[신년 기획] IMO 규제와 석유시장 전망
[신년 기획] IMO 규제와 석유시장 전망
  • 조대인 기자
  • 승인 2020.01.02
  • 댓글 0
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IMO 규제로 경질유시장 뜨고·중질유 마진 약세
석유수요 70% 차지 수송용 연료시장 전망 장기 수요 영향력 높아
정유에서 석유화학부문으로 탈바꿈 통해 사업 포트폴리오 다양화
석유정제설비 신증설 따른 글로벌 공급과잉 해소 및 수출 다각화
 

[투데이에너지 조대인 기자] 국제해사기구가 대기오염의 주범인 황산화물을 내뿜는 선박연료를 규제하는 IMO 2020 규제가 본격적으로 시행에 나서면서 SK에너지를 비롯해 GS칼텍스, S-OIL, 현대오일뱅크 등 국내 정유사는 지난해부터 대응책 마련에 분주한 시간을 보냈다.

IMO 규제는 전세계 모든 선박에서 사용하는 연료의 황함량 기준을 3.5%에서 0.5% 이하로 제한하는 것을 그 내용으로 하고 있다. 이 때문에 해운사들은 선체에 탈황설비, 즉 스크러버를 장착하고 지금까지 사용해왔던 벙커-C유 등 중질유를 그대로 사용하거나 고유황유(HSFO)를 저유황유(LSFO 또는 MGO)로 교체 내지 LNG추진선을 도입하는 방법 가운데 하나를 선택해야 하는 갈림길에 놓이게 됐다./편집자주


해운사들로서는 LNG나 LPG추진선을 도입하거나 스크러버를 장착하는 데에는 적지 않은 비용 부담을 해야 하는 우려 때문에 상대적으로 저렴한 저유황제품인 경질유를 사용하는 방안을 선택할 가능성이 높다.

선박유에 대한 황함량 규제는 정유산업에 기회요인으로 작용할 가능성이 커 보인다.  

이 때문에 경질제품인 경유 마진이 강세를 보일 것으로 기대되는 반면 벙커-C유 등 중질유 마진은 떨어질 것이라는 판단 아래 경질유시장을 붙잡아 석유시장 점유율과 판매량 확대를 위해 보이지 않는 경쟁과 시장 확대 전략을 펼치게 된다.     

정유사마다 기대치가 다를 수 있겠지만 경유와 중유 가격 변동에 따른 정제마진은 배럴당 2~3달러 내외 상승할 것으로 추산되는 가운데 혼합자일렌을 원료로 파라자일렌과 톨루엔 등을 생산해 합성섬유, 건축자재, 기계부품소재, 페트병 등을 만드는 석유화학산업의 한 갈래인 아로마틱부문의 수익 감소를 경질유시장 확장으로 대체시켜 나갈 수 있을 것으로 관측하고 있다. 하지만 장기적으로는 스크러버 장착이나 LNG선 발주 확대, 전기차 도입 등으로 정제마진이 낮아지기 전까지 최대한 기대 수익률을 높일 수 있는 제품 판매에 주력하게 된다.
이처럼 부가수익을 확대시키기 위해 국내외 정유사들은 정제설비를 고도화시키거나 증설로 경질유 공급 물량 확대에 나서게 된다.

고유황 벙커-C유 수요 감소가 예상됨에 따라 정유사는 급감하는 벙커-C유 가격을 낮춰 수요 감소를 최소화시키게 돼 가격을 낮추는 전략을 구사하게 될 가능성이 높다.

이 때문에 벙커-C유 구성비율이 높은 싱가포르 정제마진도 하락세를 보일 것으로 분석된다.

정제설비 증설 따른 정제마진 어떻게 변동될까 

올해 정제설비 증설 규모는 약 200만여배럴에 이를 것으로 전망되면서 예상 수요를 상회할 것이라는 예상을 낳고 있다.

석유제품의 초과공급 현상이 지속되며 공급과잉 영향이 심화될 것으로 전망되는 것은 물론 증설된 정제설비가 본격 가동되는 2021년까지 공급되는 석유제품 물량 증가가 이어질 것으로 보인다.

정제설비 증설은 지난해 70만배럴이던 것이 올해 135만배럴로 늘어나고 중동은 58만배럴이던 것이 69만배럴에 이를 것으로 알려지고 있다.

