국내 PE(Polyethylene) 시장은 중국산 저가제품 부상으로 고부가화가 요구되고 있다.
PE는 메탈로센(Metallocene) 촉매를 사용한 메탈로센 PE와 초고강도 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight PE)가 고부가화제품으로 분류되고 있다.
메탈로센 PE는 LG화학, SK종합화학, 한화토탈, 대림산업이 생산하고 있으며 중국산 PE에 대응해 고부가 PE로서 시장 확대를 꾀하고 있다.
SK종합화학은 2014년부터 메탈로센 PE인 「넥슬렌」을 생산하고 있으며, 대림산업은 메탈로센 PE 생산비중이 전체 생산량의 50%를 차지하고 있다.
LG화학은 LDPE(Low-Density PE)계 탄성중합체인 엘라스토머(Elastomer)를 국산화하면서 POE(Polyolefin Elastomer)를 생산해 고부가 PE 트렌드를 주도하고 있다.
UHMWPE는 우수한 기능성을 지닌 고부가제품이나 높은 제조코스트를 극복하지 못하고 수요가 침체되고 있다.
국내 고부가 PE 생산기업들은 중국시장을 겨냥해 수출을 늘리고 있으나 수익성을 확대하기 위해서는 신규 수요처 개발이 시급한 것으로 나타나고 있다.

국내기업, 고부가가치제품 생산 “집중”
중국이 석유화학 범용제품 시장을 잠식함에 따라 국내기업들은 고부가 PE 연구를 가속화면서 메탈로센 PE 생산을 확대하고 있다.
메칼로센 PE 제조공법은 옥텐(Octene)을 투입하는 공법과 헥센(Hexene)을 투입하는 공법으로 구분되고 있다.
메탈로센 PE 생산에는 투입되는 옥텐 및 헥센 비율을 높일수록 유연한 PE 생산이 가능한 것으로 알려졌다.
헥센 베이스 PE는 원가가 비교적 저렴하고 공법 특성상 소품종제품을 대량 생산하는데 유리하고, 옥텐 베이스는 각종 용제에 에틸렌을 녹여 액체를 이동시키는 Solution 공장에서 생산하고 있으며 다양한 그레이드를 소량 생산하는데 유리한 것으로 나타나고 있다.
옥텐 베이스 PE는 저밀도 특성을 지니며 녹는점이 낮은 한층 고부가화 타입으로 주로 냉장고 소재용으로 채용되고 있다. 옥텐 베이스는 LG화학, SK종합화학이 양분하고 있고, 헥센공법은 LG화학, 한화토탈, 대림산업이 채용하고 있다.
옥텐, 헥센 가격은 2015년 톤당 최대 2000달러에 달했으나 국제유가 폭락 및 잇따른 신증설에 따라 점진적으로 하락해 2016년 들어서는 1400-1500달러 수준을 형성하고 있다.
국내 메탈로센 PE 시장은 60만톤 수준으로, 중국은 아직 메탈로센 PE를 생산하지 않아 중국시장을 중심으로 수출 확대를 추진하고 있다.
국내기업들은 Dow Chemical, ExxonMobil 등 글로벌 메이저에 비하면 후발이지만 중국이 부상하면서 범용제품의 경쟁력이 떨어질 것을 감안해 비교적 빠르게 고부가제품으로 전환한 것으로 평가되고 있다.

메탈로센계, 수출판로 다각화해야…
메탈로센 PE는 중국을 중심으로 범용 PE 수요를 잠식하며 시장을 확대하고 있다.
메탈로센 촉매기술은 PE 뿐만 아니라 PO(Polyolefin), PP(Polypropylene) 등에 투입돼 고부가화하고 있으며 각종 수지를 적절히 중합해 전자소재, 광학소재 등 다양한 분야에 채용되고 있다.
메탈로센 PE는 신규용도 개척보다는 기존 PE을 대체하면서 시장점유율을 높이고 있으며 리사이클이 어려운 기존 수지를 대체하며 친환경제품으로도 평가받고 있다.
Dow Chemical, ExxonMobil 등 글로벌 메이저들이 메탈로센 PE 시장을 주도하고 있는 가운데 국내에서는 LG화학, SK종합화학이 옥텐공법을 채용해 고부가화하고 있다.
그러나 제조코스트 부담으로 일부 품목에 제한적으로 사용되고 있고, 장기적으로는 제조코스트가 하향 안정화될 것으로 예상되고 있으나 기대에는 미치지 못하고 있다.
특히, 기존 ZN(Zigler-Natta) 촉매를 채용한 폴리머도 기술이 발전하면서 고기능, 고품질, 우수한 가공성을 실현하고 있어 경쟁이 불가피해지고 있다.
국내기업들은 메탈로센 PE를 생산하지 않고 있는 중국시장을 중심으로 유럽, 동남아 등으로 수출판로를 다각화하는 전략이 요구되고 있다.

