[투데이에너지 조대인 기자] 코로나19 확산을 계기로 기후변화로 인한 리스크에 대한 국제사회의 대응 필요성이 더욱 강조되고 있다.
기업의 지속 가능성과 함께 사회적 책임, ESG (Envrionment, Social, Governance) 체계는 물론 기후변화 리스크에 대한 국내는 물론 국제사회의 관심이 높아지고 있기 때문이다.
유럽 등 선진국을 중심으로 친환경에너지 정책들이 이미 추진 중이고 더욱 광범위한 지역에서 가속화되고 있다.
2050년까지 넷제로 달성 등 세계 각국의 탄소 저감 목표로 인해 산업구조가 급격하게 변화될 것으로 예상되며 주요국들은 코로나19로 악화된 경제회복 방안으로서 친환경에너지 정책인 ‘그린뉴딜’ 정책을 앞다퉈 발표하기도 했다.
그린뉴딜 정책에는 탈석탄 정책, 수송부문의 내연기관 자동차 생산 금지, 또는 자동차 연비 개선 규제 강화, 전기자동차 보급 확대 정책 등이 포함돼 있다.
기업차원에서도 기후변화 리스크가 기업의 장기 수익에 악영향을 미칠 수 있다는 우려가 확산되며 기업의 지속 가능성을 위한 대응 움직임이 빠르게 확산 중이다. 자원의 생산 및 소비과정에서 이산화탄소 등 온실가스를 다량 배출하는 석유가스산업은 에너지 전환의 타격을 받게 되는 대표적인 산업 중의 하나로 꼽히고 있다.
가스의 경우 상대적으로 탄소 배출이 낮은 화석연료로 장기적으로 수요 증가세가 지속될 전망이지만 석유는 에너지 전환이 가속화되면 장기적으로 수요가 감소할 것으로 전망되기 때문이다.
급격한 에너지 전환 움직임은 석유산업에 직접적인 영향을 끼치겠지만 파급력의 정도와 방향에 대해서는 여전히 불확실성이 존재하고 있다.
이 때문에 BP, 쉘, 쉐브론 등 주요 석유가스 기업들은 자사가 보유한 석유가스 매장량 및 정제설비 자산 등이 경제성을 상실할 수 있고 막대한 매장량이 개발되지 않을 수 있음을 공식적 으로 인정하며 사업 전망에 대한 수정과 자산규모 하향 조정이 불가피하다는 점을 밝히기도 했다.
이같은 변화의 트렌드에 대응해 대한석유협회는 정부와 함께 ‘정유업계 탄소중립 기술개발 로드맵’을 발표하고 향후 정유업계가 탄소중립을 이행하기 위한 기술개발 방향을 제시하기도 했다.
정유업계 탄소중립 지원을 위해 ‘탄소순환형 정유제품 생산 CCU 기술개발 사업’은 물론 올해부터 본격 추진될 ‘석유대체 원료 및 연료에 대한 기술개발 방향’도 소개하기도 했다.
박기대 건국대 교수는 정유업계의 2050 탄소중립을 위해 5대 감축전략 및 20개 핵심기술과 함께 기술 수준별 △기술개발 △실증연구 △상용화 단계로 구분해 2050년까지의 기술개발 로드맵을 제시한 바 있다.
한건우 에너지기술평가원 온실가스 PD는 탄소중립 달성을 위한 핵심기술 중 하나인 CCU 기술을 정유업 종에 본격 적용함으로써 정유공정 배출가스 포집 및포집 CO₂를 활용한 정유제품 및 석유화학 원료 생산 기술 등을 추진해 나갈 필요성을 피력한 바 있다.
차세대 친환경 바이오연료 생산기술개발 사업을 시작으로 바이오원유·선박유 등 다양한 분야에서의 석유대체 원·연료 개발이 필요한 셈이다.
