나프타 공정 부생 메탄으로 수소 생산 후 재이용

[이투뉴스] LG화학이 2050 넷제로(Net-Zero) 목표 달성을 위해 수소 자체 생산·이용 인프라를 구축한다. 석유화학 열분해 공정을 저탄소 공정으로 바꾸기 위해 충남 대산 NCC(나프타크래킹센터) 공장의 부생메탄을 수소로 바꿔 다시 NCC 열분해 연료로 쓴다는 계획이다. 

LG화학은 2024년 2분기까지 대산 사업장에 연산 5만톤 규모 수소 공장을 건설한다고 20일 밝혔다. LG화학이 부생 수소와 별개로 수소를 직접 생산하는 공장을 짓는 것은 처음이다. 이 수소공장에는 메탄가스를 고온의 수증기와 반응시켜 수소로 전환하는 기술이 적용된다. NCC 공정의 메탄으로 수소를 생산한 뒤 이를 NCC 열분해로 연료로 사용하는 게 특징이다.

석유화학 사업은 나프타를 고온에서 분해시켜 얻는 에틸렌과 프로필렌, 부타디엔 등의 기초 유분으로 시작되는데, 통상 이 NCC 공정의 열원으로 메탄이 사용되면서 대부분의 탄소배출이 이뤄지고 있다. 반면 고순도 수소는 연소 시 별도의 이산화탄소 배출이 없어 석유화학 연료로 사용할 경우 기존 대비 탄소배출량을 크게 줄일 수 있다. 

LG화학은 내년 상반기 수소공장 착공에 들어가 2024년 2분기 완공할 예정이다. 이 공장이 가동되면 NCC 공정에 사용되는 메탄을 수소로 대체해 연간 약 14만톤의 탄소를 저감할 전망이다. 이는 소나무 약 100만 그루를 심어야 상쇄할 수 있는 규모다. LG화학은 2025년까지 NCC 공정의 수소 등 청정연료 사용 비중을 최대 70%까지 높이고 바이오 원료 생산에도 수소를 적극 활용하기로 했다. 

또 수소 공장의 생산성 검증 및 탄소배출 저감 효과 등을 고려해 향후 추가적인 증설도 검토한다는 계획이다.

수소생산 과정에 발생하는 이산화탄소가 다시 자원으로 활용되도록 추가 밸류체인도 구축한다. 현재 국내 수소시장의 90% 이상은 탄소와 수소로 구성된 메탄에서 수소를 추출하는 개질(Reforming) 방식이다. 이산화탄소(CO₂)가 부산물로 발생되는 것인 문제점으로 지적된다.

LG화학은 국내 최대 탄산가스 업체인 태경케미컬과 양해각서를 체결하고 수소생산 시 발생하는 이산화탄소를 공급할 예정이다.  태경케미컬은 고순도 이산화탄소를 원료로 식음료용 액체 탄산가스 및 보냉용 드라이 아이스 등을 제조하는 전문기업이다. 양사는 개질 수소의 이산화탄소 배출 문제를 블루수소 생산 방식으로 해결한다는 방침이다.

태경케미컬은 현재 하루 820톤의 탄산가스 생산능력을 보유하고 있는데, 이번 LG화학과의 협업으로 600톤이 증가한 하루 1420톤의 생산능력을 확보하게 된다. 

노국래 LG화학 석유화학사업본부장은 “수소공장 건설과 이산화탄소 순환 체계 구축은 탄소 중립을 통해 석유화학 사업의 지속가능한 미래를 만들어 가기 위한 일”이라며 “향후 수소 생산과 활용 기술 등 탄소배출 저감을 위한 다양한 방법들을 검토하고 적용해 나가겠다"고 말햇다.

이상복 기자 lsb@e2news.com