마스터 가스 시스템 (MGS), 사우디아라비아에 연료 공급

하늘을 밝히다

플레어 스택은 석유·가스 산업의 상징적인 이미지이다. 석유를 생산하는 과정에서 저류층에서 석유와 함께 수반 가스가 생산된다. 과거에는 이러한 수반 가스를 비경제적인 것으로 간주해 연소시켰다.

하지만 MGS는 이러한 방식을 변화시켜 수반 가스를 포집해 에너지원으로 활용했다. 이를 통해 석유 대신 포집된 수반 가스를 국내 전력 발전에 이용했으며, 동시에 플레어 스택에서 배출되는 이산화탄소도 저감할 수 있었다. 새로 발견된 비수반·비전통 가스전은 모두 MGS를 통해 일반 산업용 가스로 고객에게 제공되었다.

사우디아라비아의 호황기

1970년대는 사우디아라비아가 눈부신 경제 성장을 이룩한 시기였다. 도시화와 산업 발전이 가속화되고, 소비자 경제가 성장했으며, 청년의 일자리가 확대되던 때였다. 석유화학과 같이 새로 태동하는 산업은 경쟁력 있는 원료를 필요로 했고, 사우디아라비아 정부는 경제를 다각화하고 비용이 많이 드는 석유를 국내 전력 공급원으로 사용하는 것을 줄이고자 했다.

가장 쉬운 해결책은 연소되어 버려지는 수반 가스를 활용하여 산업화를 위한 저렴하고 청정한 연료로 사용하는 것이었다. 그래서 1975년 사우디 아람코는 가스 포집·가공·처리·수송 시스템을 설계, 개발하여 운영하기 시작했다. 이를 통해 사우디 아람코의 가스 생산전에서 가스를 포집하고 시장에 공급하여 전국에 연료와 원료를 공급하는 것이다.

담대한 엔지니어링 프로젝트

MGS는 이 지역에서 수행된 가장 담대한 엔지니어링 프로젝트 중 하나였다. 당시 MGS는 범위와 비용 면에서 사우디 아람코의 전례 없는 프로젝트였으며, 정교한 장비, 컴퓨터, 시공 방법 및 첨단 기술을 필요로 했다. 규모는 실로 엄청났다. 쉐드굼과 우스마니아 가스 플랜트의 면적은 각각 121헥타르 (축구장 약 160개)에 달했으며, 당시 최대 규모의 가스 프로세싱 장비를 사용했다.

사우디 아람코의 자체 간행물 『아라비아 선 (The Arabian Sun)』은 “수천 명의 작업자가 케이블을 당기고, 아스팔트를 바르고, 크레인을 운전하고, 착암기를 조작하며… 일부는 5할랄라 동전만큼 좁고 또 일부는 랜드로버 자동차만큼 넓은 파이프를 끝없이 조립하고 용접하며 단열”하는 동안 우스마니아의 저장소는 “산처럼 쌓인 재료에 깔려 신음한다”라고 분주하게 돌아가던 당시의 상황을 묘사했다. 1980년 8월 27일자 『아라비아 선』은 매주 48,000잔의 차를 포함하여 작업자들이 소비하는 엄청난 양의 식음료를 자세히 설명하는 기사를 게재하기도 했다.

마스터 가스 시스템 확장

사우디아라비아의 증가하는 에너지 수요를 충족하기 위해 사우디 아람코는 MGS를 지속적으로 확장했다.  2001년에 완공된 하위야 가스 플랜트는 석유 생산과정에서 함께 생산된 가스가 아닌 가스 저류층에서 나오는 비수반 가스를 포집하는 최초의 전용 플랜트로 건설되었다. 하위야 플랜트는 하라드, 와싯, 파드힐리 등 이후에 건설된 플랜트와 함께 사우디아라비아 가스 자원 개발의 중요성을 보여주었다.

