▲ 메탄올 제조 공정 및 세계 최초 신촉매 기술.

이산화탄소와 메탄을 일상생활에 꼭 필요한 화학원료로 탈바꿈시켜 청정원료로 대량생산하는 기술이 국내에서 처음으로 개발됐다.

한국화학연구원(원장 이규호)과 현대오일뱅크(사장 문종박)는 16일 오후 1시45분 서산 현대오일뱅크에서 메탄올 제조 플랜트 준공식을 개최하고 성공적으로 시운전을 마쳤다.

상용화의 바로 전단계인 이 플랜트는 메탄올을 하루에 10톤 생산할 수 있을뿐만 아니라 상용화되면 전량 수입에 의존하고 있는 연간 100만톤 이상의 메탄올 소비량을 국산화할 수 있다.

화학(연) 전기원 박사팀이 개발한 금번 기술은 이산화탄소와 메탄, 수증기를 합성가스 반응장치에 넣고 촉매를 투입해 합성가스를 만드는 신공정 기술이다. 이렇게 제조된 합성가스로부터 청정연료 메탄올을 만들어낼 수 있다.

메탄올은 청정 대체 연료로 활용되어 석유 고갈에 대비할 수 있는 친환경 연료이며, 플라스틱, 고무 등 각종 생활용품과 산업기자재를 만드는 데 필수적인 화학 기초원료 제조에 쓰인다.

기존에 메탄올을 만드는 공정은 공기 중에서 산소를 추출해 메탄과 반응시켰는데 비용과 에너지가 많이 들었으나, 개발된 기술은 이산화탄소와 메탄을 이용해 메탄올을 저비용, 저에너지로 생산할 수 있다.

또한, 또다른 합성가스 제조 공정에서는 반응에 필요한 수증기량이 메탄의 3배 이상이어서 수증기를 만들기 위한 에너지가 많이 들었으나, 본 기술은 공정에 필요한 수증기량을 메탄의 1.6배로 획기적으로 줄였다.

공정에 투입된 이산화탄소의 95% 이상은 반응되어 에너지효율을 향상시켰으며 기존공정에 비해 이산화탄소 배출을 30% 절감시켰다.

향후 국내 철강산업의 부생가스에 들어있는 이산화탄소와 메탄을 활용해 메탄올을 생산하는 데 적용될 수 있을것으로 보인다.

또한 지금까지 Johnson Matthey, Lurgi, Haldor-Topsoe 등 3대 메이저업체가 세계 메탄올 라이선스를 분할선점하고 있는 상황에,기술 국산화로 인해 국내 업체의 사업 기회 확대에 기여할 것으로 보인다.

화학(연) 이규호 원장은 “우리나라는 온실가스 배출량 세계 7위 국가다. 국내 자립 기술을 통해 기존 공정에 비해 이산화탄소를 획기적으로 줄일 수 있어, 금년부터 실시되고 있는 탄소배출권 거래제에 유리하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.”고 연구성과의 의의를 밝혔다.

전기원 박사는 “본 기술은 메탄, 일산화탄소 등 탄소수가 1개인 가스를 활용하여 고부가가치 화학원료로 전환하는 C1 리파이너리 기술 중 하나로 향후 북미지역의 셰일가스 출현에 따라 중국 등 전세계적으로 늘어나고 있는 메탄올 생산 기술 수요를 충족시킬 수 있다”고 밝혔다.

화학(연)과 현대오일뱅크는 향후 안정적으로 플랜트를 연속 운영하여 경험을 축적하고, 메탄올을 연간 100만톤 생산할 수 있는 상용 플랜트를 설계할 계획이다.

한편, 이번 연구는 산업통상자원부 에너지기술개발사업의 지원으로 수행되었다.

▲ 메탄올 플랜트 (10 ton/일) 완공 사진.