풍국주정, ‘초고순도 에탄올’ 신규 사업 진출

日産 250톤 4N급 10월 완공, 국내최초 추출증류로 고품질 제품 생산

배터리 전해질 등 수요 확대, 국내외 시장 도전장

▲ 풍국주정 관계자들이 ‘초고순도 에탄올’ 첫 출하를 환영하며 기념촬영에 응하고 있다.

주정제조 명문 장수기업인 풍국주정이 기존 수소, 탄산 등 산업가스 사업에 이어 신규 사업으로 친환경 초고순도 에탄올 시장에 출사표를 던진다. 이 제품은 특히 최근 모빌리티 전동화에 따라 수요가 급격히 증가하고 있는 이차전지의 핵심소재로 사용될 수 있어 첨단소재 기업으로의 도약이 기대되고 있다.

1953년 식음료용 에탄올 제조업을 기반으로 설립된 풍국주정은 지난해 7월 대구 달서구 성서공단에 초고순도 에탄올 공장 착공식을 시작으로 추출증류 신공법을 적용한 증류탑과 반도체용으로 사용될 메탈 제거를 위한 조정실 등 각종 설비의 설치를 완료했으며 수차례의 시험생산을 거쳐 오는 10월 본격적인 상업 생산에 돌입할 예정이다.

이곳에서는 불순물 및 수분을 제거하는 공정을 거쳐, 일 250톤의 초고순도 에탄올을 생산하며, 생산된 제품은 3,000톤 규모 저장탱크에 저장된다. 저장탱크는 추후 늘어나는 제품 수요에 발 맞춰 5,000톤 규모로 증설 예정이다. 현재는 다수의 업체를 대상으로 제품 출하 중이며, 각 업체에서 요구하는 스펙에 맞춘 고순도 및 초고순도 에탄올을 맞춤 공급하고 있다.

풍국주정은 소주의 원료로 사용하는 식음료용 에탄올(주정)을 생산해온 70년간의 긴 업력을 가지고 있다. 이를 바탕으로 한 견고한 실적의 주정 사업에 안주하지 않고 적극적 연구 및 투자를 통해 첨단 산업용 기초소재 전문기업으로 거듭나고자 국내 최초 4N급 이상의 초고순도 에탄올 사업 진출을 결정한 것이다.

▲ 풍국주정 대구 초고순도 에탄올 공장에서는 일 250톤의 4N급 제품이 생산된다.

■ 제약·반도체·이차전지 등 핵심소재, ‘초고순도 에탄올’

초고순도 에탄올이란 99.99%이상의 수분이 거의 들어있지 않은 순수한 에탄올을 일컫는 말로, 쉽게 말해 에탄올 외 다른 성분이 첨가되지 않은 무수분 상태의 에탄올을 말한다. 그동안 음료용으로 사용된 주정의 순도는 95%이며, 우리가 일상에서 사용하는 소독용 에탄올 등은 높은 순도의 에탄올을 정제수에 희석해 만든 것이다.

각 산업별 초고순도 에탄올의 쓰임새를 살펴보자면, 반도체와 제약 산업에서는 99.99%이상 순도의 초고순도 에탄올을 요구하며 전극과 반응하는 금속물질이 없어야 하고 기타 특정 불순물의 함량이 ppb단위(10억분의 1g)로 제거되어야 한다. 이렇게 생산된 초고순도 에탄올은 수분이 없어야 하는 까다로운 산업 공정에 사용된다. 구체적으로 반도체 세척 및 Wafer 건조, 전기자동차 리튬이온 배터리, 전해액 유기용매의 핵심소재 및 식각액이나 금속 부식방지, 바이오 및 제약 원료의 제조, 친환경 페인트 용제, 화학실험 및 분석용 시약 등 다양한 공정에 필수 소재로 무한한 경쟁력을 가진다.

2015년 전 세계 195개국이 참여한 파리협정 이후 세계적인 탄소중립 요구에 따라 지난해 국내에 판매된 차량 10대 중 1대가 전기차일 정도로 모빌리티의 전동화가 가속화되고 있는 가운데 초고순도 에탄올은 이차전지 4대 핵심소재 중 하나인 전해질을 제조하는 용도로 그 수요가 날로 급증하고 있다. 초고순도 에탄올은 미래 산업의 대표주자인 이차전지, 반도체, 바이오 산업분야에 있어 제품 품질 완성도를 좌우하는 주요 소재로 사업의 청사진을 제시한다.

배터리 전문 시장조사기관인 SNE리서치에 따르면, 전 세계 전기차 수요는 2019년 232만대에서 연평균 33%씩 성장하여 2030년에는 약 5,568만 대로 확대될 전망이다. 이에 비례하여 탑재되는 배터리 수요 역시 늘어나는 것은 당연한 수순이다. 일반적으로 생각할 수 있는 전기자동차 외에도 에너지저장시스템(ESS), 스마트폰, 인공위성, 태양광전지 등 광범위한 배터리 산업 분야에서 초고순도 에탄올은 기초소재로써 그 필요성이 기하급수적으로 증가할 것으로 예상된다.

초고순도 에탄올은 그 수요에 있어 저순도 알코올과는 차별화된 ‘반도체 산업’에 집중된다. 특히 대한민국의 반도체 산업은 전체 GDP의 약 10%를 차지하고 전 세계적으로도 21%의 생산능력을 가지고 있는 만큼 그 규모가 방대하다. 반도체 생산에서 초고순도 에탄올은 초정밀 산업소재로써 반도체 Wafer 세척과정에서 미세한 불순물들을 제거하는 중요한 역할을 맡고 있다.

