미국 벤처기업 Anellotech이 바이오매스 베이스 아로마틱(Aromatics) 사업화를 추진한다.
지속가능한 사회를 위해 바이오 화학제품에 대한 니즈가 높아지고 있는 가운데 파일럿 플랜트 연속가동에 성공하는 등 상업생산을 위한 준비에 박차를 가하고 있다.
바이오 화학제품은 친환경제품에 대한 소비자 요구가 확대되고 각국 정부가 이산화탄소(CO2) 배출 감축에 힘을 기울이면서 사회적인 니즈가 높아지고 있으며 앞으로 유망한 사업으로 부상할 것으로 예상되고 있다.
다만, 사업화를 위해서는 제조코스트 절감 및 생산효율 향상이 절대적으로 요구되고 있다.
유럽기업들은 바이오제품 구매를 위해 가격을 10-20% 추가 지불하는 방안을 받아들이고 있으나 소비자는 기본적으로 바이오제품에 프리미엄을 지불할 의사가 없기 때문이다.
Anellotech이 개발하고 있는 제조공법은 목재를 원료로 사용해 아로마틱과 C9 유분을 추출하는 것으로, 사탕수수를 이용하는 바이오매스 베이스 화학제품 제조공법에 비해 원료코스트 측면에서 경쟁우위를 확보하고 있으며 제조코스트를 더욱 절감하기 위해 촉매기술 등에 대한 연구를 계속하고 있다.
목재를 가열해 촉매와 반응시켜 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 자일렌(Xylene)과 C9 유분을 추출하는 프로세스로 영국 존슨매티(Johnson Matthey), 프랑스 화학 플랜트 개발 전문기업 IFP Energies Nouvelles, Axens와 연계해 사업화를 추진하고 있다.
BTX는 Axens 등의 기술을 활용해 유도제품 생산에 투입할 계획이며 선박연료로 사용되는 C9 유분은 연료 저유황화 추세에 따라 상당한 수요를 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
일산화탄소(CO)도 제조과정에서 부수적으로 생산함에 따라 다른 화학제품으로 유도하는 방안을 추진하고 있다.
미국 텍사스에 설치한 파일럿 플랜트는 2018년 2월 2주 동안 연속가동에 성공했으며 이후 여름철 장시간 가동에서도 촉매가 안정적으로 기능하는 것을 확인해 사업타당성 검토에 들어갔다.
우선 원료가 풍부한 조지아(Georgia)를 시작으로 남동부에 플랜트를 건설하는 방안을 검토하고 있으며 폐수처리 등 부대설비를 기존 공장과 공유해 투자비용을 절감할 방침이다.
생산능력 등 세부사항은 아직 확정하지 않았으나 규모의 경제를 중요하게 고려하고 있으며 장기적으로 75만톤 생산체제 구축을 목표로 하고 있다.
유도제품도 협업을 적극화하고 있다.
2012년 제휴를 시작한 일본 음료 메이저 산토리(Suntory)와는 바이오 P-X(Para-Xylene) 베이스 PTA(Purified Terephthalic Acid)를 활용해 100% 바이오 PET(Polyethylene Terephthalate) 병을 상업화할 계획이다.
벤젠 유도제품도 스타이렌(Styrene)계, 나일론(Nylon), PC(Polycarbonate) 등 광범위한 분야를 대상으로 사업화를 검토하고 있으며 제휴상대를 찾고 있는 것으로 알려졌다.
Anellotech은 비식용 바이오매스를 원료로 최근 상업생산 수준으로 수율을 끌어올림으로써 이르면 2020년 하반기에 40만톤급 설비를 상업화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
2016년 텍사스 실스비(Silsbee)에 건설한 파일럿 플랜트는 최근 6개월 연속 가동한 결과 수율이 22-24% 정도 향상된 것으로 알려졌으며 부생물인 일산화탄소(CO)도 수율이 3-5% 향상된 것으로 확인됐다.
Anellotech은 유동접촉분해를 응용해 독자적으로 개발한 바이오 TCat 프로세스를 통해 목재(우드칩)를 가열한 후 촉매와 반응시켜 BTX와 C9 유분을 생산하는 기술을 정립하고 있다.
1단계 프로젝트에서는 아로마틱제품과 C9 유분 총 30만톤을 상업화할 예정이며 2019년 여름 엔지니어링 업무를 시작하고 2020년 하반기 건설 및 착공이 가능할 것으로 기대하고 있다.
BTX는 유도제품 제조용으로, C9 유분은 선박용 연료용으로 공급할 계획이며 부생되는 CO는 화학제품이나 에너지 연료용으로 공급한다.
Axens와는 1단계 프로젝트보다 생산능력이 5배 많은 플랜트를 건설하기 위해 기술 라이선스와 관련된 협상을 진행하고 있다.