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수처리 사업이 섬유기업을 중심으로 화학기업들에게 새로운 먹거리로 부상하고 있는 가운데 석유화학기업들의 투자가 주목받고 있다.
수처리는 글로벌 시장이 2016년 700조원에서 2025년에는 1000조원으로 성장하는 등 새로운 블루오션으로 떠오르고 있으며 건설, 엔지니어링 등 대기업을 중심으로 시장진출이 활발한 편이다.
대기업들은 계열사를 통해 소재 개발, 공급, 시공, 운영까지 수직계열화해 시너지 창출을 도모하고 있고 소재 및 화학기업들은 멤브레인(Membrane) 등 소재를 중심으로 사업을 확장하고 있다.
특히, 코오롱, 휴비스, 효성 등 섬유기업을 중심으로 시장 진출이 활발한 것으로 파악되는 가운데 최근 LG화학과 롯데케미칼의 투자가 주목되고 있다.
LG화학은 미국 RO(Reverse Osmotic) 전문 생산기업인 NanoH2O를 인수해 해수담수화 시장 진출을 본격화했으며, 롯데케미칼은 2015년 2월 삼성SDI의 수처리 멤브레인 사업 부문을 인수해 기술연구에 주력하고 있다.
수처리는 오염된 물을 정수하거나 해수를 담수화하는 작업으로 글로벌 물 부족 문제가 불거짐에 따라 상하수도 중심에서 나아가 수자원 확보를 위한 통합관리의 필요성이 부각되고 있다.
기존에는 정부 및 공공기관에서 주로 담당했으나 물 산업이 첨단기술 기반의 대규모 글로벌 산업으로 성장하면서 수자원 인프라 건설 및 전문적인 운영기술 역량 강화 필요성이 부각됨에 따라 전문기업들에게 개방하는 추세로 전환되고 있다.
수처리는 제조-건설-운영 및 관리를 망라하는 토탈솔루션 역량이 핵심 경쟁요소로 주목되고 있다.
수처리, 멤브레인 방식으로 전환
수처리는 기존 화학처리제 방식에서 필터의 미세한 기공을 통해 물질을 걸러내는 멤브레인 방식으로 전환되고 있다.
멤브레인 기술은 개발된 지 20년 이상 지났으나 필터의 높은 가격과 높은 전기 소모량 등으로 운영 및 유지에서 경제적 효용이 낮아 시장 활성화가 지연됐던 것으로 파악되고 있다.
하지만, 기술력 향상으로 비용을 절감해 가격경쟁력을 확보함으로써 멤브레인 시장이 빠르게 확대되고 있다.
기존에는 혼합-응집-침전-여과-살균 과정을 거치면서 다량의 화학약품을 사용해 처리했으나 최근에는 침전-MF·UF 여과-UV·오존 살균 과정의 멤브레인을 이용한 수처리 방식이 물 산업의 핵심기술로 부상하고 있다.
멤브레인 방식은 기존의 화공처리 대신 MF·UF·RO 막을 이용해 대부분의 부유물질을 제거할 수 있으며 공정 및 설치면적 간소화 측면에서 효과가 우수하기 때문이다.
멤브레인은 원수 내의 다양한 물질을 제거하기 위한 반투과성 막으로 기공 크기에 따라 크게 RO, NF(Nano Filtration), UF(Ultra Filtration), MF(Micro Filtration)로 구분되며 목적에 맞추어 제거되는 물질의 크기에 따라 사용된다.
수처리 시장은 크게 상·하수 정수처리, 산업용 폐수처리 및 재이용, 해수담수화 등으로 분류되며 정수처리와 산업용 폐수처리에는 MF 및 UF가 주로 사용되고 재이용에는 RO가 사용되며 해수담수화에는 UF로 전처리 과정을 거친 후 NF나 RO를 메인으로 사용한다.
RO막은 이온성 물질이나 중금속 물질 등 0.2-0.5나노미터에 해당하는 입자를 제거하기 위한 것으로 주로 반도체 공정의 초순수, 해수담수용으로 사용되며 국내에서는 도레이케미칼 및 LG화학만이 생산하고 있다.
