석유화학 전환 비용, 수소화보다 전기화가 절반

생산 25% 감축 병행하면 최대 128조원 절감
석유화학특별법 통한 조기 실증과 구조 전환 지원 시급

 

석유화학 산업이 NCC 전기화와 생산량 감축을 병행할 경우 수소화 대비 최대 128조원의 탈탄소 전환 비용을 절감할 수 있다는 분석이 나왔다. /사진=환경일보DB

 

 

[환경일보] 석유화학특별법 제정을 통해 탄소중립과 공급 과잉이라는 이중 위기를 타개하려는 초당적 공감대가 형성된 가운데, 범용 제품 생산량을 25퍼센트 감축하는 구조조정과 함께 나프타 분해 공정(NCC)을 전기화할 경우 기존 수소화 방식 대비 전환 비용을 최대 약 128조원 절감할 수 있다는 분석이 나왔다. 이에 석유화학특별법 시행령에 NCC 전기화를 핵심 전략 기술로 명시하고, 실증 사업에 대한 정부 지원을 대폭 확대해야 한다는 지적이 제기됐다.

22일 기후솔루션이 발간한 ‘2050 탄소중립, 전환의 기로에 선 석유화학산업: NCC 전기화를 통한 온실가스 감축 경로와 비용 및 정책 과제 분석’ 보고서에 따르면 국내 석유화학 산업 온실가스 배출량의 약 70퍼센트는 에틸렌 등을 생산하는 나프타 분해 시설에서 발생한다. NCC는 메탄과 LNG를 연료로 사용하는 대표적인 탄소 집약 공정으로, 석유화학 산업의 탄소중립 달성은 이 공정의 연료 전환 방식에 달려 있다는 분석이다.

보고서는 NCC 공정을 전기 가열로로 전환하고 재생에너지 전력을 공급하는 전기화 방식이 탄소중립을 위한 가장 현실적이고 효율적인 경로라고 평가했다. 또 다른 대안인 수소화 방식과의 경제성을 비교하기 위해 한계감축비용 분석을 실시한 결과, 국내 산업 여건에서는 전기화가 훨씬 비용 효율적인 탈탄소 경로인 것으로 나타났다.

글로벌 석유화학 시장은 공급 과잉과 수익성 악화라는 구조적 위기에 직면해 있으며, 탈탄소 전환은 선택이 아닌 생존의 문제로 떠오르고 있다. 국제에너지기구 등 주요 글로벌 기관들은 탄소 국경 조정 제도 도입 등 국제 규제 강화에 따라 저탄소 제품 중심의 포트폴리오 재편이 기업 경쟁력의 핵심 요인이 될 것이라고 경고해 왔다. 한국 역시 2035 국가 온실가스 감축 목표 강화를 추진하고 K-GX 등 정책을 통해 산업계 탈탄소화를 본격화하고 있다.

국내 석유화학산업 탄소중립 경로 /자료제공=기후솔루션

 

 

보고서에 따르면 현재의 생산 전망을 유지한 채 국내 생산 그린수소를 활용해 NCC 공정을 수소화할 경우 약 1488억 달러, 한화 약 219조원의 비용이 소요되는 것으로 분석됐다. 반면 이를 직접 전기화 방식으로 전환하면 비용은 약 756억 달러, 한화 약 112조원으로 절반 수준까지 줄어든다. 기술 경로를 수소화 대신 전기화로 선택하는 것만으로 약 107조원의 비용 절감 효과가 발생하는 셈이다.

에너지 효율 측면에서도 전기화 방식이 우위에 있는 것으로 나타났다. 동일한 재생에너지 전력을 투입할 경우 전기로 수소를 생산해 연소하는 방식보다 공정을 직접 전기화하는 방식의 효율이 약 2.3배 높은 것으로 추정됐다. 에틸렌 1톤 생산 기준 에너지 소비량은 전기화 방식이 5.0메가와트시인 반면, 그린수소 방식은 약 11.3메가와트시에 달했다.

보고서는 대규모 설비 투자가 불가피한 석유화학 산업의 탈탄소 전환 과정에서 기업 부담을 낮추기 위한 전략적 대응이 병행돼야 한다고 제언했다. 특히 현재의 과잉 생산 구조를 조정해 생산량을 약 25퍼센트 감축하는 시나리오를 적용할 경우 전체 전환 및 운영 비용을 약 21조 원 추가로 절감할 수 있는 것으로 분석됐다. 이는 생산 규모 최적화가 탄소중립 전환 비용을 실질적으로 낮출 수 있음을 보여주는 결과다.

생산량 감축과 함께 고부가가치 제품 중심으로 포트폴리오를 재편하는 것은 석유화학 산업의 지속 가능성을 확보하기 위한 필수 과제로 제시됐다. 이는 최근 발의된 석유화학특별법의 핵심 기조이자 한국은행 등 주요 기관이 강조해 온 산업 고도화 필요성과도 맞닿아 있다. 단기적인 생산 감축은 부담이 될 수 있으나, 중장기적으로는 고부가가치 전환을 통해 글로벌 경쟁력을 유지할 수 있다는 평가다.

보고서는 한국의 전기화 기술이 해외 주요국과 비교해 격차가 크고 상용화를 위한 시간이 제한적이라는 점도 지적했다. 이를 극복하기 위해 석유화학특별법 시행령의 핵심 전략 기술에 NCC 전기화를 명확히 포함하고, 기후대응기금을 활용해 실증 사업에 조기 착수해야 한다고 제안했다. 정부가 실증부터 상용화까지 기업과 공동 투자해 초기 위험을 분담하지 않으면 글로벌 탈탄소 경쟁에서 뒤처질 수 있다는 경고다.

NCC 전기화 도입 시 2050 탄소중립 달성을 위한 온실가스 감축 비용 분석 표 /자료제공=기후솔루션

 

아울러 전남과 울산 등 석유화학 밀집 지역에 미칠 영향을 최소화하기 위한 선제적 대응도 필요하다고 강조했다. 산업 구조조정 과정에서 발생할 수 있는 일자리 감소와 지역 경제 위축을 완화하기 위해 재생에너지 인프라 확충과 전력 공급 용량 확대가 병행돼야 하며, 이를 통해 새로운 녹색 일자리로의 연착륙이 가능하다는 분석이다.

보고서는 당장의 전환 비용보다 전환을 미룰 경우 발생하는 장기적 비용이 훨씬 크다며, 탄소중립 달성을 위해서는 초기 단계에서 핵심 기술에 대한 과감한 투자가 필수적이라고 강조했다.

기후솔루션 석유화학팀 김아영 연구원은 “석유화학 탈탄소의 성패는 나프타 분해 공정 전기화에 달려 있다며, 석유화학특별법 제정은 출발점에 불과하고 이제는 정부의 과감한 지원을 통해 실행 속도를 높여야 할 시점”이라며 “NCC 전기화는 기술 실증과 전력 인프라 구축을 포함한 장기 과제인 만큼 2035년 상용화를 목표로 정부 지원을 집중해야 한다”고 말했다.

*기사 원문

석유화학 전환 비용, 수소화보다 전기화가 절반 < 환경·생태 < 환경뉴스 < 기사본문 - 환경일보