• 국내 유일 탄소중립화학공정실증센터
  하루 최대 150㎏ 이산화탄소 처리
  유관기관과 ‘CCU 메가프로젝트’ 준비

한국화학연구원 연구진이 비산화 메탄 직접 전환기술의 핵심인 단원자 철 촉매를 들여다보고 있는 모습

유럽연합(EU), 미국 등 전 세계가 탄소중립과 관련된 무역 장벽 도입과 기술 확보에 집중하는 가운데, 전남 여수에 국내 유일의 탄소중립형 대규모 석유화학공정 실증 연구시설이 구축돼 본격적인 기업 지원에 나선다.

여수 미래혁신지구에 자리잡은 한국화학연구원 탄소중립화학공정실증센터(이하 실증센터)는 ‘석유화학산업 고도화’ 기반 구축 사업으로 추진된 국내 유일의 탄소중립화학공정실증 시설이다. 촉매·분리 소재를 실증 규모로 제조·검증하고 실증연구를 수행하는 등 산업계 지원을 위한 거점 역할을 수행할 예정이다.

지난달 27일 찾은 실증센터에는 실증 장비 12종, 유틸리티 설비 5종, 분석 장비 7종까지 총 24종의 장비를 갖추고 있다. 특히 분석 장비는 가동을 정상화, 올해 4월부터 기업체 분석 서비스를 지원하고 있다. 현재 원천기술의 대규모 실증 지원을 위한 이들 장비는 통합 모니터링·운전 시스템이 구축돼 개별 장비들의 시운전이 진행 중이다. 올해 9월부터 산업계 지원을 목표로 차질 없이 준비 중이다.

국내 석유화학산업은 다양한 요인에 따른 어려움을 겪고 있다. 최근 중국 내 석유화학 생산 시설이 지속 확대돼 자급률이 높아지면서 대중국 수출 수요는 감소하고, 글로벌 석유화학시장의 공급 과잉으로 수출 단가도 하락했다. 각국의 저탄소 정책 추진에 따른 탄소저감 기술 확보도 시급해지고 있다.

실증센터에서는 납사의 열분해 공정에서 연료로 사용되어 석유화학공정의 주요 온실가스 발생원으로 꼽히는 메탄을 활용, 석유화학산업에서 매우 중요한 에틸렌, 프로필렌 등의 물질로 전환하는 연구를 수행 중이다.

여수에 구축된 한국화학연구원 탄소중립화학공정실증센터 내부 [한국화학연구원 제공]

이번 연구는 온실가스 발생량을 저감하는 실증 기술로서, 1단계 목표인 벤치급 촉매·공정 기술에 대한 검증을 통해 2단계부터는 실증센터 내 구축한 인프라를 활용하여 기술을 스케일업하고 검증하는 연구를 수행한다.

화학연은 1차 사업에 이어 2차 사업인 ‘탄소포집활용(CCU) 실증지원센터 구축’ 사업의 일환으로 이산화탄소(CO₂)의 화학적 전환 기술 실증을 위한 CCU 실증지원센터를 올해 12월 완공을 목표로 건축 중이다.

CCU 실증지원센터에는 ▷하루 이산화탄소 150㎏을 처리할 수 있는 이산화탄소 기상전환 설비 ▷합성연료 기준 하루 50㎏ 생산 규모의 이산화탄소 전환 액상화합물 제조설비 ▷하루 23㎏의 이산화탄소를 처리할 수 있는 이산화탄소 고압액상화합물 제조 설비 등 원천기술을 스케일업·실증할 수 있는 파일럿급 이산화탄소 화학적 전환설비를 보유한다.

이를 통해 ‘2030 국가 온실가스 감축목표’ 달성과 CCU 분야 신시장 창출을 위한 다양한 사업을 기획 중이다. 특히 온실가스 다배출 산업 CCU 기술 실증 R&D 사업을 위해 다양한 유관기관과 협업하여 ‘CCU 메가프로젝트’를 준비 중에 있다.

이영국 화학연 원장은 “실증센터는 이산화탄소 기반 친환경 화합물 제조 기술 개발과 실증 인프라 구축을 통해, 국가 경쟁력을 확보하고 세계 최고의 선도기술을 선점하는 역할을 수행할 것”이라고 말했다.

여수=구본혁 기자