촉매는 식량·생활 생산에 빼놓을 수 없는 화학비료, 유지 생산에서 중요한 역할을 수행한다는 점에서 주요성이 부각되고 있다.
일본은 기초화학제품용 유황촉매, 수소화촉매 등을 생산하기 시작해 1950년대 후반 기초화학제품의 대형 플랜트를 건설함에 따라 촉매 수요가 크게 증가했다.
석유화학 플랜트는 유럽·미국에서 도입한 기술로 건설했으며 촉매도 전량 수입에 의존했으나 석유화학산업이 발전함에 따라 기술 업그레이드를 통해 촉매를 자급화했다.
일본은 1950년대 후반부터 유럽·미국기업과 합작으로 촉매 생산기업을 잇따라 설립했으며, 경제가 고도 성장기에 접어든 1960년대에는 정유 및 석유화학산업이 비약적으로 발전해 촉매 양산화와 함께 다양한 선진기술을 도입함으로써 기술개발에 총력을 기울였다.
촉매는 효율적인 화학반응을 이끌어내는 중요한 화학물질이며 최근 화학기업들이 공동연구를 활발히 추진하고 있다.
일본은 1965년 촉매 출하액이 50억엔 수준에 그쳤으나 화학기업들이 국제 경쟁력 강화를 위해 에틸렌(Ethylene) 크래커 및 기초화학 플랜트를 대형화함에 따라 1970년에는 134억엔으로 2.7배 가량 급증했다.
고도 성장기를 겪으며 대기오염 등 환경문제가 심각해져 1960년대 후반부터 공해대책기본법을 비롯해 환경관련 법률을 잇따라 제정했으며, 산업계도 촉매 기술을 중심으로 공해방지대책을 본격화하기 시작했다.
정유공장에서는 중유에 포함돼 있는 유황을 제거하는 중유탈황촉매, 중유·석탄 등을 연료로 사용하는 보일러 및 쓰레기 소각장 등의 고정 발생원에서는 선택적 접촉환원공법으로 질소산화물(NOx)을 제거하는 촉매 수요가 대폭 증가했다.
1970년대 들어 대기오염원으로 자동차 배기가스가 주목받기 시작했고 1978년 배기가스에 포함돼 있는 질소산화물을 90% 제거할 수 있는 일본판 머스키법(미국의 대기오염방지법)이 시행됐다.
촉매를 사용하는 배기가스 처리기술이 급속도로 발전했고 배기가스의 탄화수소 및 일산화탄소, 질소산화물을 동시에 제거하는 삼원촉매가 주류를 이루고 있다.
자동차용 촉매를 중심으로 한 환경보호용 촉매는 수요가 지속적으로 신장해 1984년에는 전체 촉매 출하 782억엔 중 50% 이상을 차지했다.
일본은 1980년대 후반부터 1990년대 초반에 「버블경제」라 불리는 전례 없는 호황기를 맞이했고 촉매도 가공제품 수출 호조 등에 힘입어 석유정제 및 석유화학, 자동차 배기가스 정화용을 중심으로 수요가 급증했다.
아울러 의약품 및 사진감광원료, 화장품 등 가공도가 높은 화학제품 시장이 급성장해 수요처가 더욱 다양해지기 시작했다.
버블경제 붕괴 이후에는 자동차 및 전기·전자 소재로 대표되는 가공조립산업이 성숙기에 접어들고 엔화가 강세를 지속함에 따라 해외생산을 본격화했다.
화학기업들도 채산성이 낮은 사업은 접고 전략적 제휴를 통해 사업재편을 본격화했다.
그러나 촉매 생산기업들은 1990년 중후반에도 엔저 지속 및 자동차용을 중심으로 한 환경보호용 촉매 출하량 증가로 비교적 꾸준한 성장세를 유지했다.
촉매 출하액은 원료로 사용되는 귀금속 가격이 급상승함으로써 2000년 처음으로 2000억엔을 돌파했다.
자동차 배기가스 규제는 가솔린 자동차를 중심으로 점차 강화됐고 2005년에는 디젤 자동차에도 규제가 적용되기 시작했다
정유기업들이 규제 강화에 대응해 유황을 100ppm 이하로 줄인 탈유황 가솔린·경유를 생산함에 따라 정제 프로세스에 사용되는 초심도 탈유황 촉매가 본격적으로 보급되기 시작했으며, 2000년대 중반부터 희귀금속 가격이 급등함에 따라 2008년 촉매 출하액이 5437억엔에 달해 사상 최고치를 기록했다.
그러나 리먼사태 이후 세계 경제가 침체기에 빠졌고 2011년 일본 동북지방 대지진 및 엔고 현상이 장기화된 영향으로 최근 몇 년 동안 출하액이 3000억엔대에 그치고 있다.
정유·석유화학기업들도 북미의 셰일(Shale) 혁명 및 중동의 천연가스 투자 확대, 중국의 석탄화학 대두 등으로 에틸렌 크래커의 가동정지를 비롯해 범용 석유화학제품의 구조개혁을 가속화하고 있다.
자동차 생산기업들도 성장을 위해 신흥국을 중심으로 자본을 투입하고 있으며, 2014년에는 가정용 연료전지 판매량이 10만대를 돌파했고 연료전지자동차(Fuel Cell Vehicle)까지 시판되기 시작해 촉매 시장에도 변화가 불가피해지고 있다.
일본 경제산업성은 「수소·연료전지 전략 로드맵」에서 일본 수소·연료전지 관련시장이 2030년 1조엔에 달할 것으로 예상하고 「수소사회」를 실현하기 위해서는 연료전지 및 수소 생산에 사용하는 촉매가 필수적인 것으로 파악하고 있다.
촉매는 기간산업 및 사회 발전에 기여해왔으며 세계적인 인구 증가 및 경제발전에 따라 식량 및 에너지, 환경문제가 더욱 중요해지고 있어 촉매 기술이 더욱 각광받을 것으로 기대되고 있다. <이하나 기자>