석유 중심의 에너지가 탈탄소, 즉 전기로 바꿔 나갈것에 대비해 SK에너지는 물론 GS칼텍스, S-OIL, HD 현대오일뱅크 등 정유사는 수소융복합사업은 물론 전기, 수소, ESS 등 탈탄소 기반의 에너지를 만들어 낼 역량을 갖추는데 역량을 집중시키고 있다.
당장 에너지 공급원으로써 석유제품을 대체할 제품이 없는 만큼 중장기적으로 설비를 변경하며 그동안 생산해 오던 석유화학제품을 재활용 하겠다는 계획도 포함돼 있다.
폐플라스틱을 재활용하고 휘발유, 경유 등 육상 수송용 연료 대신 친환경 항공유 수요 증가에 대비하고 탄소배 출이 많은 벙커-C유를 LNG로 교체하며 CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage) 사업도 구체화시켜 나가고 있다.
특히 글로벌 경기둔화 등으로 석유화학 수출이 지난 해에 이어 올해도 어려움을 겪게 될 것으로 전망되 가운데 친환경 전환 및 설비 신증설 투자를 진행시켰 으며 올해에는 LG화학의 열분해유 생산시설, PBAT, POE 등 친환경제품 생산 투자, S-OIL 샤힌프로젝트등 친환경 투자 프로젝트를 지속시키는 등 석유화학 산업에 대한 지원과 환경 및 입지 규제 등의 해결이 기대되고 있다.
■코로나19 영향력 벗어난 석유산업 회복세(?)
코로나19 영향력에 벗어남에 따른 원유수요 회복세및 공급의 제한적 증가로 타이트한 수급상황에서 상승세를 보이고 있는 국제유가는 러시아와 우크라이나간 전쟁 장기화, OPEC+의 추가 감산 등 공급 불안감 확산으로 상승 추세를 보이고 있다.
여기에다 세계 2위 산유국인 러시아는 12%를 차지 하는 세계 원유 생산량과 수출량 가운데 50만배럴 감축에 나섰다.
올해 국제유가는 글로벌 경기 둔화가 지속되는 가운데 이란산 원유 유입 가능성 등으로 지난해에 비해 하락했지만 OPEC+의 감산이 큰 폭의 하락을 제한해 배럴당 90달러 초반대로 형성될 것으로 전망되고 있다.
거리두기 해제 등으로 국내 소비가 개선되며 회복세를 보이기도 했지만 글로벌 경기둔화 영향으로 수출 상승폭이 축소되고 원유 및 원자재 가격 상승, 작황 부진으로 인한 농산물 가격 상승, 환율 상승 등으로 소비 자물가는 5%대로 상승세를 나타내고 있지만 원자재 가격 및 환율 안정화로 인해 물가 상승 압력이 부분 완화돼 3.6% 내외로 둔화될 것으로 예상되고 있다.
이런 가운데 SK에너지를 비롯해 GS칼텍스, S-OIL, 현대오일뱅크 등 정유4사의 지난해 석유제품 수출액이 71% 증가하며 사상 최대치를 기록했다.
이 실적을 바탕으로 임직원들에게 1,00% 이상의 특별상여금을 지급한 소식이 전해지면서 코로나19와 금리 인상 여파로 국민들은 어려운데 정유사는 성과급 잔치를 한다는 질타와 횡재세(?)를 부과해야 한다는 비난도 없지 않았다.
지난 2012년 533억달러 이후 10년만에 최대 수출액을 경신한 정유사는 954억5,000만달러에 이르는 원유를 수입해 석유제품으로 약 60%를 수출해 국가무역수지 개선에 크게 기여했다.
제품별로는 경유가 전체 석유제품 수출액 중 46.3%로 가장 높았고 뒤를 이어 휘발유가 19.4%, 항공유 18.0%, 나프타 4.9% 등의 순이었다.
하락했던 국제유가가 반등하고 코로나로 봉쇄됐던 국경이 열리며 무역수지도 개선될 것이라는 기대는 금리 인상과 침체된 경기상황이 정유사의 수익개선에 대한 낙관적 전망을 어렵게 만들고 있다.
