최근 몇 년간의 석탄화학 산업의 기술 혁신 성과 살펴보기

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최근 몇 년간의 석탄화학 산업 기술 혁신 성과 개관
저자/출처: 날짜: 2016-06-01 클릭률: 15
혁신하거나, 아니면 사라지거나 — 미국의 혁신 전문가인 빌 사포리토의 이 말은 마치 오늘날 중국의 석탄화학 산업을 위해 만들어진 것 같다.최근 몇 년간 환경 규제가 강화되고, 정책이 불안정해지며, 석유 가격이 급락하여 원가 경쟁력이 약화되고, 여러 가지 비판이 증가하며, 프로젝트 투자도 위축되는 등 매우 불리한 상황 속에서도, 기자들의 조사에 따르면 우리나라의 석탄화학 산업은 어려움에 굴하지 않고 오히려 그 어려움을 극복해 나가고 있습니다.끊임없는 기술 혁신은 산업의 건강한 발전을 가로막는 여러 문제들을 해결해왔으며, 중국의 석탄화학 산업 발전을 뒷받침하는 핵심 역할을 하고 있습니다. 석탄 전환 기술의 혁신이 많아지고 있습니다. 2016년 3월 4일, 전국 “**” 행사에 참석한 전인대 대표이자 중국과학원 원사인 바오신허는 자신이 이끄는 팀이 합성가스를 이용해 저탄소 올레핀을 얻는 고선택성 단계별 반응 기술을 창의적으로 개발했다고 밝혔습니다.이 소식은 즉시 국내외 화학계, 학계, 에너지계의 엄청난 관심을 불러일으켰습니다.업계에서는 이 발명이 “석탄 전환 분야의 이정표적인 획기적인 성과”이며, “90년 이상 사용되어 온 피셔-트롭슈 반응 경로를 뒤바꿀 것”이라고 일반적으로 여겨집니다. 관련 전문가들은 이 기술이 그토록 높은 평가를 받는 이유는, 부분 환원된 복합 산화물을 촉매로 창의적으로 활용했기 때문이라고 지적합니다.이 촉매는 금속 촉매와 분자체의 이중 기능을 겸비하고 있습니다. 반응 과정에서 일산화탄소 분자들은 촉매의 산소 결함 부위에 흡착된 후 해리됩니다. 기상 상태의 수소 분자는 해리된 탄소 원자와 선택적으로 반응하여 메틸 라디칼을 생성합니다. 한편, 촉매 표면에서 일산화탄소가 해리되어 생성된 산소 원자들은 다른 일산화탄소와 반응하여 이산화탄소를 형성합니다.메틸렌 자유기는 촉매 표면에 머물거나 표면에서 중합 반응을 일으키지 않고, 신속하게 분자체의 공동으로 들어가 공동 내의 제한된 환경에서 선택적 결합 반응을 거쳐 저탄소 올레핀을 방향성 있게 생성한다.수소 대신 일산화탄소를 사용하여 탄화수소 생성 과정에서 발생하는 여분의 산소 원자를 제거함으로써, 이 기술은 이산화탄소의 총 배출량을 그대로 유지하면서도 피셔-트롭슈 공정에서 사용되는 수소가스 변환 반응을 생략할 수 있습니다. 이를 통해 원리적으로 물과 에너지 소비가 적은, 청정하고 효율적인 석탄 전환 방법이 개척된 것입니다. 기자가 파악한 바에 따르면, 국내외에서 화제가 된 이러한 석탄 전환 혁신 기술들이 최근 몇 년간 우리나라의 석탄화학 분야에서 계속해서 등장하고 있습니다. 2010년 8월 8일, 중국과학원 다롄화학물질연구소 등이 공동으로 개발한 석탄을 메탄올로 전환하여 저탄소 올레핀을 생산하는 산업화 기술을 활용해 건설된 신화바오투우의 연간 60만 톤 규모의 메탄올 기반 저탄소 올레핀 생산 공장이 성공적으로 가동되었습니다. 