하지만 예정된 증설 일정이 지연되거나 차질이 빚어질 가능성도 배제할 수 없는 만큼 석유제품 공급 규모가 축소될 가능성도 없지 않다.

장치산업인 정유사업은 한번 투자 결정이 내려지면 20~30년 이상의 수익과 방향성을 판가름짓게 되는 만큼 단기적인 시황 개선전망에도 설비 증설에 나서는 것이 쉽지 않다.

미국 에너지정보청인 EIA에서는 2040년까지수송용 석유제품 수요가 18%까지 증가할 것으로 전망하는 가운데 OPEC에서는 전기차 비중이 10%까지 증가하며 석유수요가 줄어들겠지만 OECD에 가입하지 않은 국가들의 석유수요가 크게 성장할 것이라는 전망을 내놓고 있다.

정유사들이 지난 2014년까지 확대했던 기본 정제설비인 원유정제 진공증류장치, 즉 CDU에 대한 투자가 늘어났지만 이후 원유를 기초로 석유제품 생산을 확대할 수 있는 고도화설비나 윤활기유, NCC 설비 증설을 통해 수직계열화하는데 많은 공을 들였다.

중질유를 경질유로 전환시키고 이를 석유화학제품으로 탈바꿈시키는 활동들을 통해 부가가치를 더 높이려는 시도가 다양하게 진행된 셈이다.

고유황에서 저유황 벙커-C유 전환 불가피

IMO 2020 규제 시행에 대비해 해운업계는 황산화물 저감장치인 스크러버를 장착하거나 선박용 경유, 즉 Marine Gasdil 또는 저유황 벙커-C유(Low Sulfur Fuel Oil) LNG 등 대체연료 선택 등의 대안을 강구하는데 속도를 내고 있다.

지난해 말 기준으로 스크러버 장착 선박은 10% 초반대, LNG연료 추진선박은 약 3% 수준에 그칠 것으로 전망됐다.

고유황 벙커-C유(High Sulfur Fuel Oil) 선박용 연료 350만배럴 수요 가운데 약 200만~300만배럴 규모가 감소하고 단기적으로 고유황벙커유에서 경유로의 전환이 불가피할 것으로 예상되고 있다.

IMO 2020 시행 초기에는 연료 적합성 및 호환성 등의 측면에서 선박용 경유 수요가 크게 증가할 것이 유력시되는 가운데 혼합유 사용도 늘어날 것으로 전망된다. LSFO 전용 생산설비 확대 등으로 LSFO 비중도 점진적으로 확대될 것으로 보인다.

이처럼 선박용 경유 수요 증가는 경유 생산비중이 높은 고도화설비들의 정제마진이 개선되는 효과를 낳을 것으로 기대된다.

고도화비율이 높은 정유사들의 정제마진은 IMO 2020 규제로 인해 개선될 것으로 기대된다.

국내 정유사의 고도화비율도 23% 수준으로 비교적 높은 수준이며 벙커-C유 생산 수율이 2009년 14.8%에서 지난해 2분기에는 4.8%로 낮아지고 대신 휘발유와 경유 등의 생산 비중이 증가했다.

특히 고도화설비 중 등경유 등 경질유분 생산 비중이 높은 HCK 설비와 Coking 설비의 정제마진이 더 높아질 것으로 기대된다. 

석유설비 신증설 따른 글로벌 공급과잉 우려

IMO 2020 규제시행 효과로 등유를 중심으로 한 석유제품 수요가 단기적으로 증가할 것으로 기대되지만 올해부터 내년까지 석유정제설비 신·증설이 아시아나 중동지역을 중심으로 계획돼 있어 이에 따른 글로벌 공급과잉 현상이 심화될 것으로 우려된다.

올해 완공 물량이 2021년에 가동이 본격화되고 2021년에도 약 160만배럴의 추가 증설이 예정돼 있어 공급 초과는 2021년까지 이어질 전망이다.

특히 중국 정제설비 신·증설은 2021년까지 연간 4~5% 수준으로 증가할 전망인데 이는 2010년대 중반의 증가율에 비해 높은 증가세를 나타내고 있기 때문이다.

