산업가스

탄산업계, 新수요처 개발로 난관 극복한다 ||■ 발전소, 새로운 원료처로 각광 국내 탄산메이커들의 올해 총 생산능력을 집계한 결과에 따르면 하루 2,970톤으로 전년 대비 소폭 늘어난 것으로 나타났다. 가동률 등을 감안하면 실제 생산량은 일 2,300톤, 연 76만톤으로 추산되고 있다. 지금까지 탄산업계는 주로 석유화학공정에서 나오는 부생가스(원료가스)를 액화시켜 탄산을 만들어 왔는데 석화사들의 가동률 조정과 오버홀로 인해 안정적인 원료확보가 쉽지 않았다. 그러나 최근 원전가동 중단으로 인해 화력발전 비중이 늘어나고 발전소에 CO2포집설비가 속속 마련되면서 탄산업계는 발전소 원료가스를 새로운 원료처로 주목하고 있다. 포집설비에서 나오는 CO2는 순도가 높아 탄산업계는 생산비가 덜 들고 발전사들은 온실가스 감축효과가 있는 등 양측의 이해가 맞아 떨어져 협력이 활발히 진행되고 있다. 지난 7월24일 선도화학은 한국중부발전과 MOU를 맺고 보령화력발전소 CO2포집설비에 있는 CO2를 공급받기로 했다. 순도 99%이상의 CO2를 이용해 내년경 일 150~200톤에 달하는 탄산을 생산할 계획이다. 태경화학은 지난해 2월 포스코 광양제철소에 건설 중인 합성천연가스(Synthetic Natural Gas, SNG) 공장에서 나오는 순도 99% 이상의 CO2를 확보했다. 이는 하루 500톤의 탄산을 생산할 수 있는 양으로 회사는 인근에 탄산플랜트를 건설해 내년부터 본격 생산에 나설 예정이다. 동광화학은 지난해 7월 한국남부발전과 MOU를 통해 하동 화력발전소의 CO2포집설비에서 CO2를 받아 올해 하루 200톤규모의 CO2생산에 나설 계획이다. 이와 같은 발전사와의 협력모델은 업계의 숙원이었던 원료가스 다변화와 함께 물량 증대로 직결될 전망이다. 이밖에도 덕양이 내년 7월 준공을 목표로 하고 있는 울산 제3공장(수소공장)에서는 5만N㎥/h의 수소가스와 하루 300톤의 탄산(CO2)을 생산할 수 있어 내년이후 탄산시장 공급과잉이 심화될 것으로 예상되고 있다. ■ 조선·드라이아이스 수요 ‘빨간불’, 매출감소 우려 늘어나는 탄산물량과 달리 수요는 눈에 띄게 점점 줄어들고 있다. 주 수요처인 조선업계의 불황이 깊어지면서 탄산업계의 경영실적도 빨간불이 켜진지 오래다. 지난해 국내 7개 탄산메이커의 총 매출은 1,497억6,400만원으로 전년 대비 5.4% 늘어났다. 그러나 총 영업이익은 158억3,200만원으로 전년 대비 6.6% 감소했고 총 순이익은 6.4% 줄어든 145억4,100만원을 기록했다. 2009년 이래 매출은 늘고 있지만 영업이익과 순이익은 지속적으로 줄어들고 있다. 조선경기의 불황이 지속되며 업계는 매출마저 감소할 것으로 우려하고 있다. 조선경기 침체로 STX와 같은 대형조선사가 경영난에 빠지면서 협력업체들도 일손을 놓고 있는 것. 또한 조선사들의 수주가 벌크나 컨선에서 해양플랜트 등 고부가 선박으로 전환되면서 탄산의 사용량도 줄어들고 있는 추세다. 업계에 따르면 조선소가 있는 남부지방의 경우 액체탄산 판매가 전년 대비 30% 가량 줄어든 것으로 파악되고 있다. 탄산 총매출에서 공업용 탄산의 비중이 절반 이상임을 감안하면 올해 탄산업계의 경영실적이 적자로 돌아설 것이라는 우려가 나오고 있는 상황이다. 