<석탄 르네상스 4> 세계는 석탄액화유 확보 전쟁 중

최근 고유가가 지속되면서 국제 에너지시장에서 석탄액화(CTL, Coal to Liquid) 기술에 대한 관심이 뜨겁다. 합성석유라고도 불리는 석탄액화유는 현재 전 세계가 기술개발과 공장 건립에 사활을 걸고 있다고 해도 과언이 아니다. 그 예로 원유사용량이 급격히 증가하는 중국에서는 상용 석탄액화공장 건설을 누구보다도 앞서 추진하고 있다.
석탄액화 기술은 석탄직접액화기술과 석탄간접액화기술로 나뉜다. 직접액화는 고온ㆍ고압 상태에서 용매를 사용해 석유를 얻는 방법이며 간접액화는 석탄과 물과 산소에 반응시켜 가스화한 후 촉매를 사용해 석유를 만드는 일이다. 세계적으로는 일단 간접액화 방식이 주로 적용되고 있다. 직접액화 방식보다는 효율성에서 떨어지지만 경제성과 환경오염 측면에서 유리하기 때문이다.

사실 석탄으로부터 액체연료를 제조하는 대규모 석탄액화공장은 독일 및 영국에서 1930년대에 가동돼 2차 세계대전 수행에 필요한 연료를 공급한 바 있다. 독일의 경우 1945년에 9개의 간접액화공장과 18개의 직접액화공장이 가동돼 연간 약 400만톤의 휘발유를 생산, 소비의 90%를 충족한 바 있다. 전후 중동에서 대규모 유전이 발견돼 저가의 원유가 풍부하게 공급되면서 석탄액화공장의 조업은 남아프리카공화국을 제외하고는 중단됐다. 또 저가의 원유로 인해 연구 개발 노력도 제한적으로 이뤄졌다.
그러나 매장량이 풍부하고 고르게 분포된 석탄이 석유 공급 부족을 보완하는 새로운 역할을 담당할 것으로 전망되면서 미국ㆍ중국ㆍ필리핀ㆍ인도ㆍ뉴질랜드ㆍ호주 등 많은 나라가 석탄액화 사업의 타당성 조사를 수행하거나 실제 계약 단계에 있다. 이렇듯 세계는 지금 석탄액화유를 확보하기 위한 전쟁을 이미 시작했다.

세계적으로 최대 석유소비국인 미국이 가장 적극적이다. 상용화는 남아프리카공화국에 뒤쳐졌지만 미국은 간접액화방식을 채택하고 있는 남아프리카공화국과는 달리 직접액화와 간접액화 방식 둘 다 채택, 활용하고 있다. 특히 직접액화방식은 자체 기술력을 이미 확보했다. 미국은 석탄액화 사업 활성화를 위해 지난 2005년 에너지법안을 제정했으며 사업자에게 세금혜택과 융자 등을 지원하고 있다.
현재 미국은 6개 주에서 석탄액화 사업을 벌이고 있다. 주로 대규모 탄전지대가 있는 주들이 적극 나서고 있다.
미국 와이오밍주는 DKRW 에너지사가 오는 2010년 하루 3만배럴 규모의 석탄액화유를 생산할 계획으로 27억달러 규모의 석탄액화사업을 추진하고 있다. 미시시피주도 렌텍(Rentech)사가 7억5000만달러 규모의 석탄액화사업을 추진할 예정이다.
또 애리조나주는 헤드워터(Headwaters)사와 호피 트라이브(Hopi Tribe)사간의 협력 양해각서(MOU) 체결을 통해 하루 1만배럴 가량의 합성석유와 전기를 생산키로 했다. 노스다코타주 역시 헤드워터사와 그레이트 리버(Great River)에너지사 및 석탄회사 등 3자간 MOU를 체결, 하루 1만~5만배럴 규모의 석탄액화유를 생산하는 사업을 진행 중이다.
오하이오주는 바드(Baad)에너지사가 쉘(Shell)사의 가스화 및 F-T 공정을 이용, 하루 3만5000배럴의 석탄액화유와 300MW의 전기를 생산할 수 있는 규모의 복합공장 건설을 추진하고 있다. 이밖에 펜실베이니아주는 WMPI사가 6억달러 규모로 폐석탄을 액체연료와 전기로 전환하는 복합공장 실증사업을 추진 중이다. 미 광업협회 루크 포포비치 대변인은 "석탄액화유 생산량을 늘릴 경우 석유 수입을 줄일 수 있기 때문에 에너지 안보에도 도움이 될 것"이라며 "차세대 재생가능 에너지로 전환하기 이전 중간 단계로서 시도해볼 만하다"고 주장했다. 펜실베이니아 주립대의 프랭크 클레멘테 교수도 "석탄액화는 수송용 에너지 확보의 유일한 대안"이라며 힘을 실었다.

