탄소중립 시대, 석유화학산업의 대응은?
김경문 산업연구원 연구위원
탄소중립에 대해 들어보셨나요? 탄소중립은 지구의 기온변화의 주범으로 지목되는 온실가스의 배출을 최대한 줄이고, 남은 온실가스는 흡수하거나 제거하여 실질적인 배출량이 ‘0’가 되도록 하는 것입니다.
많은 분야에서 온실가스가 배출되고 있지만 산업 부문 중 제조업 내에서 많은 양의 온실가스가 배출되고 있습니다. 자동차, 철강, 석유화학, 시멘트 등 다양한 제조업이 포진되어 있는 한국의 산업구조 상 이러한 제조업에서 온실가스를 줄이는 탄소중립은 도전적인 과제로 평가됩니다. 특히, 화석연료를 많이 소비하는 석유화학산업은 국내 온실가스 다배출 업종 중에 하나로 석유화학산업의 온실가스 저감 전략이 굉장히 중요해지고 있습니다. 그러면 석유화학산업은 왜 이렇게 많은 양의 온실가스를 배출하는지, 그리고 온실가스를 감축하기 위해 어떤 전략을 세우고 있는지 살펴보겠습니다.
우선 석유화학산업의 구조를 살펴보고 왜 많은 양의 온실가스가 배출되는지 알아보겠습니다. 국내 석유화학산업은 원유에서 유래한 나프타를 주 원료로 하여 이를 분해하는 생산공정을 통해 플라스틱이나 합성섬유, 합성고무 등의 원료가 되는 기초유분을 생산하고 있습니다.
출처: 한국석유화학협회
이러한 기초유분을 생산하는 과정에서 화석연료를 연료나 원료로 사용하고, 엄청난 에너지가 사용되기 때문에 사업장 내에서 온실가스가 배출되는 직접배출의 비중이 64%로 높은 편입니다. 또한, 시설 가동을 위해 사용되는 전기에너지로 배출되는 간접배출 방식 역시 전체 중 34% 정도이며 이는 석유화학의 온실가스 배출의 대부분이 직간접 배출인 것을 볼 수 있습니다.
석유화학산업이 에너지를 많이 사용하는 에너지 집약적이면서도 원료를 쉽게 조달해야하는 원료 지향적 산업이고, 석유를 원료 뿐만 아니라 연료로도 사용하기 때문에 석유는 석유화학산업에서 중요도가 높은데요, 그래서 석유에 대한 의존도를 절감하는 온실가스 감축 전략이 중요합니다.
석유화학산업의 온실가스 감축 전략은 4개 분야로 나누어집니다. 자원 순환, 연료 대체, 원료 대체, 공정 개선 이렇게 네가지 인데요. 우선 자원순환은 화석연료로부터 얻어진 플라스틱을 다시 원료의 형태로 만들어 새로운 원료를 사용하는데 배출되는 온실가스를 최소화시키고 폐쇄 순환 생태계를 구축하는 전략입니다.
출처: 한화솔루션(https://www.chemidream.com/2576)
연료 대체는 기존에 사용하던 화석연료를 친환경 에너지를 이용해 발전시킨 전기로 바꾸어 온실가스를 감축하는 효과를 꾀합니다. 원료 대체는 가장 많은 양의 온실가스 배출을 줄일 수 있다고 예상되는 전략입니다. 단기적으로는 식물이나 폐기물 등에서 나오는 바이오매스 유래의 원료로 화석원료(나프타)를 대체하는 방식입니다. 장기적으로는 제품을 생산할 때 나오는 부생가스를 활용하여 원료를 전환하는 기술입니다. 마지막으로 공정 개선은 설비 효율을 향상시키고, 제품 생산 과정에서 필요한 촉매제를 탄소중립에 맞는 제품으로 개발하여 바꾸는 전략입니다.
이러한 전략들을 통해서 석유화학산업은 엄청난 변화를 겪을 것으로 예상되고 있습니다. 현재 제조업 중에서 생산액 기준 5위, 수출액 기준 4위의 국내 석유화학산업은 글로벌 경제성장률과 동조해 성장하는 수요에 맞춰 지속적으로 공급 규모를 증가하며 산업이 성장할 것입니다. 또한, 탄소중립과 지속 가능성을 확보하기 위해 주변에서 쉽게 보이던 플라스틱이 새로운 친환경 원료가 개발되어 대체되는 등 많은 변화가 있을 것으로 예상됩니다. 물론 지금처럼 화석연료를 사용하여 저렴하게 생산되던 PET병이나 나일론, 타이어 등의 원료가 비싸질 가능성도 있죠.
화석연료의 사용이 줄어드는 만큼 바이오에너지와 수소 등과 같은 친환경 에너지의 사용은 많아질텐데요. 이러한 친환경 제품들이 많이 사용됨으로써 지켜지는 지구를 생각해서 정부 뿐만 아니라 일반 소비자들도 변화를 받아들이고 친환경제품을 사용하려는 노력을 해야 겠습니다.
※ 「석유화학산업 탄소중립 전략과 정책적 대응방안」산업연구원 조용원 외(2021) 링크