제약·바이오 산업에 있어 ‘멸균 및 방부’는 제조공정에서 가장 중요한 과정에 해당하며 약물의 효과와 안정성에도 매우 큰 영향을 미친다. 이 과정에서 초고순도 에탄올이 사용되며 과정의 중요성과 비례하여 그 순도는 매우 엄격하게 관리되고 있다.

제약 사업에서 사용되는 초고순도 에탄올 소비량은 전 세계적으로 2019년 1억6천2백만kl에서 2020년 1억8천5백6십만kl로 1년 사이 15%에 달하는 증가세를 보였으며 2023년 현재 공급이 수요를 충족하기 힘든 수요과잉 상황으로 추후 사업성에 대한 전망은 ‘매우 밝음’으로 보여 진다.

풍국주정 관계자에 따르면 “풍국주정의 초고순도 에탄올의 시험생산결과 품질은 미국 약전 USP(United States Pharmacopeia), 영국 약전 EP(European Pharmacopoeia) 품질기준인 10uL/L 수준을 상회한다”고 해 순도와 품질이 굉장히 높았다는 점이 눈여겨 볼만하다.

■인체 무해 친환경 에탄올, 철저한 품질 관리 대규모 투자

최근 유럽연합(EU)에서 공급망 전반에 걸쳐 ESG(환경·사회·지배구조)가 준수되고 있는지 확인하는 ‘ESG 공급망 실사법’을 2024년부터 본격 시행할 예정으로 친환경 소재는 선택이 아닌 필수가 되고 있다.

풍국주정의 초고순도 에탄올은 곡물을 발효해 만든 에탄올을 원료로 사용하기 때문에 기존 석유기반 화학물질로 생산하는 제품과 달리 생산과정에서 발생하는 부산물을 최소화하고 온실가스를 비약적으로 감축하는 등 친환경적 기법을 통해 인체에 무해한 친환경 에탄올을 생산한다. 이는 석유에서 추출된 에탄올에 대비되는 낮은 ‘탄소 발자국(Carbon footprint)’을 가지기에 미래지향적 산업들과 함께 지속가능한 성장 측면에서 단순한 경제성, 그 이상의 성장 가능성이 존재한다.

특히 풍국주정은 국립공주대학교와의 협업·설계를 통해 세계적으로 소수의 전자급(EL Grade) 생산 공장만이 채택한 추출공정을 도입했다. 기존 공비증류를 통해서 이루어 내지 못한 것을 국내 최초로 고난도의 시험생산과정을 거쳐 마침내 상업가동을 구현할 수 있게 된 것이다.

풍국주정은 국내 최초로 최신공법인 추출 증류를 통해 △99.5% △99.9%(3N) △99.99%(4N)이상 급의 다양한 초고순도 에탄올을 생산할 수 있는 공정을 갖췄다. 특히 4N급은 메탈 함량이 1ppb(10-9)이하이며 관리가 까다롭기에 제품 생산 후에도 완벽한 사후 품질관리체계를 수행할 수 있다.

이를 위해 제품관리에도 대대적인 투자를 진행 중이다. 제품 저장탱크에 질소를 충전하여 대기의 수분 및 기타 오염물질의 유입을 막아 최고의 청정도를 유지하고 ‘생산-출하단계’까지 사람의 손이 전혀 닿지 않는 클린룸(청정실)과 자동 출하설비(ACQC, Auto Clean Quick Coupler)를 도입하여 인적 오류와 출하시간 지연 등 리스크 감소 및 불순물의 교차오염을 원천 차단하기 위함이다.

또한 24시간 제품을 분석, 각 불순물을 ppb단위로 추적 관리할 수 있는 시스템을 갖췄다. 이로써 미량의 화합물에서도 전문 분석기술을 통해 한 치의 오차 없이 고객이 요구하는 제품 스펙에 부합하는 무결한 완성품을 생산할 수 있게 됐다.

풍국주정은 점차적으로 수요 증가에 따른 공장 증설 및 설비 추가 투자를 통해 초고순도 에탄올의 생산량을 확대하고, 국내는 물론 전 세계 시장 수요처를 상대로 날로 성장하고 있는 초고순도 에탄올 시장을 선점한다는 계획이다. 현재 회사는 다수의 국내 대기업들로부터 에탄올 품질에 대한 Auditing(납품조건심사)을 수행하고 있으며, 수요량에 맞춰 저장탱크를 증설 중이다.

■ ‘지역경제 활성화에 공헌하는’ 풍국주정의 초고순도 에탄올

풍국주정의 초고순도 에탄올이 대구 성서공단에 위치하게 되어 이차전지 소재 사업과 바이오산업 유치와 관련한 다양한 방면에서 활력을 불어 넣을 것으로 전망 되며, 수입에만 의존하고 있는 초고순도 에탄올을 국내에서 생산, 해외에 수출까지 나서면서 국가 경제발전에 이바지하고 국내 소재산업 경쟁력 강화 및 공급망 안정화에도 기여할 것으로 기대하고 있다.

풍국주정 관계자는 “초고순도 에탄올 시장 진출은 70년에 달하는 식음료용 에탄올 생산기술 노하우를 한 단계 발전시키고 친환경 에탄올 산업을 선도할 수 있는 새로운 도전”이라며 “사업 포트폴리오를 다각화하고 모빌사업의 핵심인 전해질 사업 분야의 신규 수요처를 발굴함으로써 대한민국 주력산업의 지속적인 발전에 기여하는 소재전문기업으로 자리매김하겠다.”고 밝혔다.