유모 셰일

흔히 합성원유라고 하는 이런 셰일유는 잠재적 가치를 지닌 화석연료이다. 유모 셰일은 광물조성이 다양하다. 예를 들어 점토광물은 진짜 셰일에서 우세한 반면, 백운석과 방해석같은 다른 광물들은 탄산염암에서는 상당하게 산출되지만 유모 셰일에서는 부수적인 양이다.

모든 종류의 셰일에서 구성광물층은 어두운 색의 유기물층과 교대로 나타난다. 이런 유기물은 주로 세균에 의해 변질된 식물과 동물의 유기퇴적물로 구성된 불용성 산물인 케로겐(kerogen：유모)으로 구성된다.

유모 셰일은 특별한 유형의 지질환경에서 산출된다. 두꺼운 퇴적층은 이전에 큰 호수였던 분지, 특히 구조적 기원의 분지에서 흔히 발견된다. 얇지만 광범위하게 분포하는 퇴적층은 천해(淺海)환경에서 발견되는 경향이 있다.

유모 셰일의 일부는 이전에 늪이나 석호였던 곳에서도 나타나며, 이들은 일반적으로 얇은 석탄층을 수반한다. 유모 셰일이 상업적인 중요성을 갖기 위해서는 암석을 처리하는 데 필요한 에너지보다 훨씬 많은 양의 에너지를 제공할 수 있는 다량의 케로겐을 갖고 있어야 한다. 유모 셰일 내의 케로겐이 중량당 2.5％라면, 이것의 전체 발열량은 암석을 처리하는 동안 소모될 것이다. 따라서 한계값 2.5％보다 낮은 케로겐 함량을 갖는 유모 셰일은 에너지 자원으로 사용될 수 없다. 미국에서는 톤당 42ℓ의 석유를 생산해내는 유모 셰일을 상업적으로 개발 가치가 있는 품위로 간주한다.

셰일유 생산은 셰일의 채광으로부터 시작된다. 그 다음 셰일은 분쇄되어 증류기로 보내진 다음 대략 500℃로 가열된다. 강한 열은 케로겐 거대분자의 화학결합을 끊어 질소·황·산소와 같은 여러 화합물과 함께 액체와 기체 탄화수소의 작은 분자로 유리(遊離)시킨다.

다른 방법에서는 증류가 지하(원위치)에서 일어난다. 셰일은 지표면 아래에서 폭발에 의해 부서진 후 연소되며 암석으로부터 유리된 탄화수소는 표면으로 퍼올려져 채집된다. 셰일로부터 석유를 회수하는 것은 경유(輕油) 또는 중유(中油) 및 중유(重油)를 생산하는 것보다 훨씬 많은 비용이 든다. 또한 현재 사용되는 추출과 정제법에 심각한 약점도 있다. 많은 양의 물이 필요하기 때문에 물이 귀한 건조지대에서는 정제가 불가능하다. 또한 정제 과정에서 많은 양의 발암성 폐기물이 발생하여, 채광과정 자체로도 환경에 유해한 영향을 미친다. 그러므로 대규모 유모 셰일의 개발은 다른 석유자원이 완전히 고갈되기 전까지는 실용화되기 힘들 것이다. 단지 극소수의 나라에만 유모 셰일 정제공장이 있다. 소련·중국·브라질은 비교적 제한된 양의 합성원유를 생산하고 있으며, 미국 정부는 콜로라도 주 파라슈트크리크에 실험공장을 가동시키고 있다.