中, 석탄 활용한 석탄액화 프로젝트 활발

- 2020년 석유사용량의 20% 대체할 핵심에너지로 부상 전망-

 

 

 

□ 中 환경부, 영하회족자치구에 사솔 프로젝트 환경평가 승인

 

자료원 : 광명망

 

 ○ 2011년 3월 환경부가 영하회족자치구에서 션화(神華)와 남아공의 석탄간접액화 기술보유 회사인 Sasol(사솔)이 공동으로 추진하는 석탄간접액화 프로젝트를 승인하면서 다시 주목을 받음. 이 프로젝트가 시행되면 연간 경유 316만5900t, 나프타 65만5500t 등을 생산할 예정이며, 총 투자액은 580억9600만 위안임.

 

 ○ CTL 산업은 이산화탄소 배출과 대규모 수자원 소비라는 환경문제가 가장 큰 문제였으나 남아공의 Sasol사는 기술력으로 환경오염을 최소화하는 동시에 수자원 소비량을 크게 절감했다는 측면에서 의의가 있음.

  - 석탄액화공정은 많은 양의 산소와 물을 필요로 하지만 상대적으로 수자원이 부족한 영하회족자치구에서 이를 해결하는 것이 관건이었음.

  - 남아공 Sasol의 기술력은 수자원의 활용능력을 극대화해 효율적인 이용을 가능하게 했음. Sasol이 남아공에서 생산하는 석탄액화석유 1t을 생산하는데 물 12t이 필요하지만 영하회족자치구에서 시행되는 공정은 석유 1t을 생산하는데 물 8t을 투입해 효율성을 높임.

  - 또한 Sasol은 간단한 공정을 통해 저렴한 비용으로 석탄액화공정에서 배출되는 이산화탄소의 95%를 회수할 수 있다고 밝힘.

 

 ○ 이 프로젝트는 2004년 1월 Sasol과 션화의 합작으로 석탄액화석유 생산공장을 건설했으며, 2005년 11월 1단계 가행성 연구 검토를 마친 후 2006년 정식으로 합작 협정을 체결했음.

 

 ○ 또한 영하회족자치구의 닝둥(寧東)에너지 화공기지의 중점 프로젝트 중 하나로 중국 최대 규모이자 국가발전개혁위원회(이하 발개위)가 유일하게 승인한 지속발전 가능한 간접액화 시범 프로젝트임.

 

 ○ 석탄액화석유 생산량은 2035년이면 하루 331만 배럴에 달할 예정임. 2010년 남아공의 Sasol은 석탄간접액화에 의해 석탄 합성 석유 및 화학제품을 하루 15만 배럴씩 생산 중임. 중국 션화도 2009년부터 하루 2만 배럴 규모의 석탄 직접 액화 공장을 시운전하고 3개의 석탄간접액화 공장을 운영 중임.

 

□ 중국 석탄액화산업 1970년대 이후 중앙정부의 지속적인 정책적 지원

 

 ○ 중국은 1970년대부터 CTL 기술 연구에 착수했으며 10.5기간에 연간 2000t 규모의 간접석탄액화기술 실험을 추진했음.

 

 ○ ‘석탄간접액화 실험 공정’은 ‘국가 863프로젝트(하이테크 프로젝트)’와 중국 과학기술부, 중국과학원 지식혁신공정의 산업화 프로젝트에 속하며, 핵심기술은 지난 2004년 10월에 중국 과학원의 기술 검증 통과, 2005년 9월 과학기술부 검증을 통과했음.

 

 ○ CTL 기술은 유가가 고공 행진을 이어나갈 당시 이를 대체할 에너지로서 각광받았으나 투자자금과 효율성, 환경문제 등이 제기돼 2007년 이후 다소 침체된 분위기였음.

