화학저널

글로벌 올레핀 시장은 수요가 계속 증가하고 있는 가운데 에틸렌(Ethylene)은 공급이 충분한 수준을 유지하나 프로필렌(Propylene)은 수급타이트가 심화될 가능성이 높아지고 있다.
프로필렌은 생산능력, 생산량, 수요량 등 모든 면에서 중국을 포함한 동북아시아가 최대 시장으로 자리하고 있다.
그러나 북미, 유럽 등에서 ECC(Ethane Cracking Center) 신증설, 프로판(Propane) 도입 확대에 따라 에틸렌 원료의 경질화가 진행되며 에틸렌 이외의 유분 생산량이 감소하고 있고, 에틸렌 다음으로 수요량이 많은 프로필렌도 공급이 점차 줄어들 것으로 예상되고 있다.

NCC에서 PDH로 이행하고 있으나…
프로필렌은 NCC(Naphtha Cracking Center) 생산량이 대부분이고 정유공장에서 중질유분을 분해해 가솔린을 제조할 때 부생되는 것을 회수하거나 FCC(유동접촉분해장치)에서 발생한 가스유분에서 회수해 생산하는 등 부산물로 취급해왔다.
하지만, 최근에는 수요 신장에 맞추어 프로필렌 목적생산 설비가 속속 등장하고 있으며 가장 대표적으로 PDH(Propane Dehydrogenation)가 부상하고 있다.
특히, 중국은 급격한 공업화에 따라 프로필렌 공급부족이 심각해지자 PDH 생산설비를 대폭 늘리는 방향으로 대응하고 있다.
중국은 PDH와 함께 석탄 베이스로 프로필렌을 생산하는 CTP(Coal to Propylene), 메탄올을 원료로 투입하는 MTP(Methanol to Propylene) 설비 건설도 진행하고 있다.
다만, 최근에는 국제유가 하락으로 PDH, CTP, MTP 설비의 채산성이 악화되고 있으며 가동률이 낮은 수준을 유지해 자급화 속도가 늦어질 것이라는 우려가 제기되고 있다.

프로필렌 생산능력 1000만톤 시대 도래
국내에서는 글로벌 추세와는 다르게 에틸렌과 함께 프로필렌 신증설 프로젝트가 홍수를 이루고 있으며 신증설이 완료되는 2020년 이후에는 공급과잉이 심각해질 것이 확실시되고 있다.
국내 프로필렌 생산능력은 2022년 970만톤으로 1000만톤에 육박할 것으로 예상되고 있다.
2017년 현재 프로필렌 생산능력은 852만톤으로 NCC 생산비중이 64%, 정유기업의 RFCC(Residue Fluid Catalytic Cracker)가 20%, PDH가 16%로 파악되고 있다.
PDH의 생산비중이 올라간 것은 SK어드밴스드가 2016년 3월 PDH 60만톤 플랜트를 신규 건설했기 때문이다.
하지만, 2022년에는 프로필렌 생산비중이 NCC 68%, RFCC 18%, PDH 14%로 오히려 NCC 비중이 높아질 것으로 전망되고 있다.
현대오일뱅크가 에틸렌 생산능력 75만톤의 HPC(Heavy Feed Petrochemical Complex)를 2021년, GS칼텍스가 에틸렌 생산능력 70만톤의 MFC(Mixed Feed Cracker)를 2022년 완공할 예정이기 때문이다.
현대오일뱅크는 HPC의 프로필렌 생산능력이 40만톤, GS칼텍스도 MFC의 프로필렌 생산능력이 40만톤으로 나타나고 있다.
2022년에는 국내 프로필렌 생산기업이 13사로 석유화학제품 중 가장 많은 생산기업이 참여하게 된다.

PP 중심으로 다운스트림 신증설 경쟁
프로필렌 신증설은 PP(Polypropylene) 및 PO(Propylene Oxide) 신증설 경쟁으로 이어져 에쓰오일(S-Oil)이 2018년 4/4분기에 PP 40만5000톤 및 PO 30만톤 플랜트를 가동하는 것을 필두로 SK어드밴스드 및 현대오일뱅크, GS칼텍스도 신증설이 예고되고 있다.
PDH 60만톤을 가동하고 있는 SK어드밴스드는 PP 생산능력이 70만톤으로 국내 3위인 폴리미래와 합작으로 약 5000억원을 투자해 PP 40만톤 플랜트를 2021년까지 건설할 계획이다.
현대오일뱅크도 PP 40만톤 플랜트를 추가하고, GS칼텍스 역시 PP 40만톤 플랜트를 건설하면 프로필렌 신증설이 대표적 유도품인 PP 경쟁으로 이어지게 된다.
현대오일뱅크가 PP 40만톤을 건설하고 롯데케미칼과 합작투자인 점을 고려할 때 롯데케미칼은 PP 생산능력이 150만톤으로 확대돼 국내 1위의 위상을 굳힐 것이 확실시된다.
GS칼텍스도 PP 40만톤 플랜트를 신규 건설하면 PP 총 생산능력이 58만톤으로 PP 7사 중 중위권으로 올라서게 된다. 다만, GS그룹 특유의 신중함과 폴리올레핀 확장에 따른 부담이 겹치면서 아직까지 구체적인 PP 투자계획을 발표하지는 않고 있다.

