중국 석탄화학산업이 변화를 맞고 있다.
중국은 풍부한 석탄 자원을 바탕으로 수년간 석탄화학산업을 육성했으며 2023년 말 석탄 베이스 올레핀 생산능력이 약 1850만톤으로 전체 올레핀 생산능력의 20% 수준에 달했다.
최근 탄소중립 트렌드가 확산하며 석탄화학산업이 위기를 맞은 것으로 판단됐으나 중국 정부가 정책 방향을 변경함에 따라 앞으로도 꾸준한 성장세를 계속할 것으로 예상되고 있다.

골든 트라이앵글 중심 성장 가속화
중국 정부는 과거 단순히 올레핀 생산능력만으로 석탄화학 프로젝트 인‧허가를 결정했지만 최근 그린수소를 이용하거나 이산화탄소(CO2) 배출원단위가 작은 프로세스를 도입하는 프로젝트, 생분해성 수지 등 유도제품을 다양하게 생산하는 프로젝트가 아니면 인‧허가를 하지 않는 등 탄소중립 시대에 맞는 석탄화학산업 육성에 나서고 있다.
정부의 새로운 방향에 맞는 프로젝트들은 주로 에너지 자원량이 많은 서부지역을 중심으로 공개되고 있으며 현재까지 발표된 프로젝트가 모두 진행되면 2026년에는 석탄화학 베이스 올레핀 생산능력이 약 1000만톤 추가될 것으로 전망되고 있다.
특히, 서부지역의 산시성(Shaanxi‧陕西) 위린(Yulin)과 닝샤후이족자치구, 내몽골자치구 오르도스(Ordos) 3곳은 에너지‧화학산업의 골든 트라이앵글이라고 불리며 석탄, 천연가스, 석유 등 1차에너지 자원 매장량이 약 2조톤으로 중국 전체 매장량의 40%대 이상을 차지하고 있다.
골든 트라이앵글 중에서도 만리장성 서쪽 끝에 위치한 위린은 고품질 석탄 산출지로 주목받고 있다.
위린산 석탄은 인 등 불순물 함유율이 낮고 발열량이 클 뿐만 아니라 함유 유분이 10%에 달해 2-3% 수준인 일반 석탄과 달리 석유제품 원료로 바로 사용할 수 있다.
또 일산화탄소(CO)와 수소 등 화학제품 원료용 합성가스는 석탄을 섭씨 1200-1400도 고온에서 용융해 얻으나 위린산 석탄을 사용하면 상대적으로 낮은 온도에서 용융 가능해 화학제품 원료로 높은 코스트 경쟁력을 갖춘 것으로 평가된다.
중국 최대 석탄 메이저 China Energy와 China Coal Energy, Shaanxi Coal & Chemical, Shaanxi Yanchang Petroleum 등 국영기업들은 매장량이 풍부할 뿐만 아니라 품질이 우수한 위린산 석탄을 활용하기 위해 위린경제기술개발구에서 각각 1000억위안(약 20조원) 이상의 설비투자를 진행하고 있으며 2021-2025년 사이 완공 예정인 프로젝트 투자액이 총 3000억위안(약 60조원)에 달하는 것으로 알려졌다.

MTO, 2026년 3000만톤 돌파 넘본다!
중국은 골든 트라이앵글 지역에서 2025-2026년 대형 플랜트가 잇달아 가동하기 때문에 에틸렌(Ethylene)과 프로필렌(Propylene) 기준 MTO(Methanol to Olefin) 생산능력이 2026년 3000만톤 가까이로 확대될 것으로 전망되고 있다.
특히, 위린은 대규모 CTM(Coal to Methanol), MTO 플랜트가 대거 들어서며 석탄 베이스 올레핀 생산량이 이미 중국 전체의 25%를 차지하는 수준으로 증가한 것으로 알려졌다.
Shaanxi Yanchang Petroleum은 2020년 말 올레핀 생산능력 60만톤의 No.2 MTO 플랜트 가동을 시작하며 위린지역에서 생산능력을 120만톤으로 2배 확대했다.
Shaanxi Coal & Chemical은 2022년 가을 합섬원료 EG(Ethylene Glycol) 플랜트 3기를 동시에 완공함으로써 생산능력 180만톤을 확보했고 가동 1년만에 가동률 100%를 달성했다.
이에 따라 2022년 중국 석탄 베이스 EG 시장점유율 17%를 기록했으며 2023년 점유율도 30% 수준으로 더욱 상승한 것으로 추정된다.
이밖에 Shaanxi Coal & Chemical은 LiB(리튬이온전지) 전해액 원료용 DMC(Dimethyl Carbonate) 사업 진출을 통해 석탄 용도 중 원료용의 범위를 확대하고 있으며 2024년 No.1 설비를 가동하고 2025년 50만톤 체제로 확장할 계획이다.
Yanzhou Coal Mining은 2006년 CTM 80만톤 플랜트를 가동했고 2016년 중국이 자체 개발한 프로세스를 도입해 No.2 플랜트 가동에 나서며 CTM 베이스 메탄올 생산능력을 180만톤으로 확대했다.
또 메탄올 유도제품으로 화학제품 원료용 DMO(Dimethyl Oxalate)를 사업화한 것으로 알려졌다.