NF막은 0.5-1나노미터의 작은 유기물을 제거하기 위한 것으로 RO막보다 낮은 압력이 요구되며 담수화 전처리 등에서 이용되나 수요가 많지 않은 것으로 알려졌다.
UF막은 1-100나노미터에 해당하는 부유성 입자를 제거하기 위한 것으로 바이러스나 단백질 제거를 위해 산업용 폐수 및 하수처리에 주로 사용되며, MF막은 기공크기가 100나노미터-10마이크론(10000나노미터)으로 부유물질 및 박테리아 제거를 위해 상·하수처리에 주로 사용된다.
중국 물 시장 개방으로 “파란불”
한·중 FTA(자유무역협정)로 중국 수처리 시장이 개방됨에 따라 국내기업들에게 중국시장 선점의 기회가 될 것으로 예상된다.
중국은 폐수 배출량에 비해 처리 능력이 뒤처지고 있기 때문이다.
중국에는 3000여 곳의 폐수 처리시설이 있고 1일 처리량은 약 1억4000톤에 달하지만 주요 도시의 평균 폐수처리율은 70%에 불과한 것으로 나타났다.
이에 따라 중국 수처리 시장은 빠르게 성장하고 있으며 중국 시장을 선점하기 위해 일본, 독일, 미국 등이 치열한 경쟁을 하고 있는 것으로 알려져 있다.
하지만, 중국이 FTA를 통해 오수처리 서비스 시장을 한국에 전면 개방하면서 한국기업들은 0-25%의 관세인하 및 철폐 혜택이 기대되고 있으며 경쟁국에 비해 중국 수처리 시장 선점에 유리한 기회를 얻게 될 것으로 예상된다.
코오롱, 수처리 전문기업으로 “발돋움”
코오롱은 그룹 내부적으로 제조부터 시스템, 건설, 운영까지 수직계열화를 통한 경쟁력이 부각되고 있다.
수처리제, 멤브레인, 소재 등을 생산하는 제조 부문에서는 코오롱패션머티리얼즈가 멤브레인 소재를 제공해 코오롱인더스트리에서 멤브레인을 생산하고 있고 코오롱생명과학에서 수처리제를 제공하고 있다.
코오롱환경서비스 및 코오롱e엔지니어링은 시스템 설계 및 시공을 담당하고 있고 코오롱글로벌이 최종적으로 프로젝트를 수주해 설비를 건설하고 있으며 코오롱워터앤에너지에서 운영 및 관리를 담당하고 있다.
수처리 사업은 제조-시스템-건설-운영 및 관리를 망라하는 토탈솔루션 역량이 핵심 경쟁력으로 부각되고 있어 벨류체인끼리 연결성이 긴밀한 것으로 나타났으며 이에 따라 신규기업의 시장진입이 어려운 것으로 나타나고 있다.
코오롱인더스트리는 2013년 수처리 전용 분리막 공장을 4배 증설했으며 2020년까지 지속적인 투자를 통해 사업을 확대할 계획이다.
코오롱은 2007년 환경시설관리공사 인수를 통해 수처리시장에 진출했으며 국내 50여개의 사업소와 600여개의 수처리 시설을 운영하고 있으며 중국 등 해외 수처리 시장에도 참여하고 있다.
코오롱은 하수처리 설비를 위주로 사업을 운영해왔으나 2014년 7월 코오롱워터앤에너지를 통해 노르웨이 아커솔루션과 합작으로 코오롱피오르드프로세싱을 설립했다.
휴비스워터, 발전소 수처리 강자
휴비스는 2014년 10월 한국정수를 인수한 후 휴비스워터를 설립해 발전소 수처리 시장에 주력하고 있다.
휴비스워터는 화력발전소의 90%, 원자력발전소 100%에 수처리 서비스를 제공하는 등 국내 발전소 수처리 시장에서 독보적인 것으로 파악되고 있다.
특히, 휴비스워터는 MDI(Membrane Deionization), 복수탈염기술 등 세계적으로 소수만 보유하고 있는 기술을 통해 발전소용 순수 및 초순수, 재이용 시장에서 두각을 나타내고 있다.