이로써 중국의 메탄올 기반 저탄소 올레핀 생산 기술은 독일의 루치나 미국의 UOP와 같은 기업들을 능가하며 세계 최고 수준에 도달하게 되었습니다.메탄올을 이용한 저탄소 올레핀 생산 기술의 선구자이자 다롄화학연구소의 부소장이며 중국공정원의 원사인 류중민에 따르면, 최근 몇 년간 그들의 연구는 멈추지 않았습니다. 메탄올을 이용한 1세대, 2세대 저탄소 올레핀 생산 기술에 이어, 다롄화학연구소의 연구진들은 메탄올과 톨루엔을 이용해 페닐렌디메틸에테르를 생산하는 기술, 메탄올을 이용해 페닐렌디메틸에테르와 함께 저탄소 올레핀을 생산하는 기술, 프로펜과 아세트산을 이용해 에탄올 및 이소프로판올을 생산하는 기술, 코발트 기반 촉매를 이용한 피토합성유 생산 기술, 그리고 석탄을 이용해 메탄올을 생산한 뒤 디메틸에터를 거쳐 에탄올을 생산하는 신기술 등을 성공적으로 개발했습니다. 2013년 3월, 칭화대학교와 화전석탄화학그룹이 공동으로 개발한 메탄올 유동층을 이용한 방향족 화합물 생산 기술은 중국 석유화학공업협회가 주관하는 기술 평가를 통과했습니다. 전문가들은 “이 기술이 동종 기술 중에서 세계 최고 수준에 해당한다”고 평가했습니다.또한 이 기술은 촉매를 활용하여 메탄올을 방향족 화합물로 전환하거나, 경질 탄화수소를 방향족 화합물로 전환하는 과정, 그리고 벤젠과 톨루엔을 메탄올로 알킬화하는 과정을 효율적으로 수행할 수 있다. 또한 방향족 화합물에 대한 선택성도 매우 높다. 이 기술은 석탄을 이용해 방향족 화합물을 생산하는 데 있어 핵심적인 단계인 메탄올을 방향족 화합물로 전환하는 과정을 가능하게 해준다. 결과적으로 완전히 독자적인 지식재산권을 가진 메탄올 유동층을 이용한 방향족 화합물 생산 기술이 만들어졌으며, 전체 과정에서 메탄올의 전환율은 99.99%에 달하고, 생성된 제품 중 방향족 화합물의 비율은 74.47%에 이른다.그중 페닐렌디메틸에테르의 비율은 50%를 넘습니다.이는 또한 세계 최초로 단일 메탄올을 원료로 방향족 화합물을 생산하는 산업화 기술로, 방향족 화합물의 원료 다양화라는 새로운 시대를 열었습니다.현재, 석탄 기반 메탄올 유동층을 이용한 방향족 화합물 생산을 위한 산업화 시범 프로젝트가 이미 시작되었으며, 현재 초기 단계에 있는 대규모 산업화 프로젝트는 5개가 넘습니다. 중과합성유기술유한회사는 슬러리 베드 철계 촉매를 이용한 피토 석탄 정제 기술을 개발하여 산업적으로 활용한 데 이어, 단일 반응기를 이용한 연간 50만 톤 규모의 대형 설비도 성공적으로 개발했습니다.2015년 6월에 가동을 시작한 산시 미래에너지화학유한공사의 연간 백만 톤 규모의 석탄 간접 정제 설비는, 염광그룹이 독자적으로 개발한 저온 피토 합성 기술을 적용하고 있습니다. 이 설비의 단일 생산 능력은 연간 114만 톤으로, 국내에서 가장 높은 수준입니다.이에 앞서 신화그룹이 개발하고 산업화된 환경에서 그 효과가 검증된 석탄 직접 액화 기술, 그리고 산시 옌장 석유그룹이 개발한 등유 공정 기술까지 더해지면서, 우리나라의 석탄을 이용한 석유 생산 기술은 전 세계적으로 선도적인 수준에 있습니다. 