역삼투막(逆渗透膜, Reverse Osmosis Membrane)은 고성능 수처리 필터 중 하나로 오·폐수 여과작업에 활용된다. 주로 산업용 재생수 생산, 해수 담수화 분야에서 이용되고 있으며 최근 들어서는 리튬 추출에 활용되는 역삼투막 수요도 늘어나고 있다. 다만 중국에서 생산된 역삼투막은 품질이 낮아 수입 제품에 대한 기업들의 수입의존도가 높은 편이다. 역삼투막의 시장 규모가 성장하면서 수입 역삼투막의 판매량도 더욱 증가할 것으로 예상된다.

중국 역삼투막 산업 동향

역삼투막은 액체 여과 필터로 일반적으로 여과구멍의 너비에 따라 0.02～10μm의 정밀 여과막(Microfiltration Membrane), 0.001～0.02μm의 초정밀 여과막(Ultrafiltration Membrane), 0.0001～0.001μm의 역삼투막으로 분류된다. 이 중 여과구멍의 너비가 가장 작은 역삼투막은 액체 내 이온, 유기물, 금속뿐만 아니라 세균도 여과할 수 있다.

역삼투막이 이용되는 산업 분야가 늘어나면서 최근 시장 규모가 매년 성장하고 있다. 역삼투막은 정수기 제조, 식품·제약 분야에 활용되는 정제수 처리, 오수 정화, 해수 담수화 등 다양한 영역에서 활용된다. 최근에는 리튬 추출 분야에서도 역삼투막이 이용되기 시작하면서 역삼투막의 수요가 더욱 확대되고 있다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소에 따르면 중국 역삼투막 판매량은 2019년 75억 톤에서 2021년 87억 톤까지 증가했다.

<중국 역삼투막 판매량>

(단위: 억 톤)

[자료: 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소]

중국 역삼투막 시장은 수입 의존도가 높은 편이다. 수입 역삼투막 제품은 중국산 제품보다 불량률이 낮고 필터의 두께도 두껍다. 또한 산성, 알칼리성에 대한 내성이 더 강하고 수명이 긴 장점도 있다. 창청(长城)증권사에 따르면 미국 DOW사, 일본 Toray사 등 해외 브랜드들은 중국 역삼투막 시장에서 80% 이상의 점유율을 차지하고 있었다. 미국 브랜드들의 시장 점유율이 가장 높았으나 최근 들어서는 일본, 독일 브랜드의 시장 점유율이 확대되고 있다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소에 따르면 미국의 Hydranautics사와 DOW사의 시장 점유율은 2019년 70%에서 2021년 56%로 감소했으며 일본 Toray사, 독일 Lanxess사 등 다른 국가 브랜드들의 시장 점유율이 30%까지 증가했다.

최근 들어 중국 내 역삼투막 생산 기업이 늘어나고 있으나 규모가 작고 정수기용 제품을 주로 생산한다. 중국 내에서 역삼투막을 사용한 RO(Reverse Osmosis) 정수기의 비중이 59%에서 70%까지 증가하면서 정수기 필터를 생산하는 역삼투막 기업도 많아지고 있다. 다만 중국산 산업용 역삼투막 제품은 해외 브랜드보다 불량률이 높고 여과 효율도 낮다. 중국산 역삼투막은 수명이 3년 미만이고 탈염율이 96%이나 수입 제품은 최대 5년까지 사용 가능하며 탈염율은 99%에 달한다. 중국의 최대 역삼투막 제조업체 VONTRON(沃顿科技)은 2001년 미국에서 설비와 생산 기술을 도입해 제품을 생산하기 시작했으나 현재 시장 점유율은 10%에 불과하다.

중국 시장에서 역삼투막 수요는 계속 확대될 것으로 예상된다. 중국 가전제품 조사기관 AVC는 2021년 역삼투막 정수기의 시장 판매량이 750만 대를 넘었으며 올해는 판매량이 800만 대에 달할 것으로 전망했다. 또한 2021년 이후 산업용수 재생 분야의 역삼투막 수요도 증가하고 염호 내 리튬 여과 추출 등 신규 분야가 늘어나고 있다. 선완훙웬(申万宏源) 증권사는 역삼투막 시장 규모가 매년 8% 이상 성장할 것으로 예상했으며 2025년에는 시장 규모가 119억 위안에 이를 것으로 전망했다.

<중국 역삼투막 시장규모 전망>

(단위: 억 위안)

[자료: 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소]

오수처리산업의 역삼투막 수요 확대

오수처리산업에서 역삼투막의 수요는 매년 늘어나고 있다. 역삼투막은 오수처리에서 콜로이드 여과물, 가용성 무기염과 세균, 바이러스 등 미생물을 여과한다. 역삼투막을 이용하면 오수를 상수도의 수준의 재생수로 여과할 수 있으며 화력발전, 철강제조 분야에서 냉각수로 활용될 수 있다. 탈염율이 높은 재생수는 식품, 의약품 분야에서 정제수로도 활용 가능하다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소는 하수처리용 역삼투막 시장 규모가 매년 성장해 2025년에는 시장 규모가 3억1000만 위안에 이를 것으로 예측했다.

중국에는 물 부족 도시가 많은 편으로 재생수를 이용하는 비율도 높아지고 있다. 화경산업연구원(华经产业研究院)에 따르면, 전 세계 1인당 수자원 점유량은 약 9,000㎥이나 중국의 1인당 수자원 점유량이 2,200㎥로 수자원이 부족한 편이다. 오수, 빗물 등을 정화한 재생수에 대한 수요가 높은 편이며 재생수 이용량도 많아지고 있다. 2018년 94억 ㎥에 불과했던 중국 재생수 이용량은 전년대비 약 20% 증가한 2021년 161억 ㎥까지 증가했다. 또한 2021년까지 중국 내 설치된 폐수처리장은 2,700개로 전년에 비해 약 80개가 늘어났다.