중국은 2020년까지 연 2억1000배럴의 석탄합성석유 생산을 목표로 정부가 나서 석탄액화사업을 주도하고 있다. 날마다 늘어만 가는 석유수요로 인해 수급에 비상이 걸렸기 때문이다.
중국은 이를 위해 세계에서 처음으로 석탄액화에 성공한 남아프리카공화국의 사솔(Sasol)사의 기술을 도입을 검토 중에 있으며 세계에서 유일하게 천연가스액화(GTL, Gas to Liquid) 기술을 보유한 로열더치쉘 등과도 기술이전 및 합작을 추진하고 있다.
올해 상용생산을 목표로 지난 2002년 첫 착공에 들어간 석탄액화 공장은 중국 북구 네이멍구 자치구에 위치해 있다. 연간 700만배럴의 석탄액화유를 생산할 이곳의 특징은 석탄직접액화방식을 채택하고 있다는 것. 세계에서는 유일한 직접액화공장인 이곳은 중국 최대 석탄업체인 선화 그룹이 33억달러를 투자했다. 중국은 본격적으로 2010년 직접액화방식을 통한 연간 3500만배럴의 석탄액화유 생산을 시작으로 2020년까지 간접액화방식을 통한 연간 1억7500만배럴의 석탄액화유를 확보해 총 2억1000만배럴의 석탄액화유를 생산한다는 계획이다.
기술개발에도 적극적이다. 중국은 현재 3개의 석탄액화연구소 및 실험로를 운영중이다. 특히 전문연구소인 상하이 석탄액화연구소는 선화그룹과 상하이화위안그룹, 상하이전기그룹 등 3곳이 1억위안 이상 공동 출자해 운영중이다.

중국과 함께 자원외교를 펼치고 있는 인도는 석탄액화 사업을 위해 코울 인디아(Coal India)사와 오일인디아(Oil India)사가 각각 벤처회사를 설립했다. 세계 4위권의 석탄 매장량을 자랑하는 인도는 이 회사들을 중심으로 연간 350만톤의 저급 석탄을 액체연료로 전화하기 위해 남아프리카공화국의 사솔사와 기술이전 및 합작생산을 협상 중이다.

뉴질랜드는 자국 내 가장 큰 석탄회사인 솔리드 에너지 뉴질랜드(Solid Energy New Zealand)사가 6억8000만달러 규모의 석탄액화 사업 타당성 조사를 수행 중이다. 에너지기술연구원의 정헌 합성석유연구센터장은 "뉴질랜드는 자국 내 저급 석탄을 활용한다는 복안"이라며 "유가가 배럴당 35~40달러선이면 경제성이 있다고 판단하고 있다"고 설명했다.

호주 역시 에너지 전문회사인 린크(Linc) 에너지사가 땅 속에서 석탄을 가스화하는 기술(UCG)과 렌텍사의 석탄액화기술을 조합, 하루 1만7000배럴 규모의 석탄액화 사업을 추진하고 있다. 필리핀도 미국 HTIG사에 의뢰해 현재 석탄액화 사업의 타당성 조사를 통해 하루 3만배럴 규모의 직접액화방식과 같은 규모의 간접액화방식이 조합된 하이브리드형 석탄액화 사업을 추진하고 있다.

이 밖에도 인도네시아는 수마트라섬 남부에 약 8억달러를 들여 석탄을 액화연료로 가공하는 석탄액화생산공장을 건설해 2011년부터 하루 2만배럴의 석탄액화연료의 생산을 개시, 향후 하루 70만배럴까지 생산을 늘릴 예정이다. 산유국으로 석유를 수출하고 있는 러시아도 자국의 석탄을 석유로 전환하기 위해 사솔사에 협력을 요청했으며, GE 에너지사 관계자에 의하면 대만에서도 석탄액화공장의 건설을 추진하고 있다.

이처럼 전 세계가 석탄액화 사업에 사활을 걸고 있는 것은 무엇보다 석탄이 석유를 대체할 수 있는 가장 현실적인 대안이기 때문이다. 정헌 센터장은 "향후 수급에 대한 불안 때문에 자국 내 석탄으로부터 액체연료를 생산해 에너지안보를 확립하고자 한다"면서 "높은 가격의 원유 수입을 대체하는 등 경제적으로도 이득이라는 판단 하에 전세계가 석탄액화기술 확보에 혈안"이라고 말했다. 또 "석탄액화유는 기존의 차량과 배급체계를 이용하므로 당장 적용이 가능하다"며 "따라서 지속적인 성장을 유지하기 위한 대안으로 주목을 받고 있다"고 덧붙였다.