업계에서 지속적으로 주목받아온 가스화 기술 분야에서는 끊임없는 노력을 통해 우리나라는 외국 기술에 대한 의존에서 벗어나, 기술 도입 및 숙련 과정을 마무리하고 완전한 자주 혁신을 이루었습니다. 또한 전반적인 기술 수준도 세계 최고 수준에 도달했습니다. 화동이공대학교와 산둥옌광그룹이 공동으로 개발한 다노즐 대치식 수탄슬러리 가스화 기술은, 단일 가스화로에서 하루에 3,000톤의 석탄을 처리할 수 있습니다. 현재 55대의 가스화로가 운영 중이며, 계약된 가스화로의 수는 113대에 달합니다. 중국이 독자적으로 개발한 청화로, 항천로, 2단계 건조분말 가스화로, 무연탄 고효율 전환로 등도 이미 산업적으로 활용되고 있습니다. 산시 옌장석유그룹이 설치 및 조정 중인 대형 운송침대형 가스화로(KSY)가 가동되면, 하루에 5,000톤의 석탄을 처리할 수 있어 세계 가스화 역사상 최대 규모의 설비가 될 것입니다. 또한, 허베이 신아오 그룹과 중국과학원 산시석탄화학연구소가 공동으로 개발한 석탄 수소화 가스화 기술, 중국광업대학(베이징)의 량제 박사 팀이 개발한 지하 석탄 가스화 기술과 같은 세계 최첨단 기술들도 이미 중간 규모의 시험이 완료되었으며, 곧 대규모 산업화 시범 설비가 건설될 예정입니다. 석탄 열분해 분야의 혁신도 주목할 만하다.2015년 한 해에만, 산시석탄화학기술연구원 유한회사와 베이징콜린스다과학기술발전회사가 공동으로 개발한 가스화-저등급 석탄 열분해 통합 기술, 그리고 신목천원화공유한회사와 화루공정과학기술유한회사가 공동으로 개발한 저등급 석탄 분말의 열분해를 통한 무연탄 생산 기술, 이 두 가지 기술이 기술 평가를 통과했습니다.또한, 하남룡성그룹이 개발한 저등급 석탄 회전식 열분해 기술, 신목부유에너지과학기술회사가 관련 연구기관들과 공동으로 개발한 분말석탄 고체 열매체를 이용한 빠른 열분해 기술, 그리고 베이징신우그룹이 개발한 열매체가 없는 축열식 회전식 열분해 기술도 산업화 시범 설비로 구축되었습니다.이미 시험 가동에 들어간 산시 옌장 석유그룹이 개발한 수송침 가스화 열분해 통합 기술(CCSI)이 성공적으로 자리 잡는다면, 석탄의 열분해와 가스화를 원활하게 연결할 수 있게 되며, 그 에너지 효율은 업계 최고 수준에 도달할 것입니다. 심층 가공 기술이 전면적으로 발전하고 있습니다. 석탄 변환 기술 외에도, 다른 석탄화학 제품의 심층 가공 관련 기술 혁신도 최근 몇 년간 급속히 발전하고 있습니다. 석탄 타르를 포함한 저품질 석유의 가공 분야에서, 산시석탄화학그룹의 신목부유에너지과학기술회사는 2012년에 고정층 방식을 이용한 중저온 석탄 타르 전분획 수소화 기술을 개발했습니다. 상하이신유에너지과학기술회사는 2014년에 끓는층 방식을 이용한 저품질 석유 가공 기술을 개발했으며, 같은 해에 산시옌장석유그룹은 현탁층 방식을 이용한 수소화 기술을 개발했습니다. 2015년에는 베이징삼여환경신소재주식회사와 베이징화석연합에너지과학기술발전유한회사가 협력하여 초고성능 현탁층 가공 기술을 개발했습니다. 위와 같은 기술들은 현재 모두 산업화된 형태로 활용되고 있으며, 여러 세계적인 난제들을 극복함으로써 우리나라의 저품질 석유 가공 기술이 세계 최고 수준에 도달하게 되었습니다. 