중국 정부도 오수처리 관련 정책 및 목표를 발표하고 있다. 2021년 중국 발전개혁위원회는 2025년까지 베이징, 톈진 등 물 부족 도시(1인당 수자원 점유랑 1,000㎥ 미만)들의 재생수 이용률을 25% 이상으로 제고하겠다는 목표를 수립했다. 또한 화력발전, 철강, 방직 등 산업용수 소비량이 많은 산업을 대상으로 용수 사용 상한선(用水定额)도 설정해 재생용수의 사용량을 늘이고자 한다.

<역삼투막 오수처리 설비>

[자료: 베이지망(52BJW.CN) ]

해수담수화 분야 역삼투막 활용 비중의 증가

해수 담수 산업에서 역삼투막이 활용되는 비중이 높아지고 있다. 역삼투막을 활용한 공법은 전기 투석법(전위차를 이용한 염분 제거법), 증발법(바닷물을 가열해 수분을 증발시키는 방법) 대비 생산 비용이 저렴하며, 에너지 소모량은 각각 전자의 절반, 40분의 1 정도로 효율성이 높다.

<해수 담수화 원리 및 시설>

[자료: YC6318.CN, ULTRA CLEAN]

2020년 9월에 발간된 <국가해수이용보고서>에 따르면 2019년 기준 중국 내 해수 담수화 시설은 총 115개로 1일 처리량이 157만 톤에 달하며 이중 역삼투막을 사용한 시설이 70개 이상으로 60% 이상이다. 2021년 국가발전개혁위·자연자원부는 <해수담수화 이용 발전 행동계획>을 통해 2025년까지 중국 해수담화 능력을 2019년의 2배인 일당 290만 톤까지 확대할 목표를 수립했다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소는 신규 해수 담수화 사업의 증가에 따라 역삼투막 수요도 늘어나 시장 규모가 매년 2억5000만 위안 이상 성장할 것으로 예측했다.

<중국 해수 담화 능력 추이 및 전망>

(단위: 만 톤)

[자료: 발전개혁위, 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소]

역삼투막의 신규 시장 염호 리튬

이차전지용 리튬의 가격이 인상되면서 염호(리터당 마그네슘, 리튬 등 무기염류량이 35g 이상인 호수) 리튬 산업도 활성화되기 시작했다. 중국에는 전 세계 리튬 자원의 약 7%가 매장되어 있지만 그 중 80%가 염호 내 존재한다. 염호 추출 방식으로 생산되는 탄산리튬의 톤당 생산 원가는 3~5만 위안이지만 2021년 이전에는 톤당 판매가격이 4~5만 위안으로 이윤율이 낮았고 산업화 수준도 떨어졌다. 그러나 2021년 톤당 5만 위안이었던 탄산리튬 가격이 최근 전기차 판매 증가로 인한 리튬배터리 수요 확대로 올해 톤당 52만 위안까지 상승했다. 염호 리튬 사업의 이윤율이 상승하고 해외 기업들의 공급망 다변화 수요도 증가하면서 ANGGE MINING, SUNRESIN 등 많은 기업들이 염호 리튬 사업에 투자하기 시작했다.

<중국 내 이차전지용 리륨 원료 가격 추이>

(단위: 위안/톤)

[자료: 창청(长城)증권사]

리튬 가격의 상승으로 역삼투막의 수요도 늘어나고 있다. 역삼투막 필터는 리튬을 함유한 염호 내 마그네슘 등 불순물을 최소화하고 순도가 높은 리튬 원료를 추출한다. 염호 리튬 사업용 역삼투막은 생산원가가 높고 사용주기가 짧아 유지 보수가 어려운 문제가 있으며 아직 수입 비중이 80% 이상으로 높은 편이다. 현재 중국의 9대 염호 리튬 추출 사업 중 5개 사업에서 역삼투막을 활용해 염호에서 리튬을 추출하고 있다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소는 중국의 염호 리튬 추출 능력이 연간 12만 5,000톤에서 2025년에는 연간 27만 5,000톤에 달할 것으로 예측했다. 또한 염호 리튬 추출이 증가하면서 역삼투막 수요도 매년 4억4,000만 위안씩 증가할 것으로 전망했다.

<주요 중국 염호 리튬 추출사업>

[자료: 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소]

시사점

오수 처리, 해수 담수화, 염호 리튬 추출 산업의 규모가 성장하면서 산업용 역삼투막 수요도 증가할 전망이다. 선완훙웬(申万宏源) 증권연구소는 2022년 산업용 역삼투막 제품의 매출 규모는 전년대비 25% 이상 증가하고 2023년 이후에도 매년 30% 속도로 성장할 것으로 예측했다. 또한 올해 7월부터 새로운 정수기 국가 표준의 시행에 따라 정수기 분야에서도 역삼투막 수요의 상승이 예상된다.

현지 오수처리 산업 관계자는 “한국의 여과막은 기술수준이 높은 편이며 이미 중국 내 진출한 한국 브랜드도 있다. 중국의 역삼투막 산업은 여전히 성장기로 생산 기술과 신제품에 대한 도입 수요가 높아 주목할 만하다. 특히 산업용 역삼투막은 공공사업이나 대기업이 주요 거래처이기 때문에 현지 시장 현황을 사전에 파악하는 것도 중요하다." 라고 강조했다.

자료: 선완훙웬(申万宏源)증권연구소, 첸잔산업연구원(前瞻产业研究院), 화경산업연구원(华经产业研究院), 창청(长城)증권사, KOTRA 톈진 무역관 자료 종합