그간 매출증대에 기여했던 드라이아이스 對日 수출도 급감하고 있어 업계의 한숨은 더욱 깊어지고 있다. 일본 대지진 여파로 석유화학공장이 가동을 멈추면서 한국산 드라이아이스 수출은 없어서 못팔 정도로 특수를 누렸다. 그러나 최근 엔저로 가격 경쟁력이 떨어진데다 일본에서 드라이아이스를 대규모로 생산할 수 있는 설비가 구축되면서 드라이아이스 매출은 업체마다 30~50% 줄어들 것으로 예상되고 있다. 현재 드라이아이스 시장은 3만톤에서 3만5,000톤시장을 형성하고 있다. 또 다른 주 수요처인 식음료 쪽에서도 수요감소세는 계속되고 있다. 식료품 첨가물 수요가 질소로 대체되고, 빙과류 운반 등에 드라이아이스 대신 냉동탑차가 사용되는 예가 많아지면서 국내 탄산수요는 지속적인 감소 추세를 보이고 있다. 음료시장에서는 과즙이나 알칼리성 이온음료 같은 비탄산음료가 부상하고 있는데 반해 콜라와 사이다 등 탄산음료는 ‘웰빙’을 중요시하는 사회적 분위기에 따라 시장에서 점점 밀려나고 있다. 年 생산량 76만톤, 발전소 등 원료처 다변화 불황에 수요 급감, 조선소 물량 전년比 30%↓ ||■ 原價 올라도 제품價 ‘제자리’ 탄산업계의 영업실적 하락세는 제품가격 인상을 제대로 하지 못하는데 기인한다. 지난 2008년 산업계 전반에 큰 파장을 미쳤던 이른바 ‘탄산파동’ 시기에 단가를 올린 이후 인상이 없었던 것. 반면 생산원가는 급격히 상승하고 있다. 특히 생산비에서 큰 비중을 차지하는 전기요금(산업용)은 1년 반 사이 20%나 올랐다. 게다가 전력난으로 인해 전기사용량이 일정수준을 넘으면 벌금을 내야하는 상황이어서 생산량을 조절하는 어려움도 겪고 있다. 업계 관계자는 “경기가 어려운데다 경쟁도 치열해 수요처에 단가 인상을 요구하기 어려운 상황”이라며 “새로운 수요처 발굴과 함께 공정개선을 통한 원가절감에 더욱 매진하는 수밖에 없는 상황”이라고 밝혔다. ■ CO2자원화, 농업용 시장 ‘부상’ 최근 탄산의 신규 수요처로 떠오르는 분야는 농업이다. CO2는 식물이 광합성 하는데 꼭 필요한 것으로 파프리카, 토마토, 딸기, 오이, 장미, 고추, 화훼 등을 재배하는 온실에 적정하게 주입하면 수확이 빨라지고 수량이 늘어나는 효과가 있다. 또한 상품의 품질이 향상되면서 비상품과도 없어져 생산성이 늘어나는 중요한 효과가 있다. 유통과정에서 탄산을 사용하면 보관기간이 길어지고 제품손상을 막는데 탁월해 농가의 생산성은 30~50%까지 증가하는 것으로 조사되고 있다. 농촌진흥청에 따르면 파프리카 재배 시 기준에 따라 탄산을 사용하면 수확시기를 약 1주일 앞당기고 상품수량도 약 15% 늘어나 10a(1,000㎡)당 소득이 약 99만원 증대되는 것으로 밝혀진 바 있다. 국내 경북 청도의 영농연구단체가 개발한 드라이아이스 이용 과수 숙성법은 포장박스 내부에 소량의 드라이아이스를 투입해 감의 떫은맛을 탄소동화작용으로 제거하는 동시에 유통기한을 일주일 이상 연장, 보관할 수 있는 방법이다. 농촌진흥청이 개발한 딸기 신선도 유지방법에 따르면 CO2 농도를 25~30%로 맞춘 결과 유통 중에 무르는 증상이 적게 나타나고, 유통 중 부패율도 20% 이상 줄어들어 신선도 유지에 효과적인 것으로 나타났다. 