고유가시대 새 에너지원 개발 붐
요즘 같은 고유가 시대를 살다 보면 석유 한 방울이 아쉽 기 마련이다. 내달부터 대두유나 폐식용유 가공액을 경유 에 섞은 ‘바이오디젤’의 시판을 앞두고 자동차용 친환경 에 너지원에 대한 기대가 높아지고 있다. 이 외에도 수소연료 전지, 사탕수수로 만든 에탄올 등 더 멀리 달리고 환경 오 염은 적게 유발하는 에너지원이 크게 주목받고 있다.
○ 에너지량 금속 33L = 휘발유 50L
미국 테네시 주에 있는 오크리지국립연구소 데이브 비 치 박사팀은 2005년 철, 알루미늄, 붕소 등을 자동차 연료 로 이용하는 방법을 찾았다. 금속이 연료로 사용된다고 하 면 의아하게 생각하기 쉽다. 하지만 금속 분말은 다르다.
금속이 먼지 크기로 작아지면 산소와의 접촉 면적이 넓어 져서 작은 외부 충격에도 폭발을 일으킨다(먼지폭발). 금 속 분말로 이뤄진 연료는 같은 양의 휘발유나 디젤보다 열 효율이 더 높다.
과학자들은 금속 연료 33L면 휘발유나 디젤 50L로 갈 수 있는 거리를 충분히 달릴 수 있다고 평가하고 있다. 게 다가 이산화탄소, 산화질소 등 공기를 오염시키는 어떠한 물질도 방출하지 않는다. 이 때문에 금속 연료는 오래전부 터 우주왕복선과 로켓추진식 어뢰의 연료로 사용돼 왔다.
하지만 금속이 차량 연료로 사용되려면 로켓 엔진보다 낮
은 온도에서 탈 수 있는 조건이 필요하다. 보통 철이 활발 하게 타려면 2,000도 이상의 열로 뜨겁게 데워줘야 하지 만 내부온도가 수백도에 불과한 자동차 엔진에서는 쉽게 연소되지 않는다. 또한 연료가 타고난 뒤 남는 재도 골칫거 리다.
나노 기술이 이 문제를 해결했다. 철가루를 머리카락 1,000분의 1 굵기(50나노미터)로 작게 만들면 250도의 낮은 불씨에도 쉽게 탄다는 사실이 밝혀진 것. 게다가 연소 뒤 남는 재가 거의 없고 산화 환원 과정을 통해 언제든 연 료로 다시 만들 수도 있다. 같은 양으로 환산했을 때 알루 미늄은 철보다 4배, 붕소는 6배 이상 에너지를 방출한다.
하지만 철은 알루미늄의 15분의 1, 붕소의 6분의 1 가격에 불과하다. 그만큼 저렴한 에너지원이라는 뜻이다.
○ 먹던 초콜릿, 깨진 바가지도 활용
영국 브링엄대 라인 매캐스키 박사팀은 초콜릿의 성분 인 설탕을 좋아하는 박테리아를 이용해 연료전지를 충전
업계 거시 동향
하는 새 기술을 내놨다. ‘에스체리키아 콜리’라고 불리는
‘설탕킬러’ 박테리아는 당을 섭취하면 내부의 효소와 산이 작용해 수소를 만든다. 아직까지는 작은 선풍기를 충분히 돌릴 만큼의 수소를 생산하는 수준. 매캐스키 박사는 “이들 박테리아는 산화 환원 과정을 통해 반복해서 수소를 생산 해낼 수 있다”며 “수소 연료전지 차량의 충전 장치에 적용 하는 데 무리가 없을 것”으로 내다봤다.
이외에도 미국 켄터키대와 세계적 정유회사인 셰브런 연구팀이 폐플라스틱 용기를 차량용 윤활유로 바꾸는 데 성공했다고 미국화학회가 발행하는 ‘에너지와 연료’가 보
도했다. (동아일보, 2006년 6월 30일)
동양제철화학, 폴리실리콘 생산한다
동양제철화학이 2,500억원을 투자해 반도체 핵심소재 인 폴리실리콘을 생산한다.
폴리실리콘은 반도체 웨이퍼와 태양전지 기판의 핵심 소재로 미국 헴록과 독일 바커, 일본 도쿠야마 등 해외 소 수 업체가 원천기술을 보유하고 시장을 장악하고 있어 그 동안 전량 수입에 의존해 왔다.