이는 탄소국경세 부과를 비롯해 RE100 등 기후변화에 대한 각종 규제와 대응책 마련에 투자 대비 수익 축소 상황을 연출하고 있어 국내 정유사도 플라스틱 재활용은 물론 수소융복합 등 다양한 탄소중립 프로젝트와 석유화학산업에 대한 비중 확대로 탈출구 마련을 모색하고 있다.
■SK이노베이션, 배터리·수소·폐플라스틱 등 집중
SK이노베이션은 SK에너지, SK지오센트릭, SK엔무브, SK온, SK아이테크놀로지, SK어스온 등 사업 자회사와 탄소없는 미래로 나아가기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.
배터리 사업을 중심으로 분리막(LiBS), 차세대 소재 영역을 확장하는 그린 앵커링(G r e e n Anchoring), 기존 탄소 발생 사업을 그린 사업으로 바꾸는 그린 트랜스포메이션 전략을 밝힌 바있다.
SK온 현재 시판되는 전기차 배터리 중 가장 빠른 충전 속도를 갖춘 SF배터리를 통해 시장 확장에 매진하고 있다.
니켈 함량이 83%에 달하는 하이니켈 배터리로 한번 충전에 400km 이상 주행이 가능하며 18분 만에 80%까지 충전이 가능해 현대 아이오닉5, 기아 EV6에 탑재시켰다.
SKIET는 투명 폴리이미드(PI Poly Imide)필름과 기능성 하드코팅으로 구성돼 폴더블 폰, 롤러블 TV 디스플레이에 사용하는 FCW의 제품화에 주력하고 있다.
폴더블-롤러블 전자기기 및 자동차 등에 사용되는 플렉서블 디스플레이 유리를 대체할 수 있는 신소재로 꼽히고 있다.
SK지오센트릭은 플라스틱에 섬유 형태의 강화 제를 더한 고기능 복합소재로 금속을 대체하는 경량소재로 주목받는 차량용 경량화 소재 UD Tape, SK이노베이션과 SK온이 투자를 진행한 미국 솔리 드파워의 전고체 배터리 시제품도 선보였다.
이는 기존 리튬이온 배터리보다 33% 높은 에너지 밀도를 제공하며 전기차 탑재 시 1회 충전으로약 930km의 주행거리를 확보할 것으로 기대되고 있다. SK지오센트릭은 폐플라스틱을 고온으로 가열해 만든 열분해유에 자체 보유한 후처리 기술을 적용해 품질을 개선하기 위해 2025년까지 울산에 세계 최초 폐플라스틱 종합 재활용단지를 조성한다는 계획 아래 미국 PCT, 캐나다 루프, 영국 플라 스틱에너지와 협업 중이다.
SK이노베이션 폐배터리 재활용 사업 BMR(Battery Metal Recycle), SK에너지 SK어스온의 CCUS(Carbon Capture and Utilization Storage), SK엔무브의 EV Fluid(전기차용 윤활유) 등의 사업이 앞으로 어떤 확장성을 찾고 성과로 연결될지 주목된다.
■GS칼텍스, 비정유부문·CCUS 등 통해 도약
GS칼텍스는 지난해 11월 창사 이래 최대 금액인 2조7,000억원을 투자한 올레핀 생산 시설 준공을 통해 석유화학 분야 확장으로 비정유 부문 비중이 늘어나는 사업구조전환이 가속화되고 있다.
유가 등 외부 환경변화에 따른 손익변동성을 큰폭으로 줄일 수 있도록 하기 위한 조치다.
MFC시설 준공을 통해 GS칼텍스는 연간 에틸렌 75만톤, 폴리에틸렌 50만톤, 프로필렌 41만톤, 혼합C4유분(Mixed C4) 24만톤, 열분해가솔린 41만 톤의 생산능력을 갖추게 됐다.
