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부타디엔(Butadiene)은 합성고무 시장 침체가 장기화되면서 수요 부진이 계속되고 있다.
아시아 부타디엔 시장은 C4유분 공급부족으로 수급이 타이트해질 것으로 예상됐으나 BR(Butadiene Rubber), SBR (Styrene Butadiene Rubber) 등 합성고무 가동률이 낮은 수준을 유지하면서 상대적으로 공급과잉이 지속되고 있다.
부타디엔 수출도 2012년 28만687톤, 2013년 22만2529톤, 2014년 20만4136톤으로 감소했고 2015년에는 15만5469톤에 불과한 것으로 나타났다.
부타디엔은 수요비중이 BR 25.1%, SBR 30.3%, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 21%, 기타 23.6%로 파악되고 있다.
최대 다운스트림인 BR, SBR은 70% 이상이 타이어에 투입되고 있으나 경기침체로 타이어 수요 부진이 계속되고 있다.
합성고무와의 스프레드 악화로 “고전”
부타디엔 가격은 하락세를 지속하고 있으며 다운스트림과의 스프레드가 악화되면서 동반 침체되고 있다.
부타디엔 가격은 국제유가 하락 및 다운스트림인 합성고무 공급과잉으로 2014년 톤당 1000달러가 붕괴됐고, 2015년 6월 1400달러 수준까지 회복했으나 7월 다시 급락하며 11월에는 FOB Korea 725달러, CFR SE Asia 710달러를 형성했다.
다운스트림 SBR 가격도 전방산업 침체에 하락하고 있다.
아시아 SBR 가격은 공급과잉에 자동차 판매 감소로 타이어 수요 부진이 계속됨에 따라 11월 CFR NE Asia 1110달러, CFR SE Asia 1160달러까지 하락했다.
SBR과 부타디엔의 스프레드는 400-450달러 수준으로 손익분기점 스프레드 550-600달러에 100달러 이상 미달해 일부 SBR 생산기업들은 가동률을 낮추거나 정기보수를 통해 가동을 중단하고 있는 것으로 알려졌다.
시장 관계자는 “다운스트림인 합성고무 시장이 침체를 지속하면서 수요가 부진해 부타디엔도 동반 하락세를 면치 못하고 있다”며 “합성고무와의 스프레드가 악화되면서 부타디엔 수요가 줄어들었다”고 밝혔다.
합성고무, 시장침체 장기화에 “공급과잉”
다운스트림 합성고무 시장은 침체가 장기화되고 있다.
부타디엔은 50% 이상이 합성고무에 투입되고 있어 합성고무 시황에 따라 수익성이 크게 좌우되고 있다.
특히, 중국이 부타디엔 자급률을 올리면서 수출이 감소하고 있다.
중국 수출량은 2013년 13만7281톤에서 2014년 10만731톤으로 3만6550톤 감소했으며 2015년에도 9만2200톤에 불과했다.
시장 관계자는 “중국은 부타디엔 자급률이 상승하고 합성고무 시장이 공급과잉으로 전환됨에 따라 가동률이 50% 이하로 저조한 수준에 머물고 있으며 부타디엔 수출이 감소할 수밖에 없다”고 밝혔다.
부타디엔은 상온에서 기체 상태이기 때문에 액화해 운송하고 있으나 일부 발생한 기체가 유출되지 않기 위해 가스탱크 설비를 갖춘 특수선박을 이용하고 있다. 미국은 중국 운임의 10배에 달하고 있어 수출은 중국에 의존할 수밖에 없는 것으로 나타나고 있다.
시장 관계자는 “금호석유화학, LG화학 등 합성고무 생산기업들은 미국에서도 부타디엔을 수입하고 있다”며 “부타디엔은 합성고무 생산능력과 비교하면 내수 공급이 충분한 것으로 나타나고 있지만 중국의존도가 높은 이유는 부타디엔 가격을 유지하기 위해 판로를 다각화한 전략 때문”이라고 주장했다.
글로벌 합성고무 시장은 중국을 중심으로 인디아, 중동 등 아시아 생산능력 확대로 공급과잉이 심화되고 있다.
중국은 2015년 공급과잉률이 142%, 아시아 지역도 168%에 달했고 글로벌 합성고무 공급과잉률도 145%에 육박하고 있다.
합성고무는 2008년 리먼브라더스 사태 이후 일부가 일시적으로 가동을 중단한 후 회복기에 접어들면서 수급이 타이트해졌으나 수요가 급증하면서 무분별한 신증설이 잇따라 생태계가 파괴된 것으로 판단되고 있다.
천연고무도 공급과잉을 지속하고 있어 합성고무 가격에 하방압력을 가하고 있다.