POE, LG화학 중심으로 범용 PE 대체
POE는 자동차용으로 본격 채용되며 글로벌 시장이 가파르게 성장하고 있다.
국내에서는 LG화학, SK종합화학이 생산하고 있으며, LG화학은 메탈로센 촉매를 활용한 POE 생산에 집중하고 있다.
POE는 강성, 유연성, 탄성이 우수하며 충격보강 기능이 탁월해 신발, 전선 케이블, 자동차 충격보강재 등 다양한 용도로 사용되고 있으나 자동차용 수요비중이 60%에 달하고 있다.
메탈로센 촉매를 채용해 생산된 POE는 기존 ZN 촉매 베이스보다 밀도가 낮고 탄력성, 내충격성이 우수해 자동차 범퍼, 내장재, 운동화 소재 등으로 채용을 확대하고 있다.
LG화학은 자체개발을 통해 2008년부터 메탈로센 촉매를 적용한 POE 생산을 시작했으며 POE 9만톤 플랜트를 2020년까지 29만톤으로 확대할 계획이다.
메탈로센 PE는 필름이 주요 수요처이며, 특히 고기능성을 요구하는 식품포장 필름용 수요비중이 50%에 달하고 있다.
시장 관계자는 “식품사업은 제조코스트에 민감해 메탈로센 PE도 코스트 절감이 시급하며, 안정적인 수익성을 올리기 위해서는 용도를 다각화하는 등 시장규모 확대가 요구된다”고 밝혔다.

UHMWPE, 국내시장에서 “고전”
UHMWPE는 시장규모가 작아 신규수요 창출이 요구되고 있다.
UHMWPE는 초고강도 PE로 분류되며 강도가 강철보다 10배 강하고 비중은 물보다도 작아 초경량 합성수지로 평가되고 있다.
내충격성이 우수하고 내마모성, 내화학성도 뛰어나 고강도 섬유, 컨베이어 롤러 등 기계부품, 광업, 식품포장, 전기도금, 저온기술 분야에 적용되고 있다.
슈퍼섬유로 평가되는 파라아라미드(Para Aramid)는 22-26g/d(원사 1g의 무게로 9000m의 길이를 뽑아냈을 때 섬유 굵기)의 강도를 갖고 있는 반면 UHMWPE로 제조한 섬유는 강도가 30g/d에 달하고 있어 슈퍼섬유 수준의 물성을 구현하고 있다.
UHMWPE는 2차전지 분리막, 방탄소재, 자동차 시트, 보호용 그물 등에 적용되고 있으나 제조코스트가 높아 경쟁력이 떨어지고 있다.
국내 UHMWPE 시장은 대한유화가 2009년 상업화를 시작해 독점하고 있으며 2차전지 분리막용으로 각광받았으나 수요가 뒷받침되지 못하고 있다.
EV(Electronic Vehicle)의 상용화가 코스트 감축, 인프라 구축 문제로 지연됐기 때문으로, 2차전지 분리막 시장 확대도 미미한 수준에 그쳐 수요 창출에 한계가 나타나고 있다.
중국은 UHMWPE를 국내가격의 50% 수준에 공급하고 있는 것으로 알려졌다.
중국산 저가 UHMWPE는 그레이드에 따라 다양하나 섬유제품은 kg당 10-20달러를 형성하고 자동차 시트용이 비교적 높아 두께에 따라 kg당 20-40달러를 나타내고 있다.
UHMWPE는 건축용으로도 주목받았으나 까다로운 공인기관의 검증을 만족해야 하고 네덜란드 DSM이 선발기업으로 시장의 60-70%를 장악하고 있어 시장진입이 어려운 것으로 파악되고 있다. 
UHMWPE는 철보다 1/5 수준으로 가볍고 강도도 높아 자동차 경량소재로도 관심을 받았으나 제조코스트 문제로 시장 확대가 사실상 불가능할 것으로 예상되고 있다.
자동차는 탄소섬유를 기반으로 한 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), 아라미드 같은 슈퍼섬유에 집중하고 있고 UHMWPE 수준의 고기능 물성까지 요구하지는 않고 있다.
시장 관계자는 “국내시장은 수요가 적어 중국산도 경쟁력이 그리 높지 않다”며 “제조코스트 절감과 함께 UHMWPE의 물성을 필수적으로 요구하는 신규용도 개발이 없다면 시장 확대가 힘들 것”이라고 주장했다.

