국내 연구진과 산업계가 공동연구를 통해 메탄과 이산화탄소를 원료로 온실가스 저감 메탄올을 생산하는 공정 기술을 개발했다. 이를 LNG 관련 분야 또 다른 국내 기업에 이전하는 계약을 체결했다.
한국화학연구원(원장 이영국), HD한국조선해양(대표 김성준), HD현대중공업(대표 이상균), HD현대오일뱅크(대표 주영민), 에코프로HN(대표 김종섭)은 가스엔텍(대표 곽정호)과 14일 오후 1시 30분, 화학연에서 기술이전 협약식을 개최했다.
협약식은 화학연 이영국 원장, HD한국조선해양 박상민 상무, HD현대오일뱅크 한장선 부사장, 에코프로HN 김승욱 이사, 가스엔텍 곽정호 대표 등 관계자 10여명이 참석한 가운데 진행됐다.
화학연 전기원 박사 연구팀은 메탄과 이산화탄소에 수증기를 섞은 혼합기체를 촉매에 통과시킴으로써 합성가스를 제조하는 리포밍 신공정 기술을 개발했다. 또한 제조된 합성가스로부터 메탄올을 생산하는 통합 공정도 개발해 온실가스 저감 가능 기술을 확보했다.
가스엔텍은 이번에 이전받은 기술을 활용해 LNG 화물 탱크에서 자연적으로 증발 및 기화하는 천연가스(BOG)로부터 메탄올 생산 기술의 상용화를 계획하고 있다. BOG와 이산화탄소를 원료로 메탄올을 생산함으로써 탄소중립 기술의 발판을 마련했다.
기존 메탄올 상용 공정은 메탄올 1톤 생산시 0.55톤의 이산화탄소를 발생시키고, 열 효율은 58% 내외로 알려져 있다. 연구팀이 확보한 기술은 메탄올 1톤 생산시 0.35톤의 이산화탄소를 발생시키고, 열 효율은 66% 수준이다. 즉 기존 기술에 비해 이산화탄소 발생은 36% 줄이고, 열 효율은 14% 향상시킨 기술이다.
이번 기술에서는 합성가스 제조시 온실가스인 메탄과 이산화탄소를 활용함으로써 메탄의 25%를 이산화탄소로 대체하여 탄소의 효율성을 증가시켰다. 또한 공정 중 사용되는 수증기량을 기존의 메탄 대비 3배 분량에서 메탄 대비 1.6배로 최소화하여 에너지 효율성을 향상시킨 저탄소·저에너지형 공정 기술이란 특징도 있다. 특히 메탄올 생성 과정에서 투입된 이산화탄소의 95% 이상이 사용되어 없어지는 높은 반응 이용률을 보여, 탄소 저감에 효과적인 공정 기술이다.
화학연을 비롯한 산업계는 2006년부터 2017년까지 약 10년간 공동 연구를 통해 이산화탄소 이용률을 높이는 리포밍 촉매를 자체적으로 개발하고, 공정 최적화 등을 통해 저탄소·저에너지·고효율 메탄올 플랜트 기술을 확보하였다. 이번 메탄올 기술을 개발함으로써, 이산화탄소와 메탄 기반 메탄올 생산 분야에서 국내 기업의 경쟁력 강화를 지원할 수 있게 됐다.
이번 기술 이전을 계기로 가스엔텍과 화학연은 적극적인 협업을 통해 BOG 가스를 활용한 메탄올 생산 기술 경쟁력 강화에 노력할 것으로 전망된다. 후속 연구 과제를 통해서 선박 혹은 연안에서 BOG 기반 3~10만톤/연 규모 메탄올 생산 플랜트 기본설계 패키지를 확보하여 상용 공장을 구축하는 것을 목표로 하고 있다.
이영국 원장은 “이산화탄소와 메탄을 활용한 메탄올 생산 기술은 온실가스를 저감시키고, 탄소 중립에 기여할 수 있는 연구”라며, “국내 기업이 기존 사업 분야를 넘어 온실가스 저감과 관련된 새로운 시장을 선도하는데 이바지하길 기대한다”고 말했다.
이번 기술 개발은 한국화학연구원 기본사업과 HD 현대그룹의 산업계 수탁과제와 산업통상자원부 에너지기술개발 사업의 지원으로 수행됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