2014년 12월, 산동육황화공유한회사와 칭화대학교가 공동으로 개발한 메탄올을 이용한 폴리메톡시디메틸에터 생산 기술은 중국 석유화학공업협회로부터 “세계 최고 수준”이라는 평가를 받았습니다. 연장석유그룹은 자사가 석유, 가스, 석탄을 모두 보유하고 있다는 특징을 활용하여 석탄화학, 천연가스화학, 석유화학을 융합시켜 세계 최초의 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산 시범 프로젝트를 구축했습니다. 지속적인 개선과 최적화를 거쳐, 내몽골 통량금석화공유한회사는 중국과학원 푸젠물질구조연구소가 개발한 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산 기술을 활용하여 세계 최초의 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산 시설을 건설했습니다. 2015년 하반기부터 이 시설은 전력을 다해 가동되기 시작했으며, 생산된 에틸렌글리콜 제품은 폴리에스터 산업의 품질 기준을 충분히 충족시켰습니다. 이는 우리나라의 석탄을 이용한 에틸렌글리콜 생산 기술이 세계 최고 수준에 도달했음을 의미합니다. 서북 변방에 위치한 신장 톈예 그룹은 카르보네이트 염소알칼리 산업에 지대한 공헌을 했습니다.2011년, 이 회사는 카르보네이트법을 이용한 폴리염화비닐 생산 과정에서 발생하는 수은 촉매 오염 문제를 해결하기 위해 저수은 촉매를 성공적으로 개발하고 산업적으로 활용했습니다. 이 덕분에 중국의 염소·알칼리 제조업체들은 ‘마쓰시마 협약’이 가져오는 규제와 영향에 유연하게 대응할 수 있게 되었습니다.이 그룹은 카르보네이트 용광로의 배기가스를 활용하여, 연간 20만 톤 규모의 에틸렌글리콜을 생산하는 설비를 순차적으로 구축했습니다. 이 에틸렌글리콜의 품질은 폴리에스터 산업의 요구사항을 충족시키는 수준이었습니다. 이로써 이 그룹은 카르보네이트 용광로의 배기가스를 이용해 고부가가치 화학제품을 생산하는 선구적인 사례를 만들어냈습니다.이 회사는 여러 연구기관과 협력하여 플라즈마를 이용한 석탄에서 아세틸렌을 생산하는 공정을 개발했습니다. 현재 5메가와트 규모의 시험 설비가 구축되어 있으며, 그 규모와 기술 수준은 전 세계적으로 선도적인 수준입니다. 2009년 5월, 하얼빈공과대학교의 한홍준 교수팀은 다단계 생화학적 처리(EBA) 기술을 개발했습니다.이 기술은 외부 순환 혐기성 처리 기술, 생물적 농축 기술, 다단계 혐기성/호기성 질소 제거 기술을 통합하고, 고밀도 침전, 고도 산화, 호기성 생물 필터 및 다효율 증발 기술을 보조로 활용함으로써 석탄화학 공정에서 발생하는 폐수를 심도 있게 처리하여, 사실상 폐수의 zero 배출을 실현합니다.이 기술을 활용하여, 현재 중메이룽화 하얼빈 석탄화학공업유한회사와 중메이투크 대규모 비료 공장의 폐수 제로 배출을 실현하는 두 개의 시범 단지가 건설되었습니다.베이징 워터텔 수처리 기술 주식회사는 적용 범위가 넓은 양수압 투과 기술을 개발했습니다. 석탄화학 공정에서 발생하는 폐수의 ‘마지막 1킬로미터’ 단계에서 나타나는 진한 염분 함유 폐수의 결정염 분리 문제를 해결하기 위해, 선전에너지자원종합이용개발유한회사는 상하이징위환경공정주식회사와 협력하여 석탄화학 공정에서 발생하는 진한 염분 함유 폐수를 자원화할 수 있는 공정 기술을 개발했습니다. 