고무나무는 식목한 지 5년이 지나면 고무를 채취할 수 있는 것으로 알려져 리먼브라더스 사태 5-7년 후인 2013-2015년 천연고무 시장이 최악의 공급과잉을 맞고 있는 것으로 나타나고 있다.
시장 관계자는 “합성고무 및 천연고무 시장은 공급과잉에 전방산업인 타이어 수요가 부진해 2중고를 겪고 있다”며 “합성고무 시황이 좋아져야 부타디엔도 수익성이 개선될 것”이라고 밝혔다.
하지만, 합성고무는 극심한 공급과잉에 전방산업 부진까지 겹치면서 수익성 개선이 사실상 어려운 상태이고, 부타디엔은 C4유분 공급부족에 따른 수급타이트에도 불구하고 수익성 개선이 쉽지 않을 것으로 예상되고 있다.
NCC 베이스 제조공법에서 “탈피”
부타디엔은 합성고무 시장 침체가 장기화되고 있음에도 원료로 투입되는 C4유분 공급이 부족해 장기적으로는 수급이 타이트해질 것으로 예상되고 있다.
부타디엔은 일반적으로 나프타(Naphtha) 크래커에서 생산된 C4유분에서 추출해 제조하고 있다.
C4유분은 생산비중이 나프타 크래커 11%, 에탄 크래커 3%, 프로판 4%, 부탄 10%로 나타나고 있어 나프타 크래커의 C4유분 생산성이 가장 높은 것으로 파악되고 있다.
특히, 에틸렌(Ethylene)의 경쟁력을 확보하기 위해 에탄 크래커 전환이 가속화됨에 따라 C4유분 생산량이 감소하고 있고, 에탄 베이스 에틸렌 생산량이 2015-2020년 연평균 5.8% 증가할 것으로 예측돼 C4 공급부족 현상이 심화될 것으로 예상되고 있다.
글로벌 석유화학기업들은 C4유분 공급부족에 따른 부타디엔 수급 불안정을 해소하기 위해 전통적인 크래킹 방식에서 탈피해 On-purpose 부타디엔 공법 개발에 집중하고 있다.
미국은 부탄(Butane)과 부텐(Butene)을 원료로 부타디엔 제조공법을 개발하고 있으며, 유럽은 부탄을 사용해 27만톤 플랜트를 가동하고 있다.
아시아에서는 부탄, 에틸렌, 에탄올(Ethanol) 베이스 부타디엔 생산능력이 75만톤으로 나프타 크래커 추출이 아닌 부타디엔 생산능력은 세계적으로 102만톤에 달하고 있다.
아시아 석유화학기업들도 기존 NCC 베이스 공법에서 벗어나 부타디엔 프로세스를 다양화하고 있다.
중국은 2016년 Jiangsu Sailboat 10만톤, Jiutai Energy 6만튼 등 16만톤을 건설할 예정이고, Sinopec을 중심으로 3곳에서 22만톤을 확대하면 2017년까지 On-purpose 부타디엔 생산능력이 38만톤 증가할 것으로 예상된다.
Showa Denko도 2018년까지 On-purpose 부타디엔 15만톤을 증설할 계획이고, Asahi Kasei Chemicals(AKC)은 10만톤, LG화학은 5만톤 증설을 추진하고 있으나 구체적인 시기는 발표하지 않고 있다.
On-purpose 부타디엔은 2018년까지 아시아, 북미 등에서 약 53만톤을 증설하면 2018년 글로벌 생산능력이 총 155만톤에 달할 것으로 예상되고 있다.
시장 관계자는 “부타디엔은 나프타 크래커가 에탄 베이스로 전환됨에 따라 C4유분 공급부족이 지속될 것으로 예상되고 있다”며 “안정적인 부타디엔 수급을 위해 새로운 프로세스 개발이 가속화되고 있다”고 밝혔다.
그러나 On-purpose 부타디엔은 부타디엔 가격이 톤당 2000달러 이상일 때 채산성을 확보할 수 있는 것으로 판단돼 2015년 말 700달러대까지 하락한 부타디엔 가격과 크게 차이가 나고 있다.
미국의 셰일가스(Shale Gas) 생산이 본격화되면서 장기적으로는 부타디엔 수급타이트가 더욱 심화돼 부타디엔 가격이 상승하고 있지만, 다운스트림인 합성고무 시장침체가 지속됨에 따라 On-purpose 공법 가동이 가능한 가격대인 2000달러 이상을 형성하기는 쉽지 않을 것으로 예상되고 있다.
아시아 석유화학기업들은 대부분 NCC 베이스 공법을 통해 부타디엔을 생산하고 있으며 국내기업들도 NCC 베이스 공법을 채용하고 있다.