중국 헝리, 저장, 사우디 지잔 등 신규 대형설비 가동시 공급 충격이 우려되고 있어 실제 가동 시기와 제품별 공급 지중에 대한 지속적인 모니터링과 대응이 필요해 보인다. 이러한 정제설비 공급능력 확대는 IMO 2020 규제로 인한 경유 수요 증가 전망에도 불구하고 세계 정제마진을 약화시키는 요인으로 작용하게 될 가능성이 커 보인다.

석유제품 수요와 정제마진 전망

석유수요의 약 70% 가량을 휘발유와 경유 등 수송용 연료부문이 차지하고 있기 때문에 수송용 연료시장 전망이 석유제품 장기수요에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 보인다.

수송부문 중에서도 승용차, 소형차 연료부문이 2000년 이후 전체 석유수요 증가분의 38%를 차지하며 미래 자동차시장 전망에 따라 세게 석유수요 증가 양상을 결정짓게 한다.

2000년부터 2017년까지 세계 석유수요 증가분 가운데 소형차가 38%, 화물차, 선박용 등이 30%, 석유화학연료 및 산업용이 18%, 항공 운송용이 9%, 기타 4%, 가장 상업용이 3%, 농업용 2%를 차지한 가운데 발전용은 약 6% 감소세를 나타냈다.

중국, 인도 등 신흥국 자동차용 연료수요는 지속적으로 증가하겠지만 미국 휘발유수요가 2017년 이미 정점에 도달하는 등 OECD 국가를 중심으로 소형차를 비롯한 승용차 연료수요가 감소할 것으로 보인다.

중장기 석유수요는 석유화학, 대형화물운송부문 등을 중심으로 지속적으로 늘어날 것으로 예상되지만 승용차 연료수요 감소로 인해 2040년까지 연평균 석유수요 증가분이 지금의 절반 수준인 약 50만배럴이 될 것이라고 IEA에서는 전망하고 있다.

석유화학부문 투자 확대하는 정유사

중장기적으로 석유수요 피크에 도달하는 시기에 대비하고 정제마진 악화에 대응해 정유사들은 지속적인 성장이 전망되는 석유화학산업에 대한 투자를 확대시켜 나가고 있다.

저탄소 경제로의 전환에 따른 자동차 연비개선과 전기자동차 확대 등으로 휘발유와 경유 등과 같은 수송용 연료수요가 앞으로 정체될 것으로 예상되면서 전체 석유제품 수요 증가는 장기적으로 둔화세를 보이게 될 것이 분명해지고 있기 때문이다. 반면 석유화학제품 수요는 중국, 인도 등 신흥국 경제성장으로 지속 증가할 것으로 전망되면서 원료로 사용되는 납사 수요는 중장기적으로 증가할 것으로 전망되고 있다.

글로벌 석유메이저, 중국 대형 정유사 등을 중심으로 포트폴리오를 다각화시켜 나가고 중장기 석유수요 감소에 대비해 정유와 석유화학의 통합 설비인 COTC (Crude Oil to Chemicals) 설비에 대한 투자 확대 현상이 심화되고 있다.

정유설비를 석유화학설비와 통합을 가속화할수록 수익성이 높아지기 때문에 현재 개발 또는 투자가 이뤄지는 정유·석유화학통합 설비 프로젝트는 석유화학제품 수율을 높이는 방향으로 진행될 수밖에 없다.

현재 세계 정유설비의 납사 생산비중이 평균 8% 수준이며 이미 운영 중인 정유설비에도 방향족 화합물을 비롯한 일부 석유화학제품을 생산하고 있으나 이들 설비의 석유화학제품 전환 비중은 약 10%로 높지 않은 수준에 머물고 있다. 하지만 현재 연구개발 중에 있는 COTC 설비는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 벤젠고리를 가진 유기화합물인 방향족 제품 전환비율이 20~30%에 달하며 올레핀 생산까지 고려할 경우 석유화학제품 수율이 40~60%로 아주 높은 수준이 된다.

엑슨모빌에서 개발하고 있는 통합설비 기술은 초경질원유를 스팀 크래커 원료로 직접 투입하고 석유화학제품 전환율이 76%에 달하지만 기술적 제약으로 인해 생산 가능한 에틸렌 규모가 100만~150만톤 수준에 그치는 것으로 알려지고 있다.

중국 헝리, 저장, 성홍 등의 기업들과 사우디 아람코, 사빅 등에서는 파라자일렌과 올레핀 생산에 촛점을 맞춘 COTC 설비를 개발 중에 있으며 이들 설비의 석유화학제품 전환율은 40~ 60% 수준에 달한다.

