MGC, 이산화탄소‧수소 베이스 100만톤 목표 … SCC, 실증 착수  

메탄올(Methanol)은 친환경 그레이드 생산이 본격화되고 있다.
MGC(Mitsubishi Gas Chemical)는 미즈시마(Mizushima) 산업단지에서 이산화탄소(CO2)와 수소를 원료로 친환경 메탄올 카보패스(Carbopath)를 생산할 계획이다.
주변 제철공장, 정유공장, 화학 플랜트로부터 배출된 이산화탄소와 수소를 원료로 투입하며 인근에 그린수소 수입기지가 들어선다면 관련 사업을 빠르게 확장할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
특히, 에네오스(Eneos)와 JFE Steel이 미즈시마 산업단지에 이산화탄소 프리 수소 수입기지를 건설하기로 결정한 것을 주목하고 있으며 대략 2030년경 수소 서플라이체인 구축이 가능할 것으로 판단하고 있다.
카보패스를 주로 메탄올 수요기업들에게 공급하며 MTO(Methanol to Olefin)를 통해 비화석 베이스 에틸렌(Ethylene), 프로필렌(Propylene) 등 친환경 올레핀을 생산함으로써 NCC(Naphtha Cracking Center)를 대체하고중장기적으로는 대기 중 이산화탄소를 직접 포집하는 DAC(Direct Air Capture) 기술과 조합하는 방안을 구상하고 있다.
메탄올 연료용 수요에도 많은 기대를 걸고 있다.
메탄올 연료는 기존 선박용 연료에 비해 연소 시 황산화물(SOx) 배출량이 최대 99%, 입자상 오염물질(PM)은 95%, 질소산화물(NOx)은 80%, 이산화탄소는 15% 감축 가능하며, 메탄올 연료 선박은 2028년에 2023년 대비 7배 가까이 급증할 것으로 예상되기 때문에 수요가 충분할 것으로 전망하고 있다.
MGC는 카보패스 생산능력을 2024년 수만톤급, 2030년 10만톤, 2030년 이후 최대 100만톤으로 확대하는 것을 목표로 현재 일본‧해외에서 실증실험을 진행하고 있다.
도쿠야마(Tokuyama)의 도쿠야마 공장, AGC의 가시마(Kashima) 공장, 오스트레일리아 Cement Australia의 글래드스톤(Gladstone) 공장 등에서 공동 실증실험 가능성을 검토하고 있으며 폐플래스틱 베이스, 바이오매스 베이스 등 다양한 이산화탄소를 이용해 카보패스의 용도를 넓혀갈 계획이다.
스미토모케미칼(SCC: Sumitomo Chemical)은 이산화탄소와 수소를 원료로 메탄올을 생산하기 위한 고효율 실증실험용 파일럿 플랜트를 건설하고 2023년 12월 가동에 돌입했다.
현재까지 연구실 스케일로 기존 반응 대비 3배의 수율을 달성했으며 2028년 실증실험을 완료한 후 2030년대 상업 플랜트 건설 및 라이선스화를 통해 사업규모 확대에 나설 예정이다.
일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)로부터 그린이노베이션 기금을 지원받아 추진하는 프로젝트로, 파일럿 플랜트의 생산능력은 100톤 수준으로 추정되며 시마네(Shimane)대학 종합이공학부의 오마타 코지 교수가 연구해온 내부 응집형 반응기(ICR)를 공동 개발해 적용한 것이 특징이다.
기존의 이산화탄소 베이스 메탄올 생산 프로세스는 가역반응 때문에 수율이 낮고 부생되는 물로 접촉열화가 일어나는 점이 과제로 지적됐다.
하지만, 스미토모케미칼의 신규 프로세스는 평형반응으로 물과 메탄올을 생성하며 메탄올을 기체 상태로 방치하면 이산화탄소로 돌아갈 수 있으나 ICR에서 냉각수로 즉각 액화해 평형을 늦추도록 했다.
기존 프로세스 수율은 20%이며 NEDO가 그린이노베이션 기금으로 2배 이상 향상을 요구한 상황에서 이미 파일럿 단계에서 3배를 초과 달성했기 때문에 상용화 후 효율성 증대 효과가 클 것으로 기대되고 있다.
스미토모케미칼은 그린이노베이션 기금을 통해 CR(Chemical Recycle), 이산화탄소 분리막, 양극재 리사이클 등 6대 주요 과제를 추진하고 있으며 이산화탄소-수소 베이스 메탄올 프로세스 개발 속도가 가장 빠른 것으로 평가되고 있다. (강)