동양제철화학은 현재 생산하고 있는 흄드실리카 제조기 술을 바탕으로 폴리실리콘 생산을 위한 독자 기술을 확보했 다. 흄드실리카와 폴리실리콘은 같은 원료에서 나오는 재 료로 생산 가능하고 기존 인프라를 활용할 경우 원가 경쟁 력을 높일 수 있는 장점도 있다고 이 회사 관계자는 밝혔다.
폴리실리콘은 반도체 웨이퍼와 태양전지 기판의 소재로 중국을 중심으로 태양발전 수요가 급증하면서 웨이퍼용 제품도 공급 부족 현상을 빚고 있다. 현재 세계 폴리실리콘 수요는 4만톤에 이르지만 생산량은 3만 2,000톤 정도에 불과한 상황이다. 향후 세계 폴리실리콘 수요는 연평균 15%씩 성장, 2010년에는 현재의 2배인 8만톤에 이를 것 으로 추산된다. (전자신문, 2006년 6월 29일)
에너지 짠돌이‘에스코’ : 고유가시대 친환경 산업으로 각광
배럴당 70달러를 오르내리는 고유가 시대에 에스코 (ESCO) 기업들이 팔을 걷어붙이고 나섰다. 에스코란 정 부의 정책자금을 빌려 공장이나 아파트 등 에너지 사용자
에게 에너지 절약시설을 지어주고 에너지를 줄인 양만큼 투자비와 이윤을 회수하는 에너지절약전문기업.
최근 5년간 에스코 기업들은 양적, 질적으로 급성장하 고 있다. 1993년 에스코 제도가 처음 생겼을 당시만 해도 산업자원부로부터 인증을 받은 에스코는 4개에 불과했지 만 지난해는 159개로 40배로 늘었다.
13년 동안 이 기업들이 절 약한 에너지를 석유로 환산하 면 약 625만 배럴로 약 3,009 억원에 이른다. 한국의 하루 석유소비량이 200만 배럴임
을 감안하면 이는 3일을 쓰고도 남을 물량이다. 총 7,797억 원을 투자해 3,009억원을 벌었으므로 비용 대비 효과 역시 만만치 않다.
에스코의 에너지절약사업이 고효율 조명기기와 같은 단 순설비에서 열병합발전, 폐열회수 시스템 등 고기술, 복합 설비로 발전하고 있는 것도 눈여겨볼 대목이다. 에너지관 리공단에 따르면 지난해 에너지절약시설은 소형열병합발 전이 전체 에스코 투자 건수의 절반을 넘어섰고 화학공장 등의 공정개선이 20%, 냉난방설비가 10%를 차지했다.
특히 가스나 석유 등으로 터빈을 돌려 전기를 생산하고 이 때 발생하는 폐열을 모아 다시 발전에 사용하는 소형열병 합발전은 에너지 효율성이 뛰어나 아파트 단지에서 도입 하는 사례도 꾸준히 늘고 있다.
에너지절약시설은 초기 투자비가 많이 들어가는 반면 투자회수기간은 평균 2.7년에 이르기 때문에 자금력이 부 족한 중소기업이 하기는 벅찬 측면이 있다. 하지만 탄탄한 기술력으로 어려움을 극복한 중소기업들이 속속 등장하고 있다.
특히 지난해는 중견기업인 케너텍이 소형열병합발전과 바이오열병합발전 등으로 국내 수주 1위를 차지했으며 동 양에스코는 폐열을 재활용하는 히트펌프를 개발해 화제가 됐다. 이앤이시스템은 심야시간에 얼음이나 냉수를 생산 해 저장했다가 주간에 이를 냉방에 사용하는 축냉식 냉방 설비분야에서 두각을 나타내고 있다.
(동아일보, 2006년 6월 28일)
고유가시대…감춰진 2%를 찾아라
제디 석유시장 분석실장은 현재 전세계를 휩쓸고 있는 고유가 파동의 가장 큰 원인으로 원유 생산량이 아닌 생산 된 원유를 소비자 입맛에 맞춰 가공하는 정제설비의 부족 때문이라고 진단했다.
국내 정유업계의 고도화시설비율은 21.5%로 중국의 32.6%, 일본의 39.8%보다 뒤처져 있다. 미국과 캐나다의 고도화 비율인 77.1%, 64.7%에 비하면 턱없이 부족하다.