또한 이들 기업들은 800만~2,000만톤에 이르는 원유를 정제하는 COTC 설비를 통해 석유화학제품을 생산하게 돼 일반 석유화학설비대비 5~10배 많은 대규모 석유화학제품 생산이 가능해 앞으로 본격적인 가동이 이뤄질 경우 세계 정유 및 석유화학산업에 큰 영향을 미치게 될 것이라는 예상을 낳고 있다.

IMO 2020 시행과 정제마진 

IMO 2020 규제가 올해부터 본격화되면서 정제마진이 단기적으로 개선될 것으로 전망되지만 내년까지 정제설비 신증설 계획에 따라 공급과잉 현상의 심화는 세계 정제마진을 약화시키는 요인으로 작용할 것으로 보인다.

중장기적으로 자동차 연비개선, 전기차 보급 확대 등은 수송용 석유수요 감소로 이어져 전체 석유제품수요 증가세가 둔화되며 장기 정제마진도 점차 약화될 것으로 전망된다.

이 때문에 글로벌 석유메이저 기업, 중국, 사우디 대형 정유사 등은 중장기 석유수요 감소 및 수익성 둔화에 대비해 지속적인 성장이 전망되는 석유화학산업으로의 진출을 검토하며 정유와 석유화학의 통합설비인 COTC 설비에 대한 연구개발과 투자를 이어갈 것으로 기대된다.

국내 정유사들도 석유화학설비 투자에 적극 나서고 있어 지난해부터 2024년까지 증설 예정인 국내 NCC설비 483만톤 중 295만톤 규모가 정유사 증설분으로 국내 정유사가 2024년 국내 NCC설비 1,383만톤 중 20%가 넘는 점유율을 차지할 것으로 전망된다.

국내외 정유사들의 석유화학산업 진입은 글로벌 석유화학 공급경쟁을 더욱 심화시켜 나가게 된다.

문제는 우리나라 석유화학제품 수출이 총 매출의 약 50%를 차지하고 특히 중국에 대한 수출 의존도가 50%에 달해 글로벌 공급경쟁이 격화될 경우 적지 않은 타격이 미치게 될 것이라는 우려를 낳고 있다.

중장기적으로 정유와 석유화학산업의 차별적인 제품 경쟁력 확보와 수출시장 다변화 등이 절실히 필요하게 될 것으로 보인다.

 

고부가가치 확대에 주력하고 있는 국내 정유4사

-GS칼텍스

GS칼텍스는 저유황유를 LNG로 대체하거나 대규모 탈황 설비를 활용할 계획이다.

지난 1995년 유동성촉매분해시설인 제1 중질유분해시설(RFCC)를 시작으로 2007년 이후 총 5조원 이상을 투자해 2007년 제2 중질유분해시설(HCR, 수첨탈황분해시설), 2010년 제3 중질유분해시설(VRHCR, 감압잔사유 수첨탈황분해시설), 2013년 제4 중질유분해시설(VGO FCC, 감압 경유 유동상촉매시설)까지 국내 최대 규모의 고도화 처리능력을 갖추고 있다.

이로 인해 고부가가치 제품과 함께 석유 화학, 윤활기유 수출을 확대하고 있으며 국내 최대 고도화 시설을 통해 하루 27만4,000 배럴의 고부가가치 제품을 안정적으로 생산 공급하고 있다.

즉 2000년부터 2016년까지 약 11조원을 투자했으며 경질유 수요가 증대될 것을 예측하고 중질유 분해시설을 지속적으로 확충해왔다.

이로 인해 GS칼텍스는 세계 경제 침체 속에서도 적극적으로 해외사업을 확장해 고부가가치 석유제품으로 내부보다 수출에 주력하고 있다.

-SK이노베이션

SK이노베이션은 황 함유량이 각기 다른 중유를 섞어 저유황연료유를 생산하는 ‘해상 블렌딩사업’의 생산량을 확대하며 고유황연료유의 황 함유량을 낮추는 대규모 탈황설비인 감압잔사유탈황설비(VRDS)를 울산CLX에 마련해 올해 4월 가동해 팽창하는 저유황유시장에 대응해 나갈 예정이다.

해상 블렌딩사업과 VRDS를 통해 생산되는 저유황유만 하루 13만배럴에 달할 것으로 예상된다.