기존 생산설비와의 연계 운영을 통한 시너지 창출로 타 석유화학사 대비 경쟁력 우위 확보를 위한 포석이다.
나프타 및 석유정제가스를 원료로 활용해 수소를 부가 생산할 수 있어 기존 석유정제공정의 수소 생산을 대체해 LNG사용량을 줄일 수 있다.
허세홍 사장은 “향후 다양한 고부가가치 제품 개발을 적극 추진해 최고 수준의 석유화학 경쟁력을 갖춰 나가게 될 것”이라며 “정유사업에 더해 석유화학사업, 친환경에너지, 자원 재활용까지 포괄 하는 종합에너지기업으로 도약할 것”이라고 강조한 바 있다.
또한 GS칼텍스는 폐플라스틱 재활용 전문업체에 시설 투자를 결정하기도 했다.
자동차 발생 폐플라스틱 재활용 전문업체인 에코지앤알과 업무 협약을 통해 연 1만톤 수준의 재활용 전처리가 가능한 설비를 구축할 예정이다.
이는 에코지앤알뿐 아니라 국내 폐차장, 경정비 업소 등에서 발생한 폐플라스틱이 원활히 재활용될 수 있는 순환경제 달성에 기여하기 위한 조치다.
폐플라스틱을 활용해 원료를 만드는 단계부터 제품을 생산하는 과정까지 하나의 생태계를 구축 하기 위한 노력인 셈이다.
이와 함께 올해 3월에는 남동발전과 청정수소 밸류체인 협력체계 구축 등 그린 트랜스포메이션추진에 나섰다.
GS칼텍스는 남동발전과 업무협약을 통해 청정 수소 생산설비 구축 및 운영사업과 이산화탄소 포집, 활용 및 저장사업 역할을 하고 남동발전은 수소·암모니아의 도입 및 혼소 활용 등 발전 설비 구축과 운영사업을 맡기로 했다.
이는 여수 수소허브 사업 추진을 위한 것으로 청정수소 밸류체인 구축은 이산화탄소 다배출업 체가 밀집돼 있는 여수 지역 내 이산화탄소 감축에 기여한다는데 큰 의미가 있다.
지난 2021년 5월 현대자동차와 수도권 지역 최초로 서울 강동구 내 주유소·LPG충전소·수소충 전소가 통합된 융복합 에너지스테이션을 구축한 바 있다.
또한 GS칼텍스는 한국가스공사와 평택LNG인 수기지 내 1만톤 규모의 액화수소 플랜트를 구축 하기 위한 협업을 진행 중이다.
아울러 GS칼텍스는 동서발전과 함께 여수산단에 수소연료전지 발전소 구축도 추진하고 있다.
GS칼텍스는 여수공장에서 발생하는 이산화탄소를 포집·활용·저장까지 아우르는 CCUS 전체 사업 영역 개발에 참여해 블루수소 공급을 담당하게 된다.
■석유화학사업 확장하는 S-OIL
S-OIL은 국내 석유화학 역사상 최대 규모인 9조2,580억원을 투자하는 샤힌 프로젝트를 통해 석유화학사업 확장에 나섰다.
지난 3월 기공식을 마친 샤힌 프로젝트는 탄소중립을 목표로 하는 친환경 에너지 화학 기업으로 서의 위상을 다지는 야심찬 계획이다.
울산 온산국가산업단지에 위치한 샤힌 프로젝 트는 2026년 6월 완공 예정이며 석유화학 기초원료인 에틸렌을 생산하는 세계 최대 규모의 스팀 크래커(연간 에틸렌 생산량 기준 180만톤), 원유에서 직접 석유화학 원료(LPG, 나프타)로 전환하는 신기술이 적용된 TC2C 시설, 플라스틱을 비롯한 합성수지 원료로 쓰이는 고부가가치 석유화학 제품을 생산하는 폴리머 시설과 저장탱크 등 관련 설비들로 구성돼 있다.