에너지원을 석유에 절대 의존하는 우리나라로서는 이 같 은 지적이 새로운 의미로 와 닿는다.
원유 정제능력 확대는 한마디로 지상에 유전을 만드는 것. 고유가 시대를 맞아 국가 및 기업단위의 치열한 ‘지상 유전개발 전쟁’이 펼쳐지고 있다.
◇ 고도화설비 두배로 늘려라 = ‘지상유전’으로 불리는 고 도화설비는 원유를 1차 정제한 뒤 남는 저가 중질유인 벙 커-C를 다시 처리해 값비싼 휘발유나 등ㆍ경유로 탈바꿈 시키는 마법사다. 값싼 중질유를 고수익의 경질유로 바꿔 주는 만큼 고도화설비는 정유사의 효자 노릇을 하고 있다.
SK㈜ 관계자는 “고도화설비인 하이드로 크래커(Hydro Cracker, 수소첨가 분해공정)는 배럴당 10달러 이상, FCC(Fluidized Catalytic Crackingㆍ중질유 촉매분해 공정)는 배럴당 16달러 이상의 부가가치를 낳고 있다”고 설명했다.
국내 정유업체들이 현재 계획하고 있는 고도화설비 증 설 규모는 하루 35만 4,000배럴가량. 현재 수준보다 정확 하게 두배 정도 더 늘리겠다는 계획이다.
SK㈜는 울산공장 내에 4만 5,000배럴 규모의 하이드로 크래커와 5만 6,000배럴의 FCC을 보유하고 있다. 여기에 만족하지 않고 SK㈜는 총 1조 6,000억원을 투자, 일일 6
만 배럴 규모의 중질유분해설비도 확충할 예정이다.
GS칼텍스 역시 단일공장으로는 세계 최대규모인 일일 9만배럴의 RFCC(유동상촉매분해공정)와 1조 3,000억 원을 투입해 5만 5,000배럴 규모의 HOU(수첨분해탈황공 정)의 기반공사를 진행 중이다.
◇ 기존 설비도 효율적으로 = 기존 설비에서 보다 많은 석 유제품을 생산해낼 수 있다면 그것 역시 또 다른 형태의 지 상유전 개발이다.
GS칼텍스 여수공장의 RFCC팀은 오는 2007년말을 손 꼽아 기다리고 있다. 이 때쯤이면 고도화설비중 하나인 HOU가 완공될 것이고, 덕분에 RFCC(유동상촉매분해공 정)의 효율이 한단계 업그레이드되기 때문이다. 회사 관계 자는 “현재 신설 중인 감압증류시설이 완공되면 여기서 나 오는 추출물(VGOㆍVacuum Gas Oil)을 고도화설비에 투입해 하루 생산능력을 1만배럴 더 늘릴 수 있게 된다”고 귀띔했다. GS칼텍스 여수공장은 이에 앞서 지난 95년 7 만배럴 규모로 가동을 시작한 RFCC를 네차례의 공정개선 을 거쳐 9만배럴로 생산능력을 확충, 정유업계 ‘리뱀핑의 귀재’로 통한다. 설비와 공정 개선을 통해 당초 생산능력보 다 더 많이 생산하는 게 리뱀핑(revamping:혁신)이다.
SK㈜ 역시 BTX공장 증설이 끝나기가 무섭게 리뱀핑 준 비에 돌입했다. 지난 2004년부터 2,300억원을 투자, 총 생산규모를 200만톤에서 269만톤으로 대폭 늘렸지만 수 익이 짭짤한 BTX 생산을 더 늘리기 위해 바로 공정개선에 나선 것.
현대오일뱅크도 스페인의 정유ㆍ석유화학사인 셉사 (CEPSA)와 합작 투자해 연산 60만톤 규모의 방향족(BTX) 설비를 증설키로 해 이 같은 BTX 증설경쟁에 합류했다.
●정유사 설비증설 추진 현황
회사명 설비 규모 투자금액(억원)
SK(주) FCC(중질유촉매분해) 6만배럴 16,000 GS칼텍스 HOU(수소첨가분해) 5만 5,000배럴 13,000
BTX(방향족) 연산 50만톤 리뱀핑
S-Oil RFCC(유동상촉매분해) 7만 5,000배럴
HOU 〃배럴 35,740
CDU(상압정제) 48만배럴
현대오일 BTX(방향족) 연산 60만톤 미공개
큐멘 연산 30만톤
고도화설비 검토중