선제적인 사업 포트폴리오 다변화 노력으로 각 사업이 안정적인 성과를 기록해 업계 내 차별화된 실적을 기대하는 한편 배터리·소재 등 미래 먹거리사업에 대한 투자를 바탕으로 안정적인 성과를 지속적으로 창출시켜 나가고 있다.

-S-OIL

S-OIL은 RUC/ODC프로젝트를 통해 벙커-C유, 아스팔트 등 원유보다 값싼 가격에 판매되는 중질유 제품 비중을 종전 12%에서 4%대로 대폭 낮춘 반면 고부가가치 석유화학 제품 비중을 높여 수익성을 높이고 있다.

특히 국제해사기구의 선박유 황함량 규제 강화 등 저유황 석유제품 수요 증가에 대비한 선제 대응책으로 최첨단 잔사유 탈황시설을 가동해 고유황 중질유 비중을 70% 이상 줄임으로써 수익성과 운영 안정성도 높였다.

석유화학 비중이 8%에서 13%로 확대돼 핵심사업분야에서 사업다각화를 실현했고 올레핀 제품이 종전보다 4배 이상 증가한 37%를 차지하게 돼 파라자일렌(46%), 벤젠(17%)과 함께 석유화학 사업에서 균형 잡힌 포트폴리오를 갖추게 됐다.

S-OIL은 RUC/ODC 프로젝트를 잇는 석유화학 2단계 프로젝트를 위해 사우디 아람코사와 전략적 업무협약을 체결했다.

2024년까지 7조원을 투자하는 S-OIL의 석유화학 2단계 투자인 SC&D(Steam Cracker & Olefin Downstream: 스팀크래커 및 올레핀 다운스트림) 프로젝트의 성공적인 추진과 사우디 아람코가 개발한 TCTC(Thermal Crude to Chemicals: 원유를 석유화학 물질로 전환하는 기술) 기술의 도입 등 폭넓은 영역에서 협력을 더욱 강화하기로 했다.

이를 통해 S-OIL은 에너지전환시대에 대비 석유에서 화학으로(Oil to Chemical) 지평을 넓히는 본격적인 행보를 시작했다.

S-OIL의 SC&D 프로젝트는 나프타와 부생가스를 원료로 연간 150만톤 규모의 에틸렌 및 기타 석유화학 원재료를 생산하는 스팀크래커와 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등 고부가가치 석유화학 제품을 생산하는 올레핀 다운스트림 시설로 구성된다.

사우디 아람코사는 스팀크래커 운영 경험, 올레핀 다운스트림 공정 및 제품의 연구개발(R&D) 전문지식과 판매 역량을 바탕으로 S-OIL이 성공적으로 프로젝트를 추진할 수 있도록 지원하며 S-OIL은 초대형 프로젝트들을 수행하고 정유·석유화학분야에서 다양한 신기술과 공정을 성공적으로 도입한 경험을 활용해 사우디아람코의 신기술 상용화에 협력하게 된다.

업계에서는 S-OIL이 대규모 투자를 연달아 단행함으로써 아로마틱, 올레핀분야에서 글로벌 강자로 입지를 굳히고 정유·석유화학 업계에 큰 변화를 불러올 것으로 예상하고 있다.

-현대오일뱅크

현대오일뱅크는 VLSFO 공정을 개발해 국내 특허를 출원하고 지난해 11월부터 본격 판매에 나선 바 있다.

이 공정에서 황 함유 정도가 다른 여러 유분들을 배합해 황 함량 0.5% 미만의 선박유를 생산한다.

특히 현대오일뱅크 VLSFO 생산 공정에서는 아스팔텐 성분을 완벽히 제거하는 세계 최초의 신기술을 적용해 안정성을 높였다.

아스팔텐은 필터, 배관 등의 막힘을 야기, 선박의 연비를 떨어뜨리고 심할 경우 연료의 정상주입 자체를 불가능하게 한다.

전세계 상위 규모 15척 선박이 내뿜는 황산화물이 전세계 자동차보다 더 많기 때문에 IMO는 대기오염을 줄이기 위해 올해부터 전세계 선박유의 황 함량 상한선을 0.5%로 제한하기로 했으며 이 규제를 따르지 않으면 174개 회원국 항구에 입항할 수 없다.


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