화학저널

바스프(BASF)가 화학제품 생산과정에서 이산화탄소(CO2)를 감축하기 위한 기술 개발을 강화한다.
바스프는 2030년까지 CO2 배출량은 현재 수준으로 유지하면서 성장을 실현하겠다는 목표 아래 혁신기술 개발 프로젝트에 박차를 가하고 있다.
연구주제는 세계 최초의 스팀 크래커 열원에 대한 재생에너지 전력 적용, 천연가스를 출발원료로 사용하면서 CO2를 배출하지 않는 직접 수소 생산기술 확립, 메탄(Methane) 베이스 특수기술을 이용한 올레핀(Olefin) 생산, SAP(Super-Absorbent Polymer) 원료에 대한 CO2 유효이용 등을 포함하고 있다.
세계적으로 화학기업들이 CO2 배출 감축에 힘을 기울이고 있는 것은 공통적인 현상이나 아직까지는 대부분이 플랜트 가동 효율화에 머무르고 있다.
하지만, 바스프는 기술력을 토대로 근본적으로 다른 방향에서 접근함으로써 환경대응을 강화하고 화학제품 서플라이 체인 가운데 생산과정부터 새로운 가능성을 모색할 방침이다.
바스프는 1990년부터 CO2 감축을 위한 대책 수립에 착수해 화학제품 생산량을 2배로 확대하면서도 동시에 온실가스 배출량을 50% 감축하는데 성공했다.
그러나 CO2는 단순히 원료로 재이용하는 것만으로는 용도가 한정돼 요구되는 대규모 감축에 미치지 못한다는 의견이 제기됨에 따라 탄소 관리 프로그램(Carbon Management Program)을 시작했다.
완전히 새로운 기술을 개발해 화학제품 생산과정에서 CO2를 감축하겠다는 목표를 세우고 4개 연구개발(R&D) 주제를 설정하고 있다.
우선 스팀 크래커 열원에 재생에너지를 이용하는 기술을 개발하고 있다.
나프타(Naphtha) 열분해에 따라 올레핀을 생산하는 스팀 크래커는 일반적으로 약 650℃ 이상에 달하는 열을 사용하며 열원인 화석연료가 대규모 CO2 배출원으로 자리 잡고 있다.
이에 따라 바스프는 재생에너지로 발전한 전력으로 열원을 대체하는 방안을 구상하고 있으며 5년 이내에 세계 최초로 실용기술을 개발하겠다는 목표를 세우고 있다. 해당기술은 기존 프로세스에 비해 CO2 배출량을 90% 감축할 수 있는 것으로 알려졌다.
화학제품 생산에 필수적인 수소 제조 프로세스에도 착안해 천연가스로부터 수소를 직접 생산하는 친환경형 프로세스 개발에도 착수했다.
수소는 원래 메탄 등 천연가스와 수증기를 반응시켜 생산하나 동시에 일산화탄소(CO)와 CO2가 생성되는 문제점이 있어 바스프는 열분해에 따라 메탄을 수소와 탄소로 직접 분리하는 기술을 확립할 방침이다.
열분해에 재생에너지를 이용함으로써 수소 상업생산설비에서 CO2 제로화를 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
올레핀 생산에서도 CO2 감축에 힘을 기울이고 있다.
촉매 기술을 이용한 건식 개질(Dry Reforming)에 따라 메탄으로부터 합성가스를 제조한 후 합성가스 베이스 DME (Dimethyl Ether)를 경유해 올레핀을 생산하는 프로세스 기술에 주목하고 있다.
핵심인 촉매 기술은 린데(Linde)와 제휴해 일정수준 개발성과를 올리고 있으며 실용화 단계에서는 스팀 크래커 등에 대한 도입 가능성을 모색할 계획이다.
CO2를 화학제품 원료로 사용하는 기술도 개발하고 있다.
SAP의 출발원료인 폴리아크릴산나트륨(Sodium Polyacrylate)을 CO2와 에틸렌을 이용해 생산하는 방식으로, 바스프 소속 화학자가 몇년 전 확립한 촉매 기술을 토대로 공업 수준으로 생산규모를 확대했으며 소형설비에 대한 도입에도 성공했다.
신규 프로세스는 프로필렌(Propylene)에서 아크릴산(Acrylic Acid)을 경유하는 기존공법과 비교한 결과 석유 베이스 원료 가운데 30%를 CO2로 전환할 수 있는 것으로 알려졌으며 에너지 소비량 및 가동 안정성도 양호한 것으로 파악되고 있다.
바스프는 플래스틱 폐기물 베이스 화학제품 원료를 실용화하는 프로젝트를 시작하는 등 환경대응과 사업성을 양립하기 위한 프로젝트에 경영자원을 적극 투입하고 있다.