한국화학연구원(원장 이규호)은 석유화학산업의 성장이 한계점에 도달했다는 판단 아래 정밀화학·바이오화학 R&D(연구개발) 투자로 역량을 전환하고 있다.
한국화학연구원은 국책 화학 연구기관으로 1976년 9월2일 설립된 이후 다양한 화학기술을 상업화했으며 총 737건의 기술을 산업체에게 이전한 것으로 파악된다.
누적 매출액이 8조7000억원에 달하고 화학인력 7000여명을 배출·양성하는 등 국내 화학산업 경쟁력 강화에 주력하고 있으며 석유화학 공정 개발도 지속하고 있다.
SK에너지와 협력해 「ACO공정」을 개발하고 울산단지에서 에틸렌(Ethylene) 및 프로필렌(Propylene) 4만톤 병산 파일럿 플랜트를 가동하고 있다.
교육과학기술부 이산화탄소(CO2) 저감·처리 기술 사업단의 지원을 받아 약 9년 동안 연구를 지속해 원천기술을 확보하고 새로운 나프타(Naphtha) 분해공정을 상용화한 것으로 기존에는 850℃ 이상의 고온 열분해 공정이 유일했으나 신규개발 공정은 670℃ 이하에서 촉매를 이용해 분해함으로써 에너지 코스트를 약 20% 절감할 수 있게 됐다.
또 에틸렌 및 프로필렌 생산효율을 20% 향상시킬 수 있고 시장 상황에 따라 프로필렌 생산량을 에틸렌 생산량의 80-120%에서 조절할 수 있는 것으로 파악된다.
기존 열분해공법에서는 사용할 수 없는 올레핀(Olefin)과 중질유 등도 원료로 사용할 수 있기 때문에 나프타 가격 상승에 따른 영향을 최소화할 수 있는 것으로 파악되고 있다.
한국화학연구원과 SK에너지는 신규촉매 분해기술을 중국을 비롯한 다양한 국가에 수출할 계획이며 글로벌 정유기업들이 높은 관심을 나타내고 있는 것으로 알려졌다
하지만, 한국화학연구원은 2010년 말 SK에너지와 나프타 분해 촉매공정을 개발한 이후 석유화학 분야에서 가시적인 R&D 성과를 내지 못하고 있다.
한국화학연구원은 신 성장동력을 육성함에 따라 석유화학 R&D를 확대하기 보다는 정밀화학, 바이오화학 등에 신규투자를 확대해 주목되고 있다.
CO2에서 메탄올(Methanol)을 1일 10톤 생산할 수 있는 플랜트를 건설했으며 그래핀(Graphene), 대장암 치료제 후보물질 개발, 바이오화학 육성에 집중하고 있다.
바이오화학은 바이오에탄올(Bio-Ethanol) 등 바이오연료, 유기산, 폴리올(Polyol), 바이오플래스틱 등 바이오 원료를 베이스로 한 화학제품을 생산하는 분야로 2020년까지 글로벌 5위권에 진입하기 위해 울산시와 협력해 바이오화학 실용화센터를 설립하는 등 투자를 계속하고 있다.
바이오매스 전처리 및 당화기술, 발효 및 유전자 조작, 생화학촉매, 바이오플래스틱 제조·가공 기술 등 바이오화학 4대 기술의 실용화에 집중할 방침이다.
특히, 비식용 바이오매스 기반의 바이오슈가(Bio-Sugar) 양산화 기술 개발에 집중하고 있다.
기존의 사탕수수, 감자, 옥수수 등 식용이 아닌 풀, 나무 같은 비식용 바이오매스를 원료로 이용해 바이오슈가를 생산하는 기술로 2014년 7월부터 190억원을 투입해 2019년 마무리할 계획이다.
2016년 9월부터 시작된 3차년도에는 1일 동안 건조된 바이오매스 200㎏을 이용해 바이오슈가, 헤미셀룰로즈, 리그닌을 생산할 수 있는 파일럿 설비를 울산 바이오화학 실용화센터에 구축할 방침이다.
생산된 바이오슈가는 국내 바이오화학기업 및 연구기관에 공급하며 바이오·정밀화학제품의 생산에 활용될 것으로 예상되고 있다.
헤미셀룰로즈는 식이섬유 등 식품첨가제 생산에, 리그닌은 섬유 및 플래스틱 필름 생산에 사용할 예정이다.
시장 관계자는 “석유화학산업은 수급불안정과 자원고갈 우려로 위기에 직면할 것”이라며 “한국화학연구원은 지속가능한 성장을 위해 바이오화학으로 투자를 선회하고 있다”고 밝혔다.
이어 “바이오화학을 신 성장동력으로 육성해 국가 에너지 경쟁력을 강화해야 할 것”이라고 강조했다. <정현섭 기자>