석유화학, 바이오에탄올 폭풍 예고
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일본, 산-학 연계 원천기술 개발 … 코스트 우위에 이산화탄소 감축 일본 석유화학기업들이 나프타(Naphtha)와 에탄가스(C2H6) 등의 석유화학 원료 의존에서 탈피하기 위해 환경친화적인 바이오 에탄올(Bio-Ethanol)로 원료를 전환하는 기술을 개발하고 있다.기술개발을 추진하고 있는 JCII(일본 화학기술전략추진기구)는 수송용 연료 분야에서 뒤쳐진 일본이 바이오 에탄올을 범용수지의 원료로 사용함으로써 세계시장을 선도할 계획을 추진하고 있다. 이미 바이오 에탄올을 에틸렌(Ethylene)과 프로필렌(Propylene)으로 전환하는 핵심기술을 개발했는데, 기존의 석유화학 원료에 비해 코스트 우위성이 높고 이산화탄소 배출 감축과 고정화에 기여하는 등 많은 장점을 보유하고 있는 것으로 알려졌다. 그러나 상업화를 위해서는 앞으로 대규모 실증연구가 필요해 일본 Abe 수상이 <과학기술외교>를 외치며 브라질 등 바이오 에탄올 생산대국에 우선 수입의 혜택을 부여하며 신기술 적용 가능성에 힘을 실어주고 있다. 일본은 바이오 에탄올 관련 원천기술을 무기로 미국과 유럽을 앞서기 위해 친환경 <신 석유화학> 국가프로젝트에 박차를 가하고 있다. 바이오 에탄올 생산능력 100만톤 플랜트를 건설해 에틸렌과 프로필렌 생산을 위주로 한 석유화학 프로젝트를 추진하고 있는 JCII는 Carbon Neutral의 PE(Polyethylene)과 PP(Polypropylene)을 제조하기 위한 BMC(Biomass Combinat) 구상을 추진하고 있다. 자동차와 가전, 전자산업의 바이오 폴리올레핀(Bio-Polyolefin) 수요가 급증하고 있고, BRICs의 합성수지 수요가 급격히 증가하고 있는 상태에서 원유가격 급등으로 석유화학 원료의 다양화가 요구되고 있기 때문이다. 이에 따라 5개 대학, 화학, 엔지니어링, 발효, 제지, 정보, 수요처 등 19개 관련기업, 정보기술종합연구소 등 산ㆍ학ㆍ관이 연계해 신기술 개발을 서두르고 있다. 수송용 연료로 각광받고 있는 바이오 에탄올을 원료로 사용해 범용 플래스틱을 제조하는 원천기술은 산ㆍ학이 연계해 핵심기술인 촉매의 기본 메커니즘을 개발하는 등 바이오 테크놀로지를 이용한 발효법으로 에틸렌과 프로필렌 제조ㆍ개발에서 성과를 거두고 있다. JCII는 기술개발로 생산능력 100만톤의 에틸렌, 프로필렌 플랜트를 건설했을 때 원유가격이 배럴당 40-45달러 이상이면 코스트 채산성이 있는 것으로 파악하고 있는데 원유가격 40-50달러 수준에 부합하는 에틸렌, 프로필렌 가격을 kg당 60-70엔으로 분석하고 있다. 현재 원유가격이 65달러 수준이어서 기존 석유화학 원료보다도 코스트가 낮게 나타나고 있다. 이산화탄소 배출억제 효과도 높아 석유화학 원료에서 에틸렌을 거쳐 합성수지, 폐기물을 처리하는 최종처리단계까지 이산화탄소 배출량은 PE를 100만톤 생산했을 때 315만톤에 달하나 바이오 에탄올 프로세스에서는 10분의 1정도인 30만톤에 불과한 것으로 분석되고 있다. 바이오매스 콤비나트에서 생산하는 에틸렌과 프로필렌은 합성수지까지의 중합, 가공이 가능한 플랜트 스펙을 지향하고 있어 생분해성 플래스틱과 같은 새로운 설비를 도입하지 않아도 된다. JCII는 미래자원인 목질 바이오매스 등을 활용해 생산하는 셀룰로오스(Cellulose) 당화기술(Saccharification Technology)과 발효법을 이용한 프로필렌 중간체 생산기술도 개발할 계획이다. 신 프로세스를 채용한 프로판올(Propanol)과 부탄올(Butanol)로 프로필렌의 효율적인 저코스트 생산도 계획하고 있다. 따라서 신기술이 개발되면 차세대 하이 옥탄(Octane)이 기본소재인 바이오 부탄올 공급에도 영향을 미칠 것으로 예상된다. 가솔린에 바이오 에탄올 직접혼합으로 문제가 됐던 수분혼합과 ETBE(Ethyl Tertiary Butyl Ether) 공급에도 대처할 수 있어 바이오매스 콤비나트 상업화는 수송연료 분야에서 뒤떨어졌던 일본이 석유화학에서 미국과 유럽을 추월할 수 있는 기회가 될 것으로 평가되고 있다. <화학저널 2007/05/11> |
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