 

 ○ 중국 내 많은 중·소규모 기업이 국가에너지전략에 부응한다는 명목으로 전국 각지에서 프로젝트를 추진했으나 CTL 산업의 고투자비용에 따른 위험성과 환경문제 해결에 관한 인식이 부족했음. 2006년 7월 발개위는 연간 생산량이 300만t 이하의 CTL 프로젝트에 대해서 허가를 하지 않겠다고 밝힘. 당시 션화가 추진 중인 3개 프로젝트와 이타이(伊泰), 루안(潞安)의 프로젝트는 허가함.

 

□ 중국 주요 석탄액화석유 생산기업 움직임

 

 ○ 중국은 2010년 말 기준 6개 석탄액화 프로젝트를 추진하고 있음.

 

 ○ 션화(神華)그룹은 세계 최초로 현대화된 석탄직접액화 기술을 가진 기업임. 션화는 석탄액화 산업에 집중적으로 투자해 2013년 528만t 규모의 석탄액화석유 및 화공품을 생산할 계획이며, 2020년까지 2150만t 규모로 확대할 계획임.

 

 ○ 세계 최초, 최대 규모로 시도되는 션화그룹(神華集團)의 100만t급 석탄직접액화 시범 프로젝트는 2008년 말 정식으로 생산에 돌입해 이미 운행시간 6000시간을 돌파함. 이는 세계 CTL 산업의 최고 기록으로 션화그룹 CEO 장위줘(張玉卓)에 의하면 현재 션화의 석탄액화석유 일일 생산량은 2만5000배럴임.

 

 ○ 내이멍구이타이그룹(內蒙古伊泰集團)의 16만t 규모의 CTL 프로젝트는 중국 최초로 독자 기술로 실시한 공업화 시범 프로젝트로 2009년 3월 23일 경유, 나프타(naphtha) 시험 생산에 성공함. 2010년 11월까지 생산된 경유는 6660여t, 나프타 4700여t, 중경유(heavy diesel fuel, 重柴油) 300여t 등임.

 

 ○ 산시루안그룹(山西潞安集團)의 연간 생산량 21만t 규모의 석탄액화 시범 프로젝트는 중국의 자체기술로 실시한 첫 번째 석탄간접액화 생산 프로젝트임. 루안그룹 회장 런룬허우(任潤厚)의 말에 따르면 이 프로젝트의 세 번째 시험가동 이후 148일 동안 운행하고, 생산된 석유는 2만400t으로 주 생산품인 경유의 품질은 이미 유럽의 V 표준을 통과했음.

  - 상하이 엑스포 기간에 상하이시는 루안그룹이 생산하는 150t의 합성유를 구매해 유람선, 버스 등의 연료로 사용한 결과 이산화탄소 배출량이 적어 환경보호에 유리할 뿐 아니라 일반 경유에 비해 10% 정도 연료절감 효과가 있는 것으로 밝혀짐.

 

 ○ 발개위가 발표한 '석탄화학공업중장기발전계획(煤化工産業中長期發展規劃)'에 의하면 2020년까지 연간 석탄액화석유 생산량 목표를 3000만t 이상으로 추진하며 2011년 1월까지 발개위에 접수된 석탄액화석유 프로젝트의 총규모는 4000만t임. 2010년 중국의 원유 수입은 2억t을 초과했으며, 석탄액화석유 프로젝트가 시행되면 중국 석유사용의 20%를 충당할 수 있음.

 

□ 전망 및 시사점

 

 ○ 2010년 중국의 석유 대외의존도는 52%를 넘어섰으며 2015년에는 55%에 달할 것으로 전망됨. 또한 원유 수입의 90% 이상이 중국이 통제권이 없는 말라카(馬六甲) 해협을 통해 운송되면서 자원안보 문제가 제기됨에 따라 석탄액화석유 프로젝트의 중요성이 더욱 커짐.

 

 ○ 풍부한 석탄 매장량을 가진 중국은 수송용 연료 공급을 목적으로 석탄액화 프로젝트를 진행하며, 션화(神華), 이타이(伊泰), 루안(潞安)은 중국의 석탄액화분야의 선두주자임. 향후 중국의 석탄액화 산업은 신재생에너지 중 주요 상품으로 꾸준히 발전할 전망임.