샤힌 프로젝트가 완공되면 S-OIL의 사업 포트 폴리오는 석유화학 비중이 현재 12%에서 25%로 2배 이상 확대돼 연료유 중심의 정유사업을 다각화하는 계기가 될 것으로 기대된다.
샤힌 프로젝트는 국내 석유화학 원료의 수급 안정성을 높이며 올레핀 하류시설 산업체에 모노머 제품을 배관을 통해 공급하게 된다.
특히 온실가스 배출 저감을 지원하는 최신 기술 들이 적용돼 스팀크래커가 폐열(스팀)을 재활용해 정유시설에 필요한 전력을 생산하게 되며 원유를 직접 석유화학 원료로 전환하는 ‘TC2C’는 단순화된 공정과 높은 에너지 전환 효율을 통해 탄소 배출 저감에 도움을 줄 것으로 알려졌다.
즉 원유와 저부가가치 중유제품들이 스팀크래 커의 원료로 전환하게 되기 때문이다.
■친환경사업 확대 나선 HD현대오일뱅크
HD현대오일뱅크는 블루 수소, CCU(이산화탄소 포집·활용)를 비롯한 친환경 사업의 일환으로 폐플 라스틱을 재활용한 제품 생산을 적극 추진 중이다.
현대오일뱅크는 석유정제업자가 폐플라스틱 열분해유를 공정의 원료로 사용할 수 있도록 하는 규제 샌드박스를 신청해 ‘실증을 위한 규제특례’를 승인 받은 바 있다. 현대오일뱅크가 폐플라스틱 열분해에 관심을 갖는 것은 폐플라스틱 처리가 세계적으로 문제가 되고 있기 때문이다.
세계 최대 폐기물 수입국인 중국이 고체 폐기물 수입 전면 금지를 발표한데 이어 국가간 유해 폐기물 이동을 규제하는 바젤협약의 폐플라스틱 관련 규제가 강화됐기 때문이다.
폐플라스틱을 단순히 물리적으로 재활용하는 데에 한계가 있는 상황에서 완전히 새로운 플라스틱 제품으로 재탄생시키는 화학적 재활용에 관심을 기울여야 하는 이유다.
이 때문에 현대오일뱅크는 삼성물산과 폐플라 스틱을 화학적으로 재활용해 탄소 발생을 줄이기 위한 ‘친환경 화학소재 사업 협력 양해각서’를 체결하기도 했다.
현대오일뱅크 중앙기술연구원은 폐플라스틱 열분해유를 기존 정유공정에 투입하는 실증 연구를 수행한 데 이어 물성 개선, 불순물 제거 등을 통해 다양한 열분해유 기반 석유 및 석유화학 제품을 생산하는 방안을 연구 중이다.
뿐만 아니라 별도의 열분해 과정 없이 폐플라스틱을 바로 정유공정에 투입해 열분해와 제품 생산을 원스톱 처리하는 방식에 대한 연구도 진행하고 있다.
국내 정유사 중 유일하게 보유 중인 DCU(Delayed Coking Unit, 열분해공정)를 활용해 연간 5만톤의 폐플라스틱을 처리하는 것을 검토하고 있다.
폐플라스틱 재활용 외에 바이오 플라스틱도 현대오일뱅크가 관심을 갖는 분야다.
대니머 사이언티픽과의 양해각서를 통해 현대 오일뱅크는 PHA 연구개발, 마케팅, 제조 등에 있어 폭넓은 협력을 통해 PHA를 적용한 신규 고부가 활용처를 개발하고 아시아권 수요에 공동 대응하는 것은 물론 생산설비 공동 투자까지 다양한 방안을 검토하고 있다.
전 세계 바이오 플라스틱 시장 규모는 아직 미미한 수준이나 PHA 시장은 매년 30% 이상 앞으로의 성장이 예상되기 때문이다.