[석유화학] 국내외 NCC 원료 다양화 경쟁!! 나프타 or LPG ?! (feat. 에탄, 셰일가스)

Intro

'국내외 NCC 원료 다양화 경쟁' 이라는 주제로 어떤 것이 있는지 알아보고자 합니다.

 

과거 석유화학산업은 석유를 원재료로 하는 화학산업으로 원유 정제과정에서 생산되는 부산물인 '나프타(Naphtha)'를 기반으로 해 왔습니다. 이후 석유자원 고갈 및 고유가 시대로 도래하면서 석탄, 천연가스 등 원료 다변화를 꾀하였고, 생산시설 투자도 다변해왔습니다.
 
향후 어떤 원료들이 사용되어 수익성을 향상시킬지 그리고 경쟁력을 가질지 궁금해 지는데요?? L.P.G 우리가 아는 그 LPG 가 미래 트렌드에 따라 중요성이 커지고 있다고 합니다! (아래는 주요 석유화학 원료 및 기초유분 생산공정)
 

▶ 석유화학 #1 - NCC, ECC, CTO는 무엇인가? (Feat. 에틸렌)

 

History

먼저 스팀크래커 Histroy에 대해 살펴보겠습니다.
 * 스팀크래커 : 석유화학 공정의 기초유분 생산하는 설비 (다양한 원료 투입 후 에틸렌, 프로필렌 등 생산)
 
- 2012년~2014년 : 중국 CTO(Coal to Olefin) 및 MTO (Methanol to Olefin) 등장

- 2015년~2017년 : 동북아 NCC (Naphtha Cracking Center) 경쟁력 회복

- 2018년 : 북미 ECC (Ethane Cracking Center) 저가 원료 기반 경쟁력 확보

- 2020년 : 중국 및 중동의 COTC (Crude Oil to Chemical) 설비 등장
 
특히, 2018년 이후 북미 셰일가스(Shale Gas) 베이스 ECC 비중 확대로 저가 원료를 활용한 차별화 전략에 주목하게 되었습니다.

- 장점 : 천연가스 대비 매장량이 많고 석유 채굴 가능 기간인 44년보다 긴 기간 동안 채굴 가능

- 단점 : 셰일가스는 개발에 높은 수준의 시추기술 확보 필수적 시추리그 투자와 대량의 용수 공급이 필요 (막대한 인프라 코스트 소요)

 

나프타, 에탄, 셰일가스 원료

1. 나프타 (Naphtha)

- 가솔린, 솔벤트 나프타 등을 포함하는 휘발성 석유를 총칭하는 말, 석유화학 기초 원료
- 끓는점이 100℃ 이하는 '경질나프타(Light Naphtha)' -> 용제 및 석유화학 원료
- 100℃ 이상은 '중질나프타(Heavy Naphtha) -> 휘발유 제조 및 BTX 생산에 사용

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즉, 원유 정제제품의 일종, 국제유가에 직접적인 영향을 받으며 국내 NCC 석유화학 기업들 대부분 나프타를 원료로 투입함 (국제유가 상승시 원가경쟁력 낮아짐)

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2. 에탄

- 사전적 의미로 탄소 수가 2개인 포화 탄화후소이며, 천연가스나 석탄 가스에 들어있음 (C2H6)
 
즉, 셰일가스, 천연가스 가격과 연동돼 상대적으로 국제유가의 영향을 덜 받으며, 미국, 중동의 ECC는 에탄을 원료로 투입함 (국제유가 상승시 원가경쟁력 높아짐)

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3. 셰일가스

- 진흙이 수평으로 퇴적하여 굳어진 암석층(혈암, Shale)에 함유된 천연가스나 석유를 말함 (90년대 말부터 주목)
- 전통적인 천연가스와 달리 다른 암반층으로 채취하기 때문에 비전통 천연가스라 불림
- 전세계 30여개국 이상에 분포, 중국 및 미국에 집중 매장 (인류가 60년간 사용할 수 있는 규모)
- 23년 기준 시추리그 수 69개로 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 수요 증가 (20년 32개)

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즉, 천연가스가 많이 나오는 미국/중동에서 주로 ECC 원료로 사용되며, 유가가 오를 때 수익을 극대화 할 수 있다는 장점

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LPG, 차세대 친환경 연료?

1. LPG

LPG는 (Liquefied Petroleum Gas) 석유가스를 액화시켜 놓은 액체라는 뜻 (프로판, 부탄)
- 유전에서 원유를 채취, 원유 정제시 나오는 탄화수소 가스를 비교적 낮은 압력을 가하여 냉각 액화 시킨 것
- 가정용, 업무용, 공업용, 운송용의 연료로 쓰임

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2. 친환경 연료

20년부터 국내외 NCC에서 친환경 연료 및 원가 경쟁력 확보를 위해 LPG를 투입하고 설비를 투자한다는 소식이 있었습니다. 특히 탄소감축 트렌드에 따라 친환경 연료로 중요성이 커지고 있습니다.

