SK이노베이션, 미국 인피니움 투자 … 이데미츠코산, 2030년 자체 생산

e-fuel은 메탄올(Methanol) 경유 프로세스의 조기 상용화가 기대되고 있다.
e-fuel은 내연기관, 정유공장, 연료 유통설비 등 기존 인프라를 활용할 수 있고 화석연료와 동등한 수준의 높은 에너지밀도를 갖추어 자동차, 항공기, 선박의 탄소중립을 실현할 것으로 기대되고 있다.
유럽연합(EU)은 2035년부터 내연기관 자동차의 신규 등록을 금지할 예정이나 e-fuel을 연료로 사용하는 자동차는 탄소중립 달성에 도움이 된다는 판단 아래 예외를 인정하기로 했다.
국내에서는 현대오일뱅크가 덴마크 할도톱소(Haldor Topsoe)와 연구개발(R&D)을 추진하고 있으며, 산업통상자원부 주도의 e-fuel 연구회에 SK에너지, 현대오일뱅크, GS칼텍스, 에쓰오일 등 정유 4사가 참여하고 있다.
e-fuel 제조 프로세스는 크게 △이산화탄소(CO2)를 일산화탄소(CO)로 전환하는 역시프트 반응 및 일산화탄소와 수소로 탄화수소를 제조하는 FT 합성 △수소, 이산화탄소로 메탄올을 경유해 탄화수소를 얻는 방법으로 구분된다.
특히, 메탄올 경유 프로세스는 MTG(Methanol to Gasoline), MTO(Methanol to Olefin), MTJ(Methanol to Jet Fuel) 플랜트에서 원하는 유분을 선택적으로 제조할 수 있다.
칠레 HIF Global은 2022년 말 130만킬로리터의 실증에 착수하며 메탄올 경유 프로세스의 상용화 가능성을 높이고 있으며, SK이노베이션은 메탄올 경유 프로세스를 채용한 미국 e-fuel 생산기업 인피니움(Infinium)에 투자한 것으로 알려졌다.
HIF Global은 2026년 칠레에 7만킬로리터, 2027년에는 오스트레일리아와 미국에 각각 9만킬로리터, 63만킬로리터 상업 플랜트를 건설할 예정이다.
일본 정유기업 이데미츠코산(Idemitsu Kosan)은 HIF Global과의 협력을 기반으로 2030년까지 신재생에너지 베이스 수소와 이산화탄소를 합성해 제조하는 e-fuel 공급체제를 확립하는 것을 목표로 하고 있으며 최근 구체적인 서플라이체인 구축에 나서고 있다.
글로벌 e-fuel 시장이 2020년대 중반 10만킬로리터에서 2030년 400만-500만킬로리터로 확대될 것으로 예상하고 2023년 3월 e-fuel 생산기업인 칠레 HIF Global과 전략적 연계협정을 체결했으며 2027년까지 HIF Global의 합성 휘발유를 주요 소비지인 간토(Kanto) 지역으로 수입한 후 유통망을 정비할 계획이다.
FT 합성 프로세스의 기술적 장벽과 상대적으로 큰 투자 부담, 핸들링 난이도 등을 종합적으로 판단했을 때 메탄올 경유 합성법이 먼저 보급될 것으로 예상한 것으로, 초기에는 휘발유와 블렌드하는 형태로 e-fuel 공급을 시작하지만 일본 판매망을 확대한 다음 2030년 e-fuel을 자체 생산하는 계획을 세우고 있다.
이를 위해 홋카이도 도마코마이(Tomakomai)에서 홋카이도전력, 석유자원개발(JAPEX)와 함께 자사 정유공장에 이산화탄소 포집장치를 설치하고 있으며 이산화탄소를 현지에서 생산된 신재생에너지 베이스 수소와 합성함으로써 e-fuel을 생산할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
또 HIF Global이 장기적으로 직접공기포집(DAC)을 통한 이산화탄소 확보를 목표로 하고 있으나 코스트나 기술적 제약이 있어 홋카이도에서 HIF Global에게 이산화탄소를 수출하는 방안도 검토하고 있다.
다만, FT 합성도 기존 상압증류장치와 수소화 분해장치를 이용할 수 있다면 광범위한 연료 공급이 가능하다는 장점이 있어 홋카이도 공장은 FT 합성을 채용할 가능성을 열어두고 있다.
이밖에 이데미츠코산은 HIF Global로부터 메탄올을 수입해 일본에 건설할 MTO 플랜트에서 올레핀으로 유도하는 메탄올 기축 합성화학제품 사업을 구상하고 있으며 중합 MTJ 루트로 나프타(Naphtha)와 등유, 지속가능 항공연료(SAF), 경유 등으로 유도하는 방안을 검토하고 있다. (강윤화 기자)