에너지 소비 감축에 수율 향상 … 이산화탄소 배출량 90% 이상 감축

화학제품 생산에서 마이크로파 프로세스 도입 비중이 점차 확대될 것으로 예상된다.
일본 마이크로파케미칼(Microwave Chemical)은 전자렌지 등에 사용되고 있는 마이크로파를 활용해 에너지를 비약적으로 절감하고 높은 효율로 화학제품을 생산함으로써 탄소중립을 실현하는 방안을 검토하고 있다.
재생에너지 도입을 통한 전기화와 마이크로파 프로세스를 함께 사용한다면 화석자원을 사용하는 기존 프로세스에 비해 이산화탄소(CO2) 배출량을 90% 이상 감축할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
2050년까지 일본에서 30%, 세계에서는 10% 정도가 마이크로파 프로세스를 도입하고 일본의 이산화탄소를 1억톤, 세계적으로는 10억톤 감축하겠다는 목표를 내세우고 있다.
마이크로파케미칼은 최근 마이크로파를 탄소중립 실현을 위한 핵심기술로 설정한 C Neutral 2050 Design 전략을 공개했다.
그린전력을 동력원으로 사용할 수 있는 마이크로파가 탈탄소 및 지속가능 사회 실현에 기여할 것이라는 기대를 표명한 것으로, 각종 화학제품 생산 프로세스에 마이크로파를 도입하면 반응 과정에서 발생할 수밖에 없는 에너지 소비량을 줄이면서 수율을 높일 수 있고 생산설비 소형화에도 도움이 된다고 강조하고 있다.
현재 마이크로파의 이점이 호평받으면서 일본은 물론 해외에서도 공동 연구개발(R&D) 프로젝트가 다수 진행되고 있고, 특히 최근 들어서는 탈탄소 관련 프로젝트가 급증했다는 점을 예시로 들고 있다.
앞으로도 지구 환경보호에 크게 기여하고 화학 사업의 계속성과 발전을 확보할 수 있는 마이크로파 프로세스 보급에 박차를 가할 계획이다.
마이크로파케미칼은 2017년 설립됐으며 설립 초기부터 친환경 사업을 중심으로 성장하고 있다.
최근 세계적으로 탈탄소화 트렌드가 확산되면서 화석연료를 사용하는 기존 프로세스를 고집해서는 환경을 보호할 수 없다는 인식이 확대되며 재생에너지로 발전시킨 그린전력을 사용하는 마이크로파 프로세스에 대한 관심이 높아지고 있기 때문이다.
마이크로파는 주파수 300MHz에서 300GHz(파장 1mm-1m) 정도의 전자파로, 목표로 삼은 물질에 분자 수준으로 직접 에너지를 전달하는 것이 가능해 내부부터 급속하게 가열시킬 수 있다.
화학제품 생산에 응용하면 반응로 전체를 가열할 필요가 없어지기 때문에 반응시간 단축은 물론이고 에너지 소비량이 적으면서 효율적으로 생산할 수 있는 것으로 알려졌다.
마이크로파케미칼은 마이크로파 프로세스 적용을 중심으로 사업모델을 구성하고 있다.
공장에서 화학제품을 직접 생산하지는 않으나 마이크로파를 화학제품 생산에 사용할 수 있다는 것을 증명하기 위해 2014년 오사카(Osaka) 사업장에 세계 최초의 대규모 마이크로파 화학공장을 건설했다.
이후 국내외 화학기업과 공동 프로젝트를 늘리고 있으며 미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals)과는 마이크로파를 활용해 차세대 화학 프로세스 기술을 개발하고 있다.
최근에는 공동연구 성과가 결실을 맺고 있다.
펩티드 의약품 원액을 위탁생산하는 펩티스타(PeptiStar)에게 GMP에 적합한 세계 최대 펩티드 고상합성 장치를 납품했고, 타이요케미칼(Taiyo Chemical)과 합작 설립한 TMT를 통해서는 마이크로파를 사용한 식품 첨가물 자당지방산에스테르 생산을 준비하고 있다.
순환경제 실현을 위한 CR(Chemical Recycle) 과정에 마이크로파를 활용하는 움직임도 본격화되고 있다.
미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)과 자회사 Mitsubishi Chemical Methacrylates는 PMMA(Polymethyl Methacrylate) CR 처리에 주력하고 있다.
2021년 5월 공식 사업화를 선언했고 7월에는 마이크로파케미칼 오사카 공장에 건설한 실증 플랜트를 시험 가동함으로써 CR을 추진할 계획이다.
마이크로파케미칼 독자적으로도 플래스틱의 CR에 마이크로파를 활용하기 위한 실증실험을 계획하고 있다. (K)