이처럼 CO2의 장점은 널리 알려졌으나 문제는 가격이다. 하루 10시간 이상 탄산을 사용할 경우 10a당 연간 3~400만원에 달하는 것으로 조사되고 있으며 탄산 저장탱크, 공급호스, 타이머, 센서 등이 필요하다. 이에 기존 농가에서는 LPG, 경유 등을 연소시켜 CO2를 사용하기도 했다. 그러나 오히려 온실가스를 발생한다는 점과 CO2농도의 황성분, 민감한 작물의 특성 등으로 인해 농가에 피해를 준 사례가 있어 식음료의 액체탄산 적용이 가속화되고 있다. 친환경 농산물 등 먹거리에 대한 사회적 관심의 확대를 고려할 때 충분한 성장 가능성을 갖춘 신규 수요산업으로 성장 할 수 있다. 현재 농업용 탄산시장 규모는 연간 약 3만톤으로 전체의 4%에 달하는 시장을 형성하고 있으며 향후에는 10~20만톤 시장으로 성장할 것으로 기대되도 있다. 특히 SNG, 발전소에서 CO2를 확보한 태경화학, 선도화학, 동광화학은 모두 농업용 탄산시장을 바라보고 있다. 신시장 개척은 물론 국가적으로 골칫덩이인 CO2를 자원화시키는데 앞장서고 있는 것이다. 태경화학은 포스코 광양 SNG 플랜트를 통해 생산될 탄산을 기반으로 농업용 시장에 적극적으로 진출한다는 계획이다. 특히 모기업인 송원그룹과 포스코의 오랜 사업경험을 바탕으로 CO2 이용 농작, 해외시장 개척 등에 대한 연구개발과 시장발전 방안에 함께 나서기로 한 것은 든든한 기반이다. 회사는 농업용 탄산을 ‘그린탄산(Green CO2)’으로 상표등록했으며 전국 150여 농가(약 30만평)에 탄산을 공급하면서 영업을 확대하고 있다. 농식품박람회 등에 출품해 탄산가스 자동 공급기를 선보이고 있는 것도 이의 일환이다. 회사는 신설공장인 광양을 포함한 대산, 여천, 온산, 나주 등 전국 각 지역의 원료공급처를 기반으로 2015년엔 농업용 탄산분야에서만 70억원의 매출을 달성한다는 계획이다. 선도화학은 지난해 말 대산공장에 800톤 규모의 식음료용 탄산저장탱크를 마련한데 이어 지난 5월에는 하루 150톤 규모의 식음료 전용 탄산제조시설을 증설하며 농업용 시장 진출에 나서고 있다. 또한 식음료용에 대한 철저한 품질관리를 위해 탄산의 순도와 수분, 일산화탄소 등을 실시간으로 분석할 수 있는 CO2 자동분석시스템을 도입했다. 회사는 향후 중부발전 보령화력발전소에서 생산하는 탄산을 농업용으로 판매할 계획이다. 동광화학은 2011년 7월 한국남부발전과 체결한 ‘CO2 빌리지 사업’에 따라 CO2를 딸기 재배 하우스에 시험 적용하고 있다. 발전소에서 포집한 CO2를 농작물 재배사업장 등에 저렴하게 공급하는데 주력하고 있으며 향후엔 토마토, 참외 등 7대 농작물로 적용을 확대한다는 계획이다. 이처럼 탄산업계가 농업용 탄산시장을 확대하고 있지만 탄산을 이용한 새로운 농법에 대한 인식부족과 인프라 부족은 큰 걸림돌로 작용하고 있다. 국내 농가가 대부분 영세하다 보니 탄산이 뛰어난 점을 잘 알지만 시설 설치비에 난색을 표하고 있는 것이다. 탄산업계 관계자는 “탄산을 이용한 농법은 FTA로 어려움을 겪고 있는 우리 농가를 살리고 온실가스 감축 효과를 거둘 수 있는 ‘일석이조’의 효과가 있다”며 “정부와 각 지자체의 농업과 환경을 살리는 탄산농법에 대한 금전적·기술적 지원이 필요한 때”라고 강조했다. 