석화업계의 미래전략 '열분해유', 기술개발 속 고려해야 할 과제들

국내 석유화학기업이 폐플라스틱을 화학적으로 재활용하는 열분해 기술 개발에 속도를내고 있다. 유럽연합(EU)이 탄소 배출 규제를 강화하면서 본격적으로 대응을 시작한 것. 다만 일각에서는 탄소 감축 효과가 크지 않다며 회의적인 입장도 내놓고 있다. 11일 업계에 따르면 폐플라스틱의 화학적 재활용 시장은 2020년 70만톤 규모에서 연간 17% 이상 성장했으며 2030년에는 330만톤 규모가 될 것으로 전망된다. 폐플라스틱 열분해는 무산소 또는 저산소 상태에서 300~800℃의 고온으로 가열해 폐플라스틱을 가스, 오일 등으로 분해하는 기술이다. 이러한 폐플라스틱 열분해 과정에서 얻어지는 것이 열분해유다. 열분해유는 고온·고압 등 자극을 가해 불순물을 거르는 후처리 단계를 거쳐 정제하면 투명한 상태의 기름이 돼 석유화학 공정에 사용할 수 있다. 탄소를 줄이기 위해 석화기업들은 열분해유 생산 시설 확장에 집중하고 있다. LG화학은 지난 3월부터 충남 당진에 연 2만톤 규모의 열분해유 공장을 만드는 중이다. SK지오센트릭도 2025년까지 울산에 열분해 기술을 도입한 플라스틱 재활용 복합단지를 조성할 계획이다. 기존의 폐플라스틱 소각처리는 지구환경부하의 주요 원인으로 부각됐다. 소각장을 확보할 때도 엄격한 규제와 지역주민의 반대에 부딪힐 때가 부지기수였다. 반면 열분해 기술은 소각 처리에 비해 다이옥신, 황산화물 등의 위험물질을 발생시키지 않는다는 장점이 부각돼 석화업계가 투자·개발을 진행하고 있다. 비교적 간단한 분리·세정과정만으로 나프타, 에틸렌, 프로필렌 등의 다양한 제품을 효율적으로 생산할 수 있기 때문이다. 그러나 열분해 기술이 장점만 있는 것은 아니다. 폐플라스틱의 열분해를 위해서는 약 300~800℃ 온도를 유지해야 하기에 반응 온도까지 도달하는 데 많은 에너지가 소모된다. 이로 인해 '탄소 감축 효과가 크지 않을 것'이라는 비판을 받고 있다. 또 폐플라스틱 열분해 기술은 적은 양이지만 독성 물질을 방출한다는 분석도 있다. 열분해 과정에서 폐플라스틱에 포함된 첨가물 등 화학물질이 함께 나오기 때문이다. 특히 열분해유는 일반 경유보다 고형 잔류물과 다이옥신, PAH(다환방향족탄화수소) 등의 오염물질이 발생하는 문제점이 있다. 석화업계 관계자들은 "화학적 열분해도 탄소가 발생되긴 하나 기존의 소각 처리에 비해서는 탄소를 적게 발생시킨다"고 설명했다. 실제로 열분해 방식이 기존의 매립 및 소각에 비해 환경부하가 적다고 알려져 있다. 이와 관련한 업계와 연구소에서는 열분해유에서 나온 오염 물질 처리와 연구에 집중하고 있다. 산업안전보건연구원은 폐플라스틱 열분해 과정에서 안전성을 확보하기 위해 잔재물의 자연발화 특성, 최대폭발압력, 최소점화에너지 등을 추가 실험하고 위험성 분석을 수행해야 한다고 발표했다. 이와 더불어 열분해 과정 중 오염물을 처리할 수 있는 시설 겸비가 필요하다고 주장했다. 이와 같은 상황에서 석화업계는 열분해유 오염물질과 처리 시설구축과 부산물 활용에 집중하고 있다. SK지오센트릭은 울산에 위치한 정유화학 공장 SK울산CLX 인근에 열분해유 생산 공장을 건설할 계획이다. 이는 SK울산CLX의 상하수처리 시설을 공유하며 환경적 효율성을 극대화하기 위해서다. LG화학은 열분해유에서 나오는 부산물 '카본블랙'을 재활용해 타이어를 만드는 등 부산물 재활용에 속도를 내고 있다. /차현정기자 hyeon@metroseoul.co.kr