국내 연간 석유제품 소비량이 처음으로 9억 배럴을 돌파하며 사상 최대치를 기록했다. 저유가에 차량과 항공 이용이 증가했고, 석유화학 업황 호조로 인해 생산이 늘면서 원료를 더 많이 사용한 것으로 분석된다.

황인상 기자 his@

지난 3월 한국석유공사에 따르면 지난해 국내에서 소비된 석유제품 물량은 9억2212만 배럴을 기록해 전년(8억5625만 배럴)보다 7.7% 증가하며 역대 최대치를 넘어섰다. 경기 침체에도 싼 기름값에 차량과 항공 이용이 증가했고, 석유화학 업황 호조에 따라 생산시설을 증설하면서 원료를 더 많이 사용한 탓이다.

매장된 석유 찾아낼 지하영상화 기술 개발

▲ 신창수 교수

우리나라는 에너지의 97%를 수입에 의존하는 에너지 빈국이다. 석유수입은 세계 5위를 차지해 한해 국가예산의 약 30%에 해당하는 100조원 정도를 연간 에너지 수입에 쏟아 붓고 있다. 에너지 소비는 매년 큰 폭으로 증가해 경제규모가 3~5배나 큰 일본보다 높은 에너지 소비량을 보인다. 이러한 상황에서 신창수 서울대에너지자원공학과 교수는 진동파를 활용해 석유 매장 지점을 정확히 짚어내는 원천기술 개발에 성공, 국내 에너지 안보 실현에 한걸음 더 다가가고 있다.

신창수 교수가 세계 최초로 선보인 석유탐사 ‘지하 영상화 기술’은 석유 에너지 분야의 탐사와 개발, 생산, 시스템 개발 등 미래 에너지자원 대안의 핵심 기술이다. 신창수 서울대학교 에너지자원공학과 교수는 “석유 탐사 기술은 숨어 있는 석유까지 찾아내 인류에게 선물해 주는 기술”이라며 “지금의 기술로는 실제 매장된 석유의 30% 정도 밖에 발견하지 못하고 있는 것이다. 석유 탐사기술 개발로 숨어있는 석유를 찾아내 인류의 생존을 위협하는 에너지 고갈문제에 대비해야 한다”고 개발 배경을 밝혔다. 지하 영상화 기술은 파동방정식을 이용해 컴퓨터로 시뮬레이션된 합성기록과 현장기록의 차이를 최소화하여 지하지층의 속도를 자동적으로 구해서 지구 내부의 물 성치를 분석하는 첨단기술로 평가받는다. 기존 기술에서 제공하는 지하구조 영상에 비해 월등히 높은 해상도의 영상을 선보이는 이 기술은 기존 방식들을 이용해서 시각화하기 어려웠던 지하 암염 돔(지각 변동을 받아 습곡 구조를 나타내는 곳) 구조를 정확하게 보여준다.

신창수 교수는 “완전파형역산은 석유, 천연가스 등 에너지 자원이 매장되어 있는 장소를 지질학적 정보를 이용해 자원이 존재할 가능성이 높은 지역을 추정한다”며 “정확한 데이터 분석과 측정을 기반으로 석유가 매장된 위치와 매장량의 평가를 위해 지하지층 구조를 시각화하는 기술이다”라고 설명했다. 일반적으로 완전파형역산 기법은 실제 현장에서 활용됨에 있어 국부 최소 점들(local minima)의 존재로 인한 비유일해 문제, 수치분산의 억제를 위한 엄청난 계산량, 그리고 현장자료의 저주파수 부재로 인해 속도모델의 장파장 성분을 추정할 수 없다는 문제점과 한계가 있다. 이에 신창수 교수는 많은 사람들이 불가능하다고 생각했던 라플라스 변환을 파형역산에 도입함으로써 국부 최소점 문제를 완화시켜 완전파형역산의 수렴성을 향상시켰다. 신 교수는 “라플라스 변환의 특성으로 생성되는 영주파수 및 저주파수 성분을 이용해 주관적인 초기모델을 설정하지 않아도 장파장 속도모델을 효과적으로 얻을 수 있도록 만들었다”면서 “아울러 모델 격자 크기의 제약이 적어 계산량을 획기적으로 줄임으로써 최고성능의 슈퍼컴퓨터로도 불가능하였던 현실적인 3차원 탄성모델의 계산도 가능하도록 구현했다”고 덧붙였다.

지하 영상화 기술의 새 장을 열다
최근 신창수 교수는 인체를 영상화하는 장비인 MRI, CT, 초음파기기들과 원리가 동일한 지하영상화 기술 개발도 시작했다. 이 기술과 노하우는 기존에 사용되고 있는 초음파에 비해 훨씬 낮은 주파수를 가진 음파를 이용해 인체를 영상화하는 것으로, 기술 개발에 성공한다면 의료계의 큰 혁명이 일어날 것으로 전망된다. 석유 에너지 산업의 상류부문인 탐사, 개발 및 생산 분야에서 가장 핵심적인 기술인 지하 영상화 기술의 새로운 영역을 넓혀온 세계적인 석학으로 평가받는 신창수 교수는 완전파형역산기술의 발전과 더불어 지난 30여 년간 이 연구에 몰두해왔다.

지금까지 신 교수는 SCI급 논문 126편을 발표, 다른 연구자들에 의해 3,455회 피인용되었고, 해외유명학회지에 114편의 초록을 발표했으며 다른 연구자들에 의해 495회 피인용 되기도 했다. 특히 석유물리탐사 분야에서 영향력 있는 학술지 중 하나인 국제지구물리학저널(Geophysical Journal International)에 라플라스 영역 완전파형역산에 관한 논문을 2008년과 2009년 연이어 발표했다. 이러한 학술적 공로를 인정받아 신 교수는 최근 인문학, 사회과학, 자연과학부문에서 학술연구 또는 저작이 우수해 학술발전에 공로가 있는 학자에게 수여되는 대한민국학술원상과 서울대학교 공과대학 훌륭한 공대교수상 ‘교육상’을 수상하는 쾌거를 거둔 바 있다. NM