은 2.5%, 핵은 5.6%, 합성연료의 경우 8.9%가 증가한 것 역시 괄목할 만한 성장으로 보여진다.
자동차의 연료로 쓰이는 개스는 원유중 비교적 가벼운 부분을 말하며, 디젤은 그보다 무겁고, 더욱 무거운 석유는 윤활유, 가열 오일, 벙커C 오일, 그리고 잔여 원유물질은 아스팔트나 코크 덩어리로 처리된다.
개스와 석유가 함께 공존상태로 있는 oil/gas reservoir(저장유)는 시추로 인해 원유를 뽑아내게 되면 개스로 점점 차게 되어 밀도가 낮아지게 된다. 이로 인해 지질이 침강하게 됨을 방지하기 위해 예전에는 물을 지하에 주입하여 낮아진 밀도를 채워 넣는 방법으로 침강을 막곤 했다. 하지만 이러한 물 주입은 저장유의 압력을 너무 높여 개스가 지하의 틈새를 타고 지표면으로 상승하려는 작용을 더하게 됨이 밝혀졌다.
이러한 틈새는 지질활동이 활발했던 캘리포니아주에 특히 많은데 fault(지질 틈) 또는 fracture(갈라진 공간), 버려지거나 상태가 좋지 않은 원유 시추공 등을 이른다. 지하 자연 저장유로부터 석유를 시추해 내게 되면 저장유를 함유한 지층의 밀도가 낮아져 수축하여 침강하게 된다.
이로 인해 생긴 수직으로의 지층 틈새는 다른 부분의 지층을 흔들게 되고 결과적으로 점점 많아지고 심화된 틈새를 유발하게 된다. 다년간의 석유시추로 인해, 유체가 지하에서 빠져나오면서 석유로 차 있던 지질물의 압력이 떨어질 수 있다. 이는 지하 지질층이 더욱 조밀하게 다져지는 결과를 낳아 토양의 침강을 초래하게 된다. 지층이 침강하면 그렇지 않은 지역과 수직의 지층선 또는 경계선(fault or fracture)이 생기며 이러한 공간은 지하로부터 자연개스(주로 메탄)가 새어 나와 지표면으로 발생될 수 있는 확률을 높인다.
석유 시추관의 누출, 취급 부주의, 폐광된 석유생산 지역의 시추공들은 지하 토양과 지하수 오염을 일으키는 주범으로 알려져 왔다. 부동산의 매매시 환경오염 조사를 통해 과거 석유생산 지역의 일부가 아니었는지 여부를 알아보는 것도 석유 추출 지역 근방의 폭발사건과 같은 재난을 예방하는 길일 수 있다.
문의: JMK 환경회사(800) 900-1511