PE, 글로벌 수요 2018년 1억톤 상회
2013년 세계 PE 수요는 8229만톤으로 전년대비 6.0% 증가했다.
선진국 경제가 회복조짐을 보이고 있으나 여전히 저조한 가운데 중국을 비롯해 인디아, 남미, 아세안(ASEAN) 등 신흥국이 수요를 견인하고 있다.
그러나 고도성장을 유지해온 중국도 서서히 성장이 둔화되고 있어 글로벌 수요 전망에 대한 불확실성이 해소되지 않고 있다.
PE는 범용제품이 다양하고 선진국 시장은 이미 성숙한 단계이며 환경의식의 변화로 높은 성장률을 기대할 수는 없으나 신흥국 수요가 견인하고 있다.
글로벌 PE 수요는 2014년 8229만톤에서 2018년에는 신흥국 수요증가에 따라 1억70만톤으로 연평균 4.1% 신장할 것으로 예상된다.
특히, 미국의 셰일가스(Shale Gas) 베이스 신증설, 중동의 차기투자, 중국의 석탄화학 및 메탄올(Methanol) 개발 프로젝트 등이 부상하고 있다.
국제유가가 배럴당 40달러 이하로 하락하면 천연가스 베이스 에틸렌(Ethylene)과 나프타(Naphtha) 베이스 에틸렌의 코스트 차이가 축소되나 미국산이 계속 우위를 점할 것으로 예측되고 있다.
중국은 석탄 가격이 동반 하락하면서 코스트 메리트를 유지할 수 있으나 석유 베이스와의 격차가 줄어들고 있다.
특히, PVC(Polyvinyl Chloride)는 구식 소규모 플랜트가 많아 코스트가 각각 다르기 때문에 일부에서는 채산성이 맞지 않는 것으로 알려졌다.
에틸렌, 프로필렌(Propylene) 베이스 올레핀의 메리트는 석탄가격 변화에 따라 유동적이나 기본적으로는 우위성을 유지할 것으로 예상되고 있다.
그러나 석탄 베이스 MTO(Methanol to Olefin) 플랜트는 메탄올을 외부에서 조달하면 PE, PP 등 유도제품의 채산성이 악화돼 프로젝트가 중단될 가능성이 제기되고 있다.
중동은 원료 측면의 장점은 계속 유지하지만 건설자재 현지조달이 한정적이기 때문에 코스트가 다른 지역에 비해 높아 수익성 악화가 불가피해지고 있다.

중국, 개인소비 비중 여전히 낮아…
PE는 2013-2018년 연평균 수요 신장률이 4%로 예측되고 있다. ICIS는 4.1%, IHS는 4.6%, 일본 경제산업성은 4.2%로 예측하고 있다.
세계 PE 수요 증가율은 GDP 성장률을 상회하는 추세를 이어가고 있다. 산유국은 2015년 신장률 둔화 혹은 마이너스 신장이 예상되나 신흥국의 플러스 영향이 크기 때문이다.
아시아는 2013년 글로벌 PE 수요의 44%를 차지했고 2018년에는 48%에 달하는 반면 북미·유럽은 2013년 19%에서 2018년 약 17%로 떨어질 것으로 예상되고 있다. 2012-2017년에도 아시아는 1-2%포인트 상승했으나 북미는 1%포인트 하락했다.
최대 소비국은 중국으로 아시아 소비비중이 2013년 56%에서 2018년 59%로 상승하고, 2위 인디아는 2013년 10%에서 2018년 12%로 상승하나 2012-2017년에 비해서는 둔화추세를 나타내고 있다. 일본·한국·타이완도 2013년 15%에서 2018년 12%로 낮아질 것으로 예상된다.
아시아·북미·유럽 3대 시장의 비중은 2013년 83%에서 2018년 82%로 소폭 하락할 것으로 판단되고 있다.
중국은 2013-2018년 PE 수요 신장률이 6.5%로 GDP 성장률 전망치를 하회하고 있다. 경제인구가 많은 연안지역 범용수지 시장 성숙과 중국 GDP에 차지하는 개인소비의 비중이 여전히 35%에 불과하기 때문이다.
중국의 개인소비 비중은 일본 60%, 미국 70%에 비해 상당히 낮아 범용수지와의 상관관계가 적은 편이다.