시장 관계자는 “부타디엔 공법이 다양해지고 있으나 아시아 지역은 NCC 베이스가 우세하고 On-purpose 부타디엔이 상용화되려면 합성고무 시황 개선이 필수적으로 요구된다”고 주장했다.
다른 관계자는 “에탄 크래커로 전환되면서 C4유분 공급이 부족해지고 있어 장기적으로 부타디엔 수급타이트가 예상되고 있지만 합성고무 가동률이 회복되지 않으면 의미가 없을 것”이라고 강조했다.
중국, C4유분 활용공법이 주류
중국은 부타디엔 자급을 넘어 수출에 나설 움직임을 보여 주목된다.
중국은 에틸렌 수요가 증가하면서 원료 경질화를 추진하는 반면, 합성고무 생산은 급증해 부타디엔 공급부족이 심화되고 있다.
부타디엔은 C4유분에서 추출하거나 n-부탄(Butane)을 탈수소해 생산한 부틸렌(Butylene)에 촉매를 투입해 탈수소하는 2가지 방법으로 생산하고 있다.
C4유분 활용공법은 Sinopec(China Petroleum & Chemical)과 PetroChina가 채용하고 있으며, n-부탄 활용공법은 Sinopec-외국기업 합작기업 및 민간기업들이 주로 활용하고 있다.
중국은 부타디엔 수요와 공급이 동시에 증가하고 있고 자가소비를 통해 생산능력을 확대하고 있다.
부타디엔 생산능력은 2013년 총 341만9000톤에 달했고 Sinopec이 173만8000톤으로 50.8%, PetroChina가 88만6000톤으로 25.9%, CNOOC가 15만5000톤으로 4.5%를 차지했다.
PetroChina는 부타디엔을 주로 SBR, ABS 생산에 투입하고, Sinopec Qilu Petrochemical은 SBR, BR, PetroChina Dushanzi Petrochemical은 SSBR, SBS(Styrene Butadiene Styrene), Zibo Qixiangtengda Chemical은 cis-Butadiene Rubber 생산에 활용하고 있다.
2017년 수요 420만톤에 생산능력 495만톤
중국은 자동차 생산 확대로 타이어 수요가 증가하고 타이어용 합성고무 소비가 급증함에 따라 2014-2017년에도 부타디엔 신증설을 적극 추진한다.
C4유분 증류 추출공법을 채용하는 Sinopec과 PetroChina는 신규투자에 나서고, 경쟁기업들은 촉매탈수소 공법을 적용할 것으로 알려졌다.
현재 추진하고 있는 모든 프로젝트가 계획대로 투자하면 부타디엔 생산능력이 2017년 495만톤에 달할 것으로 예상되고 있다.
C4를 원료로 사용하는 생산능력 비중은 2013년 14.0%에서 2017년 29.9%로 높아지는 반면, Sinopec, PetroChina, CNOOC 비중은 2013년 81.2%에서 2017년 66.8%로 낮아질 것으로 예측되고 있다.
중국은 지금까지 부타디엔 자급률이 낮아 수입량이 2007년 11만1200톤에서 2009년 29만7700톤으로 급증했으나 2011년에는 18만3000톤으로 15.2% 감소했다. 하지만, 2012-2013년에는 다시 수입이 급증했다.
신규 BR, SBR 플랜트가 가동을 시작해 부타디엔 수요가 증가했기 때문이다. 2013년 수입량은 37만500톤으로 7.5% 증가했다.
부타디엔을 대량 수입하면서도 수출에도 나서 수출량이 2007년 2만4700톤에서 2010년 10만2300톤으로 증가했으나 2013년에는 8200톤으로 79.2% 격감했다.
부타디엔 수요는 합성고무 시장이 급성장하면서 2012년 255만5300톤, 2013년 254만600톤에 달한 것으로 나타났다.
2017년에는 BR, SBS, ABS 생산 확대로 360만톤에 달하고, SBR를 포함하면 420만톤까지 늘어나나 생산능력도 495만톤에 달할 것으로 예상되고 있다.
중국기업들은 부타디엔 수요 증가에 대응해 생산성을 개선하고 에너지 소비 절감 및 기술 혁신을 통해 원료 소비를 감축할 필요성이 제기되고 있다.
민간기업 및 외국기업들이 채용하고 있는 부타디엔 추출공법은 효율성이 높으나 상용화하기 어려운 것으로 나타나고 있다.
<정현섭 기자: jhs@chemlocus.com>
표, 그래프: <국내 부타디엔 생산능력(2015)><부타디엔 수출입동향><부타디엔 수출동향><중국의 부타디엔 수급동향><중국의 부타디엔 생산능력(2013)>
<화학저널 2016년 2월 29일>
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