농업용 시장 지속성장…年 10~20만톤 농업·환경·자원·소재 적용 확대 기대 ||■환경·자원개발 등 다방면 사용 탄산은 산업계 전 분야에 걸쳐 폭넓게 사용되고 있으며 그 용도도 여타 소재에 비해 훨씬 다양하다. 현재 파악되는 전 세계적 탄산 수요는 100여가지의 세부품목으로 추정되고 있다. 용도별로는 산업용(Inert Gas로서 용접용, 소화용, 탱크 Purge Gas용, 급속냉각제, 주물공업의 이형제, 산화방지제, 가연성위험물 저장탱크의 Sealing용, CO2 gas laser 충진용)이 50%가량 차지하며 식품용(맥주 및 탄산음료의 식품첨가물 등)으로는 20%, 드라이아이스 15%, 기타(△농업용 : 식물성장촉진제, 곡물의 저장, 감의 탄닌산 제거(당도유지), 채소와 과일의 저온 저장용 -CA(Controlled Atmosphere)Storge △의약품용 : 국소마취제, 살충제, 소독가스(E.O와 혼합가스), 인큐베이터용 △화학 원료용 : 요소(Urea), 소다회(Soda Ash) 제조용 △기타 : 수처리 및 폐수처리 - PH control(염색단지, 댐과 터널공사장), 담배의 Puffing, 가축의 도살, 분무기 중진용(화장품, 의약품, 살충제 등)에서 10% 정도를 차지하고 있는 것으로 조사됐다. 용접에 주로 사용됐던 산소가 금속절단용으로 수요가 늘어남에 따라 탄산용접이 늘어나는 추세로 향후 산업용 탄산의 수요는 크게 증가할 전망이다. 최근에는 유전, 가스전, 탄층의 메탄 등의 회수율을 높이기 위해 CO2를 주입하고 있다. 또한 향후 메탄하이드레이트(MH) 채굴에 메탄-CO2치환 채굴기술은 CCS 비용을 줄일 수 있기 때문에 매우 매력적이다. 제조업 분야에서도 다양한 접근이 모색되고 있다. CO2를 원료로 폴리카보네이트(PC) 수지, 메탄올 등을 생산하는 기술이 개발됐으며 탄산을 이용한 주물의 형틀 재생기술과 함께 단열재 발포용 가스수요도 늘고 있다. 환경에 대한 인식이 강화되면서 환경분야에서의 탄산사용이 관심을 받고 있다. 이중 탄산을 이용한 알칼리성 산업폐수 중화방법은 하수처리장의 하수탱크에 연결된 소형관을 통해 탄산을 주입, 소형관의 미세한 구멍에서 입자형의 기포를 발생시킴으로써 폐수와 화학반응을 유도해 중화하는 방식을 말한다. 이 방식은 이미 폐수처리 현장에서 상용화돼 배출 폐수의 수질과 설비 수명면에서 기존의 황산(H2SO4) 처리법 보다 경제성과 친환경성에서 보다 유리한 조건을 갖고 있다는 것이다. 향후 탄산 중화법이 보편화될 경우 염색공단, 제지공장 등 주요 폐수발생업체를 통한 영업이 가능할 것으로 보여 보다 적극적이고 기술적인 접근이 요구되고 있다. 이처럼 탄산은 무수히 많은 분야에 진출할 수 있지만 실제 적용이 활발히 이뤄지지 못하고 있는 실정이다. 이는 시장이 크지 않은 탓에 기술개발 여력이 많지 않다는 점도 있지만 기업 상호간의 견제로 인해 기술영업을 접목시키지 못하는 부분이 크다는 분석이다. 이에 대해 한 업계 전문가는 “다양한 수요창출이 가능하기 때문에 현재 업계에서도 신수요처와 품목의 발굴을 위해 다양한 많은 연구를 진행하고 있다”며 “조선용 탄산시장이 침체를 겪는 상황에서 새로운 시장을 개발하기 위한 업계 간 협력이 절실한 때”라고 제언했다.