 

 ○ 한국은 하루 10t의 석탄을 가스화해 10~15배럴의 석탄합성석유를 생산할 수 있는 국산 석탄간접액화 통합 공정을 개발하고 2011년에는 석탄가스 정제 공정 구축 및 통합공정운전, 장시간 운전에 의한 내구성 시험, 하루 300배럴 규모의 파일럿 공정 설계를 계획함.

 

 ○ 2011년 1월 `한-몽골 청정석탄 및 자원개발협력 양해각서(MOU)`를 체결하고, 몽골의 저급탄을 원료로 석유와 화학제품원료, 합성천연가스(SNG)를 생산하는 시험 플랜트를 현지에 구축할 방침이라고 밝힘. 장기적으로는 2014년부터 2018년까지 1조8000억 원을 투자해 해외 저급탄 광산 부근에 석탄액화석유 생산 공장을 설립할 계획임.

  - 계획대로 공장이 만들어지면 매년 600만 배럴의 석유 생산이 가능하고, 이는 국내 수송연료의 2.5%를 대체하는 규모임.

 

 ○ 석탄액화는 국가 에너지 안보에 필수적인 기술이며 신성장 동력으로 성장할 예상임. 또한 발전과 연계시 시너지 효과가 큰 만큼 기술개발을 통한 석탄액화산업분야 진출이 필요함. 한국에서는 자금력을 앞세운 대기업들의 투자가 이어지고 관련 업체들의 기술개발을 통한 발 빠른 중국시장 진출이 요구됨.

 

※ 석탄액화(CTL) 기술이란 무엇인가

 

 ○ 석탄을 액화해 제조하는 합성석유는 석유 공급 부족의 대안으로 떠오르는 청정연료 중 하나임. CTL(Coal To Liquid) 기술이 부각되는 이유는 석탄이 매장량과 분포도에서 석유보다 훨씬 유리한 자원이어서 기술 개발 비용과 환경오염 문제만 극복하면 장기간 안정적으로 국가의 에너지 자원이 될 수 있기 때문임.

  - 가채매장량으로 볼 때 석유 40년, 천연가스 60년에 비해 석탄은 130여 년임.

 

 ○ CTL(석탄액화) 기술은 1923년 독일의 베를린 카이저빌헬름 연구소에서 최초로 개발돼 2차 세계대전 당시 독일의 석유공급을 담당할 정도로 대량으로 생산됐음. 연료인 석탄을 수증기와 산소로 반응시켜 가스로 전환시키거나 500℃에 가까운 고온·고압에서 석탄을 액체로 만들어 석유로 변환시키는 기술임.

 

 ○ 석탄간접액화기술이란 고체연료인 석탄을 수증기 및 산소와 반응시켜 가스로 전환하고 가스화 생성물에 포함된 불순물인 먼지 및 황 화합물을 제거한 합성가스를 촉매에 의해 탄화수소 화합물로 전환하는 기술을 의미함.

  - 1943년에 F-T 합성기술이 개발돼 1956년 남아프리카공화국에서 본격적으로 대규모로 생산하기 시작함.

  - 남아프리카에서는 이를 이용해 연간 500만t 이상의 석유를 생산하며, Sasol사는 세계 일류 수준의 기술력을 갖춤.

 

 ○ 석탄직접액화기술이란 고온(400~470℃) 및 고압(100~300기압)에서 석탄을 분해해 용매에 녹여 분해된 석탄에 촉매와 수소를 공급해서 안정화한 뒤 이를 증류가 가능한 액체연료로 만드는 기술을 의미함. 이 공정은 열효율이 60~70%로 높은 편이며, 석탄액화석유는 보일러 연료 등 연소 용도로는 특별한 처리 없이 사용할 수 있음.

 

 

자료원 : China Daily, 중국경제망, 중국매탄자원망, 중국국가발전개혁위원회, 국내외 언론자료 종합