MGS 확장의 다음 단계는 총 MGS 네트워크 용량을 125억 scfd (영국과 프랑스의 연간 가스 소비량을 합친 것보다 더 큰 수치)로 늘리고, 동서를 연결하는 파이프라인을 821km 확장하며, 가스 압축 플랜트 1기를 추가하는 것이다. 또한 가스 생산이 증가함에 따라 천연가스 수출을 통해 추가 수입을 창출할 가능성도 있다.

세계 최저 수준의 플레어링 집약도

MGS 구축 이래 매년 1억 이산화탄소 환산톤을 감축하며 수반 가스 플레어링을 대부분 제거했지만, 안전을 위한 배출 또는 저류층 유지관리를 위한 일부 '루틴 플레어링'은 여전히 필요하다. 사우디 아람코는 루틴 플레어링 저감의 세계적 선도 업체이며, 2030년까지 제로 루틴 플레어링을 달성한다는 계획을 갖고 있다. 사우디 아람코는 이미 업계 최저 수준의 탄소 집약도를 유지하고 있다.

이를 가능케 한 것은 업계를 선도하는 수많은 이니셔티브와 제로 루틴 플레어링 기술이며, 여기에는 4 차 산업혁명 기술을 활용하여 실시간으로 플레어링을 모니터링 및 감축하는 플레어링 모니터링 시스템이 포함된다. 사우디 아람코는 또한 메탄 배출량을 정확하게 측정하고 이에 대응하기 위해 누출 감지 및 수리 프로그램을 도입하고, 연소가스 회수 시스템을 설치했으며, 모든 사업장에서 사용되는 장비에 엄격한 엔지니어링 유지보수 기준을 적용했다.

사우디 아람코는 사내 엔지니어 마젠 M. 마쇼우르(Mazen M. Mashour)가 최근 개발한 혁신적인 무연 연소 기술인 고압 공기보조시스템(High-Pressure Air Assist System)의 제조와 유통을 담당할 플레어링 기업과 파트너십을 체결했다. 이 시스템은 효율적이고 신속하게 기존 플레어 스택 위에 장착 가능하며 추가 배출 저감에 도움을 준다.

2030 제로 루틴 플레어링

2015년 세계은행은 사우디 아람코가 업계 최저 수준의 플레어링 집약도를 유지하고 있다는 점을 높이 평가했다. 현재까지 사우디 아람코의 플레어링 집약도는 1% 미만으로 유지되고 있다. 사우디 아람코의 플레어 최소화 프로그램 (Flare Minimization Program)은 이미 제로 루틴 플레어링을 목표로 진행되고 있다. 또한 사우디 아람코는 2019년 11월부터 세계은행의 '2030 제로 루틴 플레어링'에 이니셔티브에 참여하고 있으며, 이를 통해 플레어링 최소화 우수사례를 업계와 공유할 전망이다.

탁월하고 지속적인 에너지 시스템

MGS 도입에 따라 사우디아라비아는 대규모의 성장하는 가스 산업을 보유하게 되었다. 또한 MGS는 국내 전력 발전에 필요한 석유의 양을 줄여 경제와 탄소 배출 측면에서 모두 이점을 창출했으며, 사우디 아람코가 다운스트림 전략을 가속화하여 세계 최대의 종합 석유·가스 기업으로 자리매김하고 탄화수소 가치사슬 전반에 걸쳐 가치를 창출할 수 있는 기반이 되었다. 사우디 아람코는 설립 이래 생산된 총 가스의 약 99%를 회수하고, 동시에 이산화탄소 배출량을 연간 9,800만 메트릭톤 이상 감축했다.

모래 언덕에서 용암 대지 그리고 히자즈의 험준한 산맥을 통해 MGS는 사우디아라비아 전국의 주요 수요처에 지속적으로 서비스를 제공하며 청정한 연료와 원료를 공급할 것이다. 오래 전 선견지명을 가지고 MGS를 구상했던 기획자들 덕분에 사우디아라비아는 앞으로도 오랫동안 가장 책임 있고 지속가능한 방식으로 탄화수소의 가치를 지속적으로 극대화할 것이다.