저탄소 정책을 오히려 기회로 활용…
중국 석탄화학산업은 최근 정부가 탄소중립 전환을 가속화함에 따라 많은 변화를 겪고 있다.
중국 국가에너지국은 2017년 생산능력 100만톤급의 석탄-메탄올-아로마틱(Aromatics) 일관생산 기술과 MTO 기술 상용화 방침을 공개했으며, 발전개혁위원회는 골든 트라이앵글과 신장위구르자치구 북부 준동(Zhundong)까지 4개 지역을 현대 석탄화학산업 모델지구로 지정하고 서부를 중심으로 석탄화학산업 규모화를 진행했다.
하지만, 중국 정부가 2016년 파리(Paris) 기후변화협약을 비준했을 뿐만 아니라 2021년 지구온난화 방지를 위해 에너지 총량을 감축하고 에너지원단위를 개선하자는 내용의 쌍탄목표를 공개한 이후 에너지 소비량이 큰 석탄화학산업은 도태될 것으로 예상됐다.
특히, 2023년 신규 가동한 MTO 플랜트가 1기뿐이었고 2024년 다수의 신증설 프로젝트가 진행되나 실제 가동이 확정된 곳이 1곳도 없어 석탄화학산업 도태가 확실시됐다.
그러나 중국은 원유 수입의존도가 70% 이상, 천연가스는 40% 수준이어서 매장량이 풍부한 석탄은 제조업 국산화에 활용할 수 있는 핵심 자원이며 탄광 관련 종사자가 300만명에 달하기 때문에 당장 석탄화학산업을 축소하는 것은 현실적이지 못한 것으로 평가된다.
이에 따라 2023-2024년 MTO 가동률이 하락한 것은 석탄화학산업 도태에 따른 것이 아니라 중국 정부가 2019-2021년 에너지 절감을 목표로 석탄화학을 포함해 대부분 화학 프로젝트에 대한 인‧허가 기준을 상향한 영향으로 추정되고 있다.
실제로 2023년 석탄 가격이 고공행진했음에도 CTO 가동률은 전국 평균 90%, 서부지역은 90% 이상이었으며 MTO 가동이 저조한 것은 메탄올 폭등 때문에 스프레드가 축소된데 따른 것으로 석탄화학산업 자체가 위축된 것은 아닌 것으로 평가되고 있다.
중국 정부가 환경 정책 방향성에 변화를 준 것 역시 석탄화학산업 육성을 포기하지 않은 증거로 파악된다.
중국 정부는 2023년부터 경제 발전과 기온 상승 억제라는 2개의 목표를 동시에 달성하기 위해 지구온난화 방지 정책의 중심을 에너지 절감에서 배출 감축, 즉 탄소 배출량 및 배출원단위 감축으로 전환했으며 석탄화학 플랜트에서 재생에너지를 사용하거나 화학제품 원료용으로 석탄을 투입하면 에너지 소비량으로 계산하지 않겠다는 새로운 조치를 발표하며 석탄화학 투자 확대를 지지하고 있다.

신재생‧그린수소‧CCUS 조합해 성장
중국 국가발전개혁위원회를 포함한 6개 부처는 2023년 7월 현대 석탄화학산업의 건전한 발전을 위한 가이드라인을 통해 신재생에너지와 그린수소, CCUS와 조합하지 않은 석탄화학 프로젝트는 신규 인‧허가를 내리지 않을 계획이라고 발표했다.
즉 정부가 탄소중립을 위해 강화하고 있는 첨단기술을 접목하면 투자를 허가한다는 것이며, 바로 이어서 합성가스를 원료로 올레핀을 직접 생산하는 기술과 석탄 베이스 합섬원료 P-X(Para-Xylene) 생산기술 등을 상용화해 석탄 이용률을 최대한으로 늘리겠다고 선언함에 따라 석탄화학산업은 규모화의 방향성만 달라진 것으로 평가되고 있다.
특히, Baofeng의 사례는 중국 정부가 모범적으로 인정하는 석탄화학 프로젝트로 주목되고 있다.
과거에는 정부가 탄광 운영 사업을 영위하고 있는 국영기업 중심으로 CTO산업을 육성했으나 Baofeng은 민영기업임에도 2021년 내몽골에서 MTO 40만톤을 가동한 후 태양광발전을 활용한 전해설비를 함께 건설함으로써 석탄가스화 프로세스에 그린수소를 도입해 정부로부터 차세대 석탄화학산업을 주도했다는 평을 받고 있다.
2023년 유일하게 가동한 MTO 플랜트 역시 Baofeng의 설비였으며 올레핀 생산능력이 100만톤으로 소규모가 아니었음에도 그린수소를 활용함으로써 중국 정부가 에너지 절감을 중시한 2019-2021년 인‧허가를 받는데 어려움이 없었던 것으로 파악되고 있다.
Baofeng은 최근에도 MTO 생산능력을 300만톤으로 확대하는 방안을 검토하고 있다.
석탄화학 플랜트와 함께 생분해성 수지 등 유도제품 라인업을 다양화‧친환경화하는 전략도 정부 인‧허가 획득에 도움이 되는 것으로 파악된다.
Shaanxi Coal은 40조원을 투자해 위린에 CTO 500만톤, MTO 200만톤을 건설하며 모두 세계 최대 생산능력을 상업화하는 것으로 파악된다.
재생에너지 발전소, 전해설비, CCUS 설비 등을 함께 건설하며 유도제품은 SAP(Super Absorbent Polymer), PTA(Purified Terephthalic Acid), BPA(Bisphenol-A), PC(Polycarbonate) 등을 일관 생산할 뿐만 아니라 중국 정부가 태양광용으로 주목하고 있는 POE(Polyolefin Elastomer), EVA(Ethylene Vinyl Acetate)와 생분해성 수지인 PBAT(Polybutylene Adipate-co-Terephthalate), PBS(Polybutylene Succinate) 등을 사업화할 예정이어서 정부 인‧허가가 순조로울 것으로 예상되고 있다. (강윤화 책임기자: kyh@chemlocus.com)