이 기술은 두 차례의 소규모 현장 실험과 한 차례의 중규모 연속식 염분 분리 장치를 통한 검증을 거쳐 성공적으로 입증되었습니다.2016년 1월 18일, 선전에너지자원종합이용개발유한회사는 내몽골 이타이 석탄화학공사의 연간 120만 톤 규모의 정밀화학 공장 건설 프로젝트 중, 고농도 염수의 증발 및 결정화와 관련된 EPC 총괄 공사를 수주하는 데 성공했습니다.해당 회사의 석탄화학 공정 폐수 사업부 마케팅 디렉터인 우춘리안 여사에 따르면, 심넝자원과 징위환경의 핵심 기술을 활용하여 화학적 연화 침전 – 고농도 축액 – 정제 공정 – 증발 축액 – 분급 결정 – 건조 포장과 같은 과정을 거쳐, 중국의 석탄화학 산업계에서 최초로 폐수를 완전히 없애고, 불순물을 분리·정제하여 자원으로 활용할 수 있는 모델 프로젝트를 만들어낼 계획이라고 합니다. 또한, 상하이 안치 환경보호 과학기술회사가 개발한 특수 판형 구조와 느슨한 섬유를 이용한 안개 및 먼지 제거 기술을 통해, 칼슘법을 이용한 탈황 처리 후의 배기가스에서도 5밀리그램/입방미터라는 기준을 충족시킬 수 있으며, 운영 비용도 기존의 습식 탈황 방식에 비해 낮다고 합니다.섬서 연장석유그룹이 서북대학교, 섬서성 에너지화학연구원과 함께 연구개발한 이산화탄소 포집 및 유추출 기술은, 섬서성 북부의 징변과 우기라는 두 개의 유전에서 시범적으로 적용되었으며, 그 결과 매우 우수한 성과를 거두었습니다.이 성과는 이에 따라 《중미 기후변화 실무그룹이 제7차 중미 전략·경제 대화에 제출한 보고서》에 포함되었습니다. 신화그룹은 오르도스의 백만 톤 규모의 석탄 직접 액화 프로젝트를 기반으로 중국 최초의 연간 10만 톤 규모의 이산화탄소 포집 및 저장 산업화 시범 프로젝트를 건설했습니다. 2015년 4월까지 총 30.2365만 톤의 이산화탄소가 주입되었으며, 약 1억 8천만 입방미터의 배기가스가 포집되었습니다. 이 프로젝트는 석유화학협회로부터 “프로젝트의 혁신성이 뛰어나며, 전반적으로 국제적인 선진 수준에 도달했으며, 낮은 투수성을 가진 염수층에서의 이산화탄소 저장 기술 면에서는 세계 최고 수준”이라는 평가를 받았습니다. 중국공정원 원사이자 쓰촨대학교 총장인 셰허핑의 연구팀이 개발한 이산화탄소 광물화 발전 기술은, 이산화탄소와 석회석 찌꺼기, 유기성 폐알칼리, 시멘트 먼지, 강철 찌꺼기와 같은 산업용 알칼리성 폐기물들 사이에서 광물화 반응을 일으킵니다. 이를 통해 이산화탄소를 고형화시키는 동시에, 광물화 과정에서 생성되는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시킬 수 있으며, 부가가치가 높은 탄산수소나트륨도 함께 생산됩니다.중국과학원 칭다오 생물에너지 및 공정연구소, 허베이 신아오 그룹 등의 기관들은 이미 미세조류를 활용한 석탄화학공정에서 발생하는 이산화탄소 감축 기술을 개발했으며, 실증 단지도 구축했습니다.