중국 수출 확대에 일본시장을 손안에…
프로필렌 수요는 2017년 기준 680만톤으로 최근 5년간 연평균 2.6% 신장한 것으로 나타났다.
PP 수요가 호조를 계속하고 있는 가운데 페놀(Phenol)/아세톤(Acetone) 신증설에 따라 신규수요가 창출된 때문으로 풀이된다.
프로필렌 생산량은 2017년 831만톤으로 800만톤을 넘어섬으로써 최근 5년간 연평균 4.8% 증가해 수요증가율을 크게 앞지르고 있다.
2016년과 2017년 사이에 신증설에 들어간 SK어드밴스드, 대한유화, SK에너지, 현대오일뱅크가 본격 생산에 들어갔기 때문이다.
국내생산 증가에 따라 프로필렌 수입량은 2017년 19만8000톤으로 연평균 17.8% 감소한 반면, 수출량은 172만톤으로 9.2% 증가하는 양상을 나타냈다.
프로필렌 수출은 중국이 중심으로 2013년 116만톤에서 2017년 151만톤으로 크게 늘어났다. 특히, 2016년부터는 일본 수출도 급작스럽게 증가해 2015년 5000톤에 불과했으나 2016년 10만톤, 2017년 14만톤으로 확대됐다.
프로필렌 수입은 2013년까지 43만톤에 달했으나 2017년에는 20만톤에 머물렀다. 하지만, 일본산 수입의존도가 95% 이상으로 편중돼 일본에서 트러블이 발생하면 문제가 발생할 소지가 다분한 것으로 판단되고 있다.
다만, 국내 프로필렌 생산능력 신증설에 따라 일본산 순수입국에서 일본이 수출 대상국가로 전환될 수밖에 없어 동북아시아 시장 지형이 요동칠 가능성이 제기되고 있다.

미국, PDH 프로젝트 “전면중단”
미국은 ECC 건설에 주력함으로써 프로필렌 생산량이 줄어들 것으로 예상돼 미국시장을 개척할 필요성이 대두되고 있다.
미국은 석유계 가솔린 생산 확대에 따라 정유공장에서 부생되는 프로필렌도 생산 증가로 이어지지 못하고 있다. 자동차 연비 향상 및 온실가스 배출 억제에 따른 에탄올(Ethanol) 혼합용 수요가 늘어나고 있기 때문이다.
미국은 한때 프로필렌 생산능력이 세계 최대였으나 코스트 경쟁력 하락으로 신증설이 거의 없었고 최근 들어 PDH 프로젝트를 검토했으나 수익성을 고려해 에틸렌 생산에 집중하고 있다.
PDH 프로젝트는 대부분 재검토 상태이며 다우케미칼(Dow Chemical)이 2016년 텍사스의 프리포트(Freeport) 소재 75만톤 플랜트를 신규 가동한 것 외에는 모두 멈춘 상태로 파악되고 있다.
미국은 앞으로 에틸렌 원료에서 에탄이 차지하는 비중을 확대해나갈 예정이어서 프로필렌 생산량 감소가 불가피해지고 있다.
물론, 에탄 외에 프로판, 부탄(Butane)도 함께 사용하면 프로필렌 회수량을 늘릴 수 있으나 생산량 확대가 제한적일 것으로 판단되고 있다.

중국, PDH 가동률 상승 어렵다!
중국은 프로필렌 생산능력을 확대하고 있으며 프로필렌 환산 자급률도 계속 상승하고 있다.
이른바 세계의 공장으로 불릴 정도로 공업화가 진행되며 프로필렌 수요가 급증하고 있기 때문으로, PDH 등 프로필렌 생산만을 목적으로 한 생산설비도 증가하고 있다.
프로필렌 수요는 공업화가 진행되고 있는 연안부에서 대부분 발생하고 있으며 유도제품 생산기업들이 자체적으로 PDH 설비를 건설해 원료를 확보하고 있는 사례가 대부분인 것으로 나타나고 있다.
프로필렌은 에틸렌에 비해 수송이 용이하기 때문에 외부기업이 PDH 설비를 구축한 후 프로필렌 유도제품 생산기업 등 수요처에게 판매하는 프로젝트도 다수 등장하고 있다.
현재 가동하고 있는 PDH는 생산능력이 500만톤에 달하며 대부분 2013-2016년 건설된 것으로 파악되고 있다.
원료 프로판은 전량 수입하고 있으며 주로 중동산을 수입하고 있으나 최근 미국이 LPG 수출시장에 진출함에 따라 미국산 프로판 유입도 확대될 것으로 예상되고 있다.
그러나 경쟁력이나 기술적인 면에서 아직 불안정한 상태로 가동률은 높지 않은 것으로 파악된다.
또 미국과의 무역전쟁에 돌입하면서 미국산 에너지, 화학제품에 관세를 추가로 5-25% 부과하기로 결정해 미국산 LPG를 도입할 수 있을지 의문시되고 있다.
중국이 원유 수입 차질을 우려해 미국산 및 LPG, LNG(액화천연가스) 수입은 규제하지 않고 있으나 무역전쟁이 악화되면 결국에는 추가관세 부과를 통해 수입을 막을 가능성이 제기되고 있다.
중국은 제13차 5개년 계획에서 PDH 400만톤 신규건설을 계획하고 있으나 NCC 중심으로 신증설을 진행하면 PDH 프로젝트들은 지연 및 중단될 가능성이 높은 것으로 파악된다.
중국은 프로필렌 수요가 연평균 6.4% 증가할 것으로 예상되고 있으며, 특히 PP용은 6.9%로 높은 신장이 기대되고 있다. PP는 프로필렌 수요비중의 70%에 달하고 있다.
2022년에는 PP 수요가 계속 신장하고 큐멘(Cumene), PO용은 GDP 이상의 성장률을 유지하는 반면 다른 용도는 줄어들 것으로 예상되고 있다.
중국은 프로필렌 생산능력 신장률이 수요 신장률을 상회하면서 가동률에 따라서는 자급률이 대폭 올라갈 가능성도 대두되고 있다.
그러나 PDH는 기술적인 문제, MTO 및 MTP는 코스트 문제가 많아 급격한 가동률 상승은 기대하기 어려운 것으로 판단되고 있다.