MDI는 RO막으로도 여과되지 않는 극미량의 이온을 제거할 수 있어 발전소 수처리에 필수적인 것으로 알려져 있으며 복수탈염 기술은 사용한 순수를 재이용하기 위해 필요한 기술로 휴비스워터가 아시아에서 유일하게 보유하고 있는 것으로 파악되고 있다.
휴비스워터는 휴비스에서 소재를 제공받아 멤브레인을 생산하고 있으며 생산량의 전부를 자체 시공하는데 사용하고 있으나 2016년부터는 외부로 판매를 확대할 계획인 것으로 알려졌다.
또 발전소 수처리 시장 중심의 사업구조에서 일반 산업용 수처리 및 공공부문 하수처리 등으로 사업영역을 확대할 계획이다.
LG화학, NanoH2O 인수로 RO시장 진출
LG화학은 미국의 RO막 전문기업인 NanoH2O를 인수해 해수담수화 수처리 사업을 본격화하고 있다.
LG화학은 2014년 3월 약 1500억원에 NanoH2O의 지분 100%를 인수해 LGNanoH2O로 사명을 변경했고 최근 900억원을 추가 투자한 것으로 알려졌으나 NanoH2O의 2015년 3/4분기 누적매출액은 79억원을 기록했고 영업손실은 415억원에 달하는 등 적자를 지속하고 있는 것으로 파악되고 있다.
하지만, 최근 이집트 등 5개국의 해수담수화 프로젝트 8개 RO를 단독으로 공급하는 대규모 수주에 성공했으며 2015년 9월 청주 소재 RO공장에서 상업생산에 돌입한 것으로 파악되고 있다.
전체 수주금액은 약 800만달러에 달하는 것으로 알려졌다.
글로벌 RO 시장은 Dow Film Technology, Nitto Denko, Toray 3사가 80%를 장악하고 있는 가운데 높은 기술력이 요구돼 시장진입이 어려운 것으로 나타났다.
그럼에도 불구하고 글로벌 RO 시장규모가 1조8000억원으로 추정되는 등 전체 멤브레인 모듈 시장에서 절반 이상을 차지하고 있어 대기업의 전문기업 인수를 통한 시장진입 시도가 활발한 것으로 나타나고 있다.
효성, 소재로 차별화 시도하며 밑그림 한창
효성은 폴리케톤(Polyketone) 소재의 멤브레인을 자체 개발 차별화를 시도하고 있으나 최근 효성엔지니어링에서 수처리사업 철수를 검토하고 있는 것으로 밝혀졌다.
대신 효성굿스프링스의 담수화 사업팀을 통해 멤브레인 수출 사업을 검토하고 있는 등 그룹 내 수직계열화에 대한 밑그림 작업이 아직 진행하고 있는 것으로 파악되고 있다.
시장 관계자는 “효성이 카타르 메사이드(Mesaiid) 하수처리장 공사에서 자본잠식이 발생하는 등 적자가 굉장했던 것으로 파악된다”며 “그룹 내에서 수처리 사업에 대한 리스크를 인식해 당분간 효성엔지니어링에서는 폐기물 사업에만 집중할 것으로 예상된다”고 밝혔다.
폴리케톤 멤브레인은 기공크기가 80나노미터로 UF막에 속하며 PE(Polyethylene) 및 PP(Polypropylene) 소재에 비해 내화학성과 친수성이 뛰어나 멤브레인 오염속도가 지연되는 효과가 있고 세정제 사용량도 줄일 수 있는 장점이 있는 것으로 알려졌다.
효성 관계자는 “폴리케톤 소재는 PE 및 PP 멤브레인에 비해 오염속도가 50% 이상 지연되는 것으로 나타났다”고 주장했다.
효성은 또 2013년 6월 가압형 중공사막 모듈을 자체 개발해 한국상하수도협회로부터 인증을 획득함에 따라 국내에서 유일하게 침지형 및 가압형 중공사막 인증을 모두 보유하게 됐다.
이밖에도 국내에서 유일하게 침지형 멤브레인 정수처리 시스템과 가압형 중공사막 모듈을 자체 개발해 환경부로부터 환경신기술 인증을 받았다. <박주현 기자>
표, 그래프 : <수처리 다운스트림><수처리산업의 밸류체인><수처리용 멤브레인의 용도>
<화학저널 2016년 5월 30일>
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