기술의 더욱 큰 발전과 미세조류 재배 면적의 확대에 따라, 앞으로는 이산화탄소-미세조류-바이오디젤로 이어지는 산업 체계가 구축되어 이산화탄소를 자원화할 수 있게 될 것입니다… 석탄화학 분야의 기술 혁신은 다른 분야에도 긍정적인 영향을 미칩니다. 2015년 10월, 미국의 ‘파워 매거진’은 2015년도 세계 최고의 화력발전소들을 선정했으며, 상하이 외고교 제3발전유한책임회사가 중국의 화력발전소 중 유일하게 수상하는 기업이 되었습니다.그 이유는, 연소 가스의 잔열 활용, 광의의 회수 기술, 개선된 급수 회수 방식, 개선된 보일러 시작 방식, 고체 입자에 의한 부식 방지 등 다양한 기술적 혁신과 발전, 그리고 엄격한 탈황·탈질·먼지 제거 및 선택적 촉매 환원과 같은 조치들 덕분에, 가동 중인 2×1000메가와트급 석탄 연소 초초임계 발전기의 순효율이 45% 이상에 달하는 세계 최고 수준에 도달했기 때문입니다. 또한 질소산화물, 이산화황, 먼지, 헤그만 지수와 같은 지표들도 천연가스를 연료로 하는 발전기의 배출 기준보다 낮아, 전 세계 석탄 연소 발전 산업의 모범이 되고 있습니다.근본적으로 보면, 위에서 언급한 기술들 중 상당 부분은 석탄화학 분야의 실무에서 비롯된 것입니다. 산업 보일러 분야에서 산시 석탄화학 신형에너지 유한회사는 자체 기술과 특수 가공 공정을 활용하여 신무 지역의 고품질 석탄을 원료로 하여 입경이 20~30마이크론에 불과한 초미세 석탄분을 제조합니다. 또한 관련 보일러 업체들 및 연구기관들과 협력하여 고효율 석탄분 보일러를 개발하고 있습니다.두 가지를 함께 사용하면, 초미세 석탄 분진의 입자 크기가 작고 비표면적이 크기 때문에, 이를 안개 상태로 고효율 석탄 연소 보일러의 연소실에 분사하여 공기와 충분히 접촉시키면 저온에서도 빠르게 연소됩니다. 그 결과, 고온에서 질소가 질소산화물로 산화될 가능성이 크게 줄어들고, 석탄의 연소 효율과 보일러의 열효율이 현저히 향상됩니다. 이 회사가 건설하여 운영하고 있는 여러 고효율 석탄분말 보일러들에 대해 환경 당국의 검사 결과, 석탄의 연소율은 98%를 상회했으며, 보일러의 열효율은 90%를 넘었습니다. 이는 기존의 체인식 보일러에 비해 각각 30%, 25% 더 높은 수치입니다. 또한 석탄 사용량도 30% 이상 줄어들었습니다. 입자상 물질, 이산화황, 질소산화물의 배출 농도도 GB13271-2014 ‘보일러 대기오염물질 배출 기준’에서 정한 석탄보일러의 대기오염물질 배출 한도보다 훨씬 낮았으며, 심지어 해당 기준에서 가장 엄격하게 규정된 ‘중점권역 내 가스보일러의 대기오염물질 특별 배출 한도’보다도 낮았습니다.이 성과는 우리나라에 다수 존재하는 고에너지 소비형, 고배출형, 고오염형의 석탄 화력 산업용 보일러들의 에너지 절약형 개조를 위한 방향을 제시해 주었습니다. 이로 인해 이 분야에서는 석탄을 청정하고 효율적으로 활용할 수 있는 새로운 방법이 발견되었다고 평가받고 있습니다. 신화그룹은 공군과 3년간 공동으로 연구를 진행한 끝에, 2015년 8월에 석탄 기반의 제트 연료를 성공적으로 개발했습니다.