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[특별기고] 중동전쟁으로 인해 석유를 기반으로 하는 화학산업에 위기가 심화하고 에너지 확보가 국가의 중요한 이슈가 되고 있다. 이러한 국제 정세 속에서 화학분야의 최고 전문가인 한국화학연구원의 장태선 박사에게 현재의 화학산업에 대한 진단을 요청하여 3회에 걸쳐 전문가의 견해를 들어본다.

<한국화학연구원 장태선 박사, 그는 현재 한국에너지기후변화학회 회장을 역임하고 있다>

(주)부흥산업사가 이산화탄소(CO₂)를 활용한 ‘건식개질(Dry Reforming)’ 기술을 한국화학연구원과 공동 개발하고 상용화를 눈앞에 두면서, 위기에 빠진 석유화학 산업에 새로운 돌파구가 될지 주목된다. 특히 중동 정세 불안으로 원료 가격과 수급 불확실성이 커진 상황에서, 이번 기술이 산업 전반에 미칠 파급력에 관심이 쏠리고 있다.

■ “온실가스를 원료로”…석유화학 공정 패러다임 전환

상용화 추진 중인 건식개질 기술은 메탄(CH₄)과 이산화탄소를 반응시켜 수소(H₂)와 일산화탄소(CO)로 이루어진 합성가스(syngas)를 생산하는 공정이다. 이 합성가스는 메탄올, 올레핀, 항공유 등 석유화학 제품의 핵심 중간원료로 활용된다.

기존 석유화학 산업은 나프타 분해나 스팀개질(SMR) 등 화석연료 기반 공정에 의존해 왔지만, 건식개질은“이산화탄소를 직접 원료로 전환한다.”는 점에서 근본적으로 다른 접근이다.

전문가들은“온실가스 감축과 원료 확보를 동시에 해결하는 기술”이라며 “탄소중립 시대의 핵심 공정 중 하나”로 평가한다.

■ 중동 리스크 속“원료 다변화”카드

최근 중동 지역 정세 불안은 석유·가스 공급망에 직접적인 영향을 주고 있다. 국내 석유화학 산업은 원료 가격 급등과 수요 둔화라는 이중 압박을 받고 있는 상황이다. 이때 건식개질기술은 기존 ‘수입 원료 의존 구조’를 바꿀 가능성을 갖는다. 즉, 공정에서 필요한 이산화탄소는 화학공정이나 발전소·제철소 등에서 배출되는 가스를 활용하고, 메탄 역시 LNG, 바이오가스 등 다양한 공급원으로 활용 가능하다. 요약하면“수입 원료 → 국내 배출가스”로의 전환이 가능해지는 셈이다.

업계 관계자들도“중동발 리스크가 반복되는 상황에서 원료 자립도가 높아지는 기술은 산업 안정성 측면에서 매우 중요하다”고 말하고 있다.

■ 수소·합성연료까지…고부가가치 산업 확장

건식개질을 통해 생산되는 합성가스는 단순 화학원료를 넘어 다양한 산업으로 확장된다. 즉, 수소 생산 (에너지 전환 핵심), 메탄올, 합성연료 (e-fuel, SAF 등), 올레핀 및 플라스틱 원료까지 산업 확장이 가능해진다.

특히, 합성가스는 피셔-트롭쉬 공정 등을 통해 액체 연료로 전환될 수 있어, 미래 친환경 연료 산업과도 직접 연결된다.

이 때문에 이번 건식개질기술은 단순한 공정 개선이 아니라 “석유화학산업을 탄소순환 화학산업”으로의 구조 전환을 촉진할 수 있다는 매우 유용한 기술이라고 평가할 수 있다.

■ 철강·정유·조선까지…연쇄 파급 기대

건식개질기술의 파급력은 석유화학을 넘어 다른 중후장대 산업으로 확장될 가능성이 크다.

① 철강 산업

제철소에서 배출되는 고농도 이산화탄소와 부생가스를 활용해 합성가스를 생산하는 모델이 가능하다. 실제 연구에서는 철강 배출가스를 활용한 건식개질 적용 가능성이 확인된 바 있다.

→ 탄소배출 저감 + 부가가치 창출

② 정유 산업

정유공정에서 발생하는 잉여가스 및  이산화탄소를 재활용해 수소 및 화학 원료 생산 가능하다.

→ 기존 설비와의 통합(CCU) 기대

③ 조선 산업

합성가스 기반 연료(메탄올, 암모니아, 합성연료)는 차세대 친환경 선박 연료로 주목받고 있다.

→ 조선업의 연료 전환 기술과 직접 연결

결국, “탄소 배출 산업 → 탄소 활용 산업”으로의 구조적 전환을 촉진하는 핵심 기술로 작용할 수 있다는 분석이다.

■ “침체된 석유화학, 반전의 계기가 될까?”

국내 석유화학 산업은 공급 과잉, 수요 둔화, 중국 경쟁 심화 등 구조적 위기에 직면해 있다. 여기에 지정학적 리스크까지 겹치며 업계 전반이 어려움을 겪고 있다.

이런 상황에서 건식개질기술은 탄소 규제 대응, 원료 구조 혁신, 그리고 신사업 창출이라는 세 가지 축에서 새로운 성장 동력을 제공할 가능성이 있다.

산업계 한 전문가는“단순한 친환경 기술이 아니라 산업 구조를 바꾸는 플랫폼 기술“이라며“상용화가 성공하면 국내외 석유화학의 경쟁력을 다시 끌어올리는 계기가 될 수 있다”고 평가된다.

건식개질 기술이 실제 산업 현장에서 ‘게임체인저’가 될지, 아니면 또 하나의 실험적 기술에 그칠지는 아직 미지수다. 그러나 분명한 점은, 탄소를 비용이 아닌 자원으로 바꾸려는 시도가 이제 현실의 문턱에 도달했다는 사실이다.