촉매는 니즈의 고도화에 따라 관련 기술개발 동향을 주시해야 할 필요성이 제기되고 있다.
글로벌 촉매 시장은 최근 수년 동안 완만한 회복세를 나타냈으나 화학 및 자동차산업 동향에 크게 좌우되고 있다.
촉매는 기술 발전·고도화가 지속됨에 따라 새로운 기술이 잇따라 개발되고 있다.
특히, 일본 정부가 주도하고 있는 「수소사회」를 실현하기 위해 수소 에너지의 생산 또는 활용에 필요한 촉매 기술이 수행하는 역할이 매우 클 것으로 기대되고 있다.

일본, 생산량 10만톤 아래로…
일본은 리먼 브라더스 사태 이후 2009년 촉매 생산·출하량이 대폭 감소한 이후 2010-2011년 회복세를 나타냈으나 2012-2013년 다시 감소했으며 2014-2015년 증가세로 전환되는 등 일진일퇴 움직임을 나타내고 있다.
2015년 생산량은 9만7369톤으로 2014년 소비세 인상 이전 반짝 가수요의 영향으로 전년대비 1.1% 증가했으나 출하량은 9만4745톤으로 2.5% 감소했다.
공업용 생산량은 7만8362톤으로 2.5% 증가했다. 특히, 석유정제용은 생산량과 출하량이 각각 7.4%, 4.1% 증가했다.
반면, 환경보전용은 감소세를 지속하고 있다. 특히, 자동차 배기가스 정화용은 생산량이 7.4%, 출하량은 7.0% 줄었다.
일본은 자동차기업이 생산거점을 해외로 이전하는 등 자동차 생산 증가세 둔화가 영향을 미치고 있다.
공업용은 2016년 1-10월 생산량이 전년동기대비 9.5%, 출하량도 12.4% 대폭 증가했으나 출하금액은 공급가격이 높은 석유화학제품용이 대폭 줄어듦에 따라 감소했다.
석유정제용은 출하량·출하액 모두 증가했으나 대부분 출하량은 증가한 반면 출하액은 감소한 것으로 나타났다.
환경보전용은 자동차 배기가스 정화용이 출하량 1.2%, 출하액 14.3% 줄었고, 기타는 각각 20.3%, 23.0% 대폭 감소했다.
환경보전용을 포함한 전체 출하액이 크지 않은 것은 귀금속 시세가 2015년 하반기 이후 침체를 지속하고 있기 때문으로 파악된다.

석유화학 수요 많고 부가가치 높아
촉매 수출은 호조를 나타내고 있다.
일본은 2016년 1-10월 촉매 수출량이 4만7031톤으로 14.6% 증가했다.
특히, 내수가격은 톤당 34만6000엔 수준이나 수출가격은 50만5000엔에 달해 고기능·고품질제품이 세계시장에서 위상을 강화하고 있는 것으로 파악된다.

일본은 공업용은 화학산업, 환경보전용은 자동차산업에 주로 투입되고 있으며 수출량은 화학산업이, 수출액은 자동차산업 가장 큰 비중을 차지하고 있다.
수출량이 최고치에 달했던 2008년 수요비중은 석유정제용 46%, 석유화학제품용이 14%, 고분자 중합용 13%, 자동차 배기가스 정화용 15% 순이었으나 2016년 1-10월에는 석유정제용과 석유화학제품용이 각각 49%, 16%로 늘어난 반면 자동차 배기가스 정화용은 10%로 줄어든 것으로 나타났다.
수출액은 2008년 석유정제용 비중이 6%에 불과하고 자동차 배기가스 정화용이 73%에 달했으며 2016년 1-10월에는 석유정제용이 10%, 석유화학제품용이 17%로 늘어났으나 자동차 배기가스 정화용이 59%로 여전히 가장 큰 비중을 차지하고 있다.
촉매는 전체 수요가 부진하나 기술적으로 다양한 진척이 있으며 석유정제용도 연료유의 저황화에 관한 규제가 무황(Sulfur Free) 수준에 도달하는 과정에 따라 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다.
20세기 말 PE(Polyethylene) 생산과 관련해 주목된 메탈로센(Metallocene) 촉매도 연구개발이 활발하나 어려운 기술적 과제에 대한 도전은 계속될 것으로 파악되고 있다.
화학 공정에 관련된 촉매는 원료에 따라 니즈가 크게 변화하는 것으로 나타나고 있다.
중동계 주체의 원유와 비중동계 원유에 차이가 있는 것은 물론 초중질유 및 오일샌드 등 비재래형 원유의 등장도 촉매에 대한 니즈를 변화시킨다.
세계적으로는 미국에서 셰일가스(Shale Gas)를 활용하는 대형 에틸렌(Ethylene) 크래커가 잇따라 가동할 예정이며 중국에서는 석탄 베이스 석유화학제품 생산이 급격하게 늘어날 것으로 예상되고 있다.
이에 따라 석유계 원료와는 다른 프로세스에 대응할 수 있는 신규 촉매의 개발 및 업그레이드가 가속화할 것으로 예상되고 있다.

FCV 보급으로 수소용 호조
자동차 배기가스 정화용 촉매는 세계 배기가스 규제가 단계적으로 강화됨에 따라 성능 고도화 니즈가 높아지고 있다.
연비를 향상시키기 위해 산소 과다 속에서 연소하는 린번엔진에 대응해 질소산화물(NOx)을 저감하는 신규 촉매가 개발되고 있으며, 디젤자동차용도 배기가스 온도가 낮고 연료 속 촉매독인 유황을 많이 함유하는 등 엄격한 조건을 충족하기 위한 업그레이드가 이루어지고 있다.
촉매는 수소사회를 지탱하기 위한 기술개발이 활발히 이루어질 것으로 예상된다.
이미 가정용 연료전지 열병합발전 시스템용 고체고분자형연료전지(PEFC)에 채용되고 있으며 음극(연료극), 양극(공기극) 모두 백금을 카본 담체에 담지한 촉매가 사용돼 음극에서는 CO 피독에 대한 내구성, 정극에서는 산소에 대한 내구성과 백금 사용량 저감의 양립 등 각기 다른 기술적 과제가 있는 것으로 파악되고 있다.
PEFC는 연료전지자동차(FCV)용 수요가 본격 증가해 중장기적인 잠재력이 큰 것으로 파악되고 있다.
FCV 보급이 확대됨에 따라 수소 수요가 신장하면 수소를 제조·운송·저장하기 위한 촉매 기술도 주목을 받을 것으로 예상된다.
천연가스에서 수소를 제조하기 위한 개질 촉매의 수요 증가하고 수소를 저장하거나 운송하는 과정에서 고정화 혹은 탈착하는 기능을 지닌 촉매가 활약할 것으로 기대되고 있다.
FCV 연료전지는 수소를 직접 공급하는 방식이 주류를 이룰 것으로 예상되나 메탄올 및 가솔린을 연료로 자동차용 개질기에서 수소를 제조해 공급하는 방식도 검토되고 있어 해당 촉매의 개발이 요구되고 있다. <이하나 기자>