이러한 성과는 우리나라가 석탄 기반 제트 연료 연구 분야에서 국제적인 선도 수준에 도달했음을 보여줄 뿐만 아니라, 석탄 기반 연료의 밀도가 높아 동일한 부피로 더 많은 연료를 저장할 수 있기 때문에, 우리나라 전투기가 더 높고 더 멀리 날 수 있도록 해주어 매우 중요한 전략적 의미를 가집니다. 2016년 초, 신화닝메이그룹은 1101SC와 1148TC라는 두 가지 등급의 중고융점 폴리프로필렌 제품을 성공적으로 생산해냈습니다.전자는 무직물용 특수 소재이며, 후자는 얇은 벽의 사출 성형용 소재로, 이를 통해 해당 회사의 석탄 기반 폴리프로필렌 생산 설비가 일반용 소재만 생산할 수 있었던 역사에 종지부를 찍었습니다. 혁신은 무한한 생기를 가져옵니다. 계속해서 이루어지는 기술 혁신 덕분에 중국의 석탄화학 산업은 엄청난 변화를 겪고 있습니다.경제적 효과와 사회적 효과 측면에서, 10년 전에 막 시작되었을 때와 비교하면 오늘날의 석탄화학 산업은 정말 놀라울 정도입니다. 예를 들어, 메탄올을 이용해 폴리메톡시디메틸에터를 제조하는 기술을 활용한 결과, 디젤 엔진의 시험 결과와 소규모 실증 실험을 통해, 일반 디젤유에 20%를 첨가하면 엔진에서 배출되는 연무량을 70%~90%까지 줄일 수 있습니다. 만약 이 기술이 우리나라에서 널리 도입된다면, 매년 3천만 톤 이상의 디젤유를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차에서 배출되는 오염물질도 12%~20% 줄일 수 있을 것입니다. 또한 초미세 석탄 분말 및 고효율 석탄 분말 보일러 기술을 활용한다면, 기존의 중소 규모 석탄 연소 산업용 보일러를 이 기술로 개조할 경우 매년 1억 7천만 톤의 석탄을 절약할 수 있으며, 이산화탄소는 4억 1,700만 톤, 이산화황은 435만 톤, 질소산화물은 73만 톤 줄일 수 있다.전국의 석탄 화력발전소들이 모두 상하이 외고교 제3발전소의 초저배출 기술을 도입한다면, 전력 산업에서 발생하는 연무형 오염은 2013년 대비 90% 줄어들 것입니다. 만약 이 기술이 전 세계의 석탄 화력발전소들에도 도입된다면, 매년 40억 톤의 이산화탄소가 줄어들고, 7.3억 톤의 표준석탄에 해당하는 에너지도 절약될 것입니다. 또 다른 예로, 신화석탄 직접액화장치는 지속적인 기술 개선과 공정 최적화, 그리고 내부 관리 강화를 통해 석유 1톤 생산에 필요한 석탄 소비량을 설계 당시의 10톤에서 5.8톤으로 줄였으며, 가장 우수한 경우에는 5톤에까지 낮추었습니다.오염물질 분리 처리, 오염원별 관리, 물의 다중 활용, 광산수의 효율적 사용과 같은 조치들을 통해, 해당 프로젝트가 지역의 수자원을 과도하게 사용하는 것을 최대한 줄였으며, 동시에 좋은 성과도 얻었습니다.2015년에 신화석탄화학 부문은 55억 5천만 위안의 매출을 기록했으며, 6억 4,900만 위안의 이익을 얻었습니다. 2016년 2월 기준으로, 중국에서 석탄을 원료로 하는 올레핀 생산 공장은 19곳이 있으며, 이들 공장의 총 올레핀 생산 능력은 841만 톤에 달합니다. 또한 건설 중인 공장도 13곳이 있으며, 이들 공장의 총 올레핀 생산 능력은 814만 톤입니다.‘13차 5개년 계획’이 끝날 때쯤, 우리나라의 석탄을 원료로 하는 올레핀 생산 능력(석탄을 이용한 폴리프로필렌 생산 및 외부에서 구입한 메탄올을 이용한 올레핀 생산 포함)은 총 1,700만 톤을 넘을 것으로 예상됩니다. 