아시아, 자급률 향상 노력하고 있으나…
글로벌 PE 생산능력에서 아시아가 차지하는 비중은 36%로 수요비중 44%에 비해 낮기 때문에 공급부족물량을 중동산 수입에 의존하고 있다.
2018년 아시아 생산능력 비중은 35%로 더욱 낮아질 것으로 예상된다.
북미는 2012-2017년 수요 신장률이 2.6%에 불과하나 셰일가스 베이스 신규 에틸렌 신증설에 따라 PE 생산능력을 연평균 5.6% 확대할 것으로 파악되기 때문이다.
중국을 비롯한 동북아시아의 생산능력 증가율은 2012-2017년 연평균 2.9%에서 2013-2018년 1.9%로 크게 둔화될 것이 확실시되고 있다.
다만, 국제유가 하락에 나프타 수급완화까지 발생함으로써 가격하락 압박이 강해지고 있어 신규 프로젝트 연기, 중단 사례가 나타나 주목되고 있다. PE도 중동의 천연가스, 미국의 셰일가스, 중국의 석탄화학 우위성이 계속 유지될 것으로 예상되고 있다.
하지만, 가격이 하락하면 중동 등 건설 코스트가 높은 곳에서는 프로젝트 채산성에 영향을 미칠 우려가 제기되고 있다.
2013-2018년 북미 지역의 에틸렌 신증설은 1010만톤, PE는 610만톤으로 파악되고 있다.
모두 에탄(Ethane) 베이스로 대부분 PE, EG(Ethylene Glycol) 제조용으로 투입하나 EG는 수요증가를 기대하기 어려워 대부분 PE에 투입할 것으로 예상되고 있다. 실제 200만톤 확대할 것이라는 견해도 나타나고 있다.
중동은 생산능력 증가율이 2012-2017년 6.5%에서 2013-2018년 5.4%로 둔화될 것으로 예상되고 있다. 국제유가 하락으로 신증설 프로젝트 보류가 잇따르고 있기 때문이다.
아시아는 중국의 점유율이 2013년 38%에서 2018년 38%로 큰 변화가 나타나지 않고 있다. 석탄화학·메탄올 베이스 에틸렌 증설 프로젝트의 유도제품 건설계획이 확정되지 않았기 때문으로, 중국은 에틸렌 생산능력을 2013-2018년 750만톤 확대될 것으로 예상되고 있다.
반면, PE의 공급능력은 200만톤 확대하는데 그쳐 에틸렌 수요의 50-60%를 PE에 투입한다는 사실을 감안하면 PE 생산능력을 추가로 200만톤 확대할 가능성이 점쳐지고 있다.

미국산, 중동산 제치고 아시아 공략
세계 PE 메이저는 Dow Chemical, ExxonMobil, Lyondell Basell, Sabic, Sinopec 등으로 Ineos는 2018년 9위로 떨어질 것으로 판단되고 있다.
HDPE(High-Density PE), LDPE 1위는 2013년 LyondellBasell이었으나 2018년 2위로 밀려나며, 2018년 HDPE 1위는 CPChem(ChevronPhillips Chemical), LDPE 1위는 Dow Chemical으로 예측되고 있다.
LLDPE(Linear Low Density PE)는 ExxonMobil과 Dow Chemical이 경쟁기업들을 크게 따돌려 1위, 2위를 석권하고 있고 PetroChina는 5위로 밀려날 것으로 판단되고 있다.
다만, Dow Chemical이 DuPont과 통합한 후 3개 사업으로 분할하기로 결정해 PE 사업을 매각할지, 아니면 분사할지 주목되고 있다.

<정현섭 기자: jhs@chemlocus.com>