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- 유엔 IPCC(기후변화에 관한 정부간 협의체)에 따르면, LPG는 탄소배출계수 0.713 으로 탄소배출량이 적음

** 경유 (0.837), 휘발유 (0.783)

- LPG 자동차용 온실가스 배출량이 휘발유,경유 자동차 대비 20% 적음

- 휘발유와 경유는 원유 정제 과정에서 다량의 온실가스 배출하나, LPG는 생산량의 70%가 정제과정 없이 가스전이나 유전에서 채굴됨에 따라 탄소중립 달성에 기여 가능

- 고유가시대에 천연가스를 대체해 에너지 안보에 기여할 것으로 보여짐

- LPG선박은 기존 벙커C유에 비해 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 미세먼지(PM) 등 유해배기가스 배출양이 80% 이상 적은 친환경 선박이며 가스체 연료 특성상 선박연료 유출 등 대규모 해양오염 사고 위험부담이 거의 없음

- 미국, 유럽 등 선진국들은 수송부문의 탄소중립을 위해 전기, 수소 자동차와 함께 LPG 자동차 보급에 힘을 쓰고 있음

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대한 LPG 협회

 

국내 업체별 현황

1. 롯데케미칼

- LPG 수입기업 E1과 공급계약 체결, 원료용 LPG 도입에 적극 나서는 중임 (셰일가스 개발로 에탄 생산량 증가 이유)
- 나프타, 가스, 석탄 등 석유화학 기초원료 중 LPG 투입 비중 : 51% (2010년) -> 40% (2021년)
- 21년 여수, 대산 NCC에서 LPG 사용량 늘리는 설비 개량 진행중 (완공시 LPG 투입 비중 최대 50%)
- LPG는 나프타 대비 가격이 80~90% 수준, 같은 투입량 대비 에틸렌 생산량 높아 생산성에도 우수
- 에틸렌 생산량: 여수 123만톤, 대산 110만톤 (국내 총 생산능력의 약 18% 수준)
 

2. 한화토탈에너지스

- 2019년 나프타(Naphtha) 대신 프로판(Propane)을 최대 74만톤 투입할 수 있는 NCC 완공
- 에틸렌 생산능력 : 31만톤

3. GS칼텍스(여수)

- 나프타와 LPG, 부생가스 등을 원료로 투입할 수 있는 MFC(Mixed Feed Creaker) 완공
- 에틸렌 생산능력 : 70만톤

 

4. HD현대오일뱅크

- 롯데케미칼과 3조원 이상 투자해 중질유 베이스 석유화학 설비인 HPC (Heavy Feed Petrochemical Complex) 준공
- NCC와 달리 나프타 투입 최소화하고 저렴한 원료인 탈황중질유, 부생가스, LPG 등 정유공장 부산물을 60% 이상 투입해 원가 획기적으로 개선 가능

 

5. SOIL

- 10조 투입, 온산단지에 스팀크래커 및 대단위 석유화학 생산설비 건설하는 샤힌(Shaheen) 프로젝트 추진
- TC2C (Thermal Crude to Chemical) 기술 도입 (저부가가치 중질유를 석유화학 원료로 전환)
- 에틸렌 180만톤 (석유화학 생산비중 12% -> 25% 상향 예정)
- 기존 석유 정제공정 대비 나프타 생산수율이 5배 우수
 

국외 업체별 현황

1. 스미토모케미칼(일본, SCC : Sumitomo Chemical)

- 싱가폴 PCS (Petrochemical Corp Of Singapore) 스팀 크래커 원료인 나프타 뿐만 아니라 LPG(메인 원료) 및 부탄(Butane) 투입 (프로판 X)
- 에틸렌 생산능력 110만톤, 프로필렌 생산능력 84.5만톤
- 프로판은 PDH(Propane Dehydrogenation)용 수요가 부탄보다 고가, 코스트 절감 어려움
 - 난방용 LPG 성수기인 겨울철 외 나프타 가격 급등 시 부탄 투입을 시도

2. PTTGC (PTT Global Chemical)

- 맙타풋(Map Ta Phut)에서 ECC 원료로 에탄(Ethane), 프로판, LPG 사용 가능하도록 개량하는 OMP (Olefins Modification Project) 공사 진행
- 프로판 기존 29% 투입대비 40%까지 증가 예상
- 전체 스팀 크래커 5개 (프로판 투입 가능 설비 2기, 최대 90만톤 투입)

3. SCG Chemical (Siam Cement Group 산하계열사)

- 베트남 남부 올레핀 설비에서 프로판 및 LPG 사용 방안 검토 

 

END

지금까지 '국내외 NCC 원료 다양화 경쟁' 이라는 주제로 어떤 것이 있는지 알아보았습니다.

 

23년부터 고유가 및 전쟁등으로 인해 NCC들의 적자가 심화되었고, 24년 전망 또한 점점 더 어두워 지고 있는 상황입니다. 심지어 매각 카드까지 꺼내들며 움직이고 있는 기업들이 있습니다. 그만큼 좋지 않다는 것을 보여주는 사례입니다.
 
특히 원유, 천연가스가 나지 않아 수입에만 의존하기 때문에 나프타를 원료로 사용할 수 밖에 없는데요?! 국내 NCC 들이 설비 투자와 원료 다양화를 통해 경쟁력을 회복하지 못하면 점차 산업에서 뒤쳐질 수 밖에 없고 나중에는 회복이 되지 않아 모든걸 수입에 의존하는 시대가 올 수 있다고 생각됩니다.
 
발빠른 대응 및 투자로 아시아 및 글로벌 NCC 강국인 대한민국이 먼 미래에도 유지될 수 있도록 기대합니다!!!

 
 
 
 

※ 본 내용들은 다양한 사이트 외 'ChemLOCUS' 리포트 내용을 발췌하여 개인 공부용으로 정리했으며, 그 외 증권사 report를 참고하여 내용을 작성하였습니다.

 

★ '국내외 NCC 원료 나프타 or LPG ?!' 관련 참고 사이트

▶ 셰일가스란, 셰일가스 매장량 순위, 셰일가스 최대 생산국
▶ 전통형 VS 비전통형 에너지자원 (셰일가스/셰일오일) - 한국석유공사 
▶ 액화석유가스 (LPG) 알아보기 - 한국석유공사
▶ 에쓰오일, 샤힌 프로젝트로 석유화학 대전환 날개 펼쳤다