이는 당시 국내 전체 올레핀 생산 능력의 23%에 해당하는 수치입니다.국내 올레핀 제품 및 그 유도체들의 국제 시장에서의 경쟁력을 크게 향상시키는 동시에, 우리나라의 에틸렌 산업도 나프타 가격 상승과 공급 부족이라는 문제에서 벗어날 수 있게 되었습니다. 이로 인해 연간 1억 7천만 톤의 원유를 절약할 수 있습니다. 더욱 다행인 것은, 더 창의적이며 경제적·사회적 효과를 가져올 수 있는 기술들이 이미 연구개발되고 있다는 점입니다. “다양한 농도의 이산화탄소도 이산화탄소 포집 과정 없이 바로 광물화 발전을 할 수 있다. 1톤의 이산화탄소를 광물화하면 140kWh의 전력을 안정적으로 생산할 수 있으며, 동시에 톤당 1,500위안 이상의 가치가 있는 탄산수소나트륨 1.91톤도 얻을 수 있다.이산화탄소 광물화 발전 기술이 산업화되어 대규모로 활용된다면, 그로 인해 얻어지는 경제적·환경적 이점과 에너지 절약 효과는 매우 크다고 할 수 있습니다.”샤허핑은 이렇게 말했다. 베이징화공대 생명과학기술학원의 푸펑청 교수는 미세조류 기술의 개발과 응용을 중점적인 방향으로 삼아야 한다고 강조했다.그는 미세조류의 지방 함량이 20%~70%에 달해, 육상 식물과는 비교할 수 없다고 말했습니다.1년의 성장 기간 동안, 1헥타르의 옥수수, 콩, 유채꽃, 야자나무는 각각 172리터, 446리터, 1190리터, 5950리터의 바이오디젤을 생산할 수 있습니다. 반면, 같은 1헥타르의 미세조류는 95,000리터의 바이오디젤을 생산할 수 있습니다.중국의 염염지의 14%를 미세조류를 배양하고 재배하는 데 사용한다면, 그로 인해 생산되는 디젤은 전국 디젤 수요의 50%를 충당할 수 있을 것입니다. 뿐만 아니라, 미세조류는 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출하는 동시에, 그 과정에서 생산되는 바이오디젤은 산소 함량이 10% 이상이어서 연소 시 필요한 산소량이 석유 기반 디젤보다 적습니다. 또한 연소 및 점화 성능도 석유 기반 디젤보다 우수하여, 연소 과정에서 발생하는 일산화탄소의 양도 석유 기반 디젤보다 10% 줄어듭니다.게다가 미세조류는 이산화탄소를 흡수하고 전환하는 능력이 같은 면적의 숲의 10~50배에 달하므로, 산업화가 이루어진다면 그로 인한 경제적·환경적 이점과 에너지 절약 효과는 매우 크다. 류중민은 자신의 팀이 연간 300만 톤의 메탄올을 처리할 수 있는 제3세대 메탄올 기반 저탄소 올레핀 생산 기술을 개발 중이라고 밝혔습니다. 이 기술은 촉매와 공정 설계, 반응기 구조를 최적화함으로써 에틸렌과 프로필렌의 수율과 설비의 효율성, 그리고 투자 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다.실시된 이후에는 석탄을 원료로 하는 올레핀 생산의 경쟁력이 더욱 향상되어, 우리나라의 석탄 기반 올레핀 생산 기술이 세계적으로 선도적인 위치를 더욱 공고히 하게 될 것입니다. 또한, 칭화대학교의 왕진푸 교수 팀은 석탄 열분해 과정에서 발생하는 유분과 먼지를 분리하는 문제를 해결할 새로운 기술을 개발하고 있습니다. 그들의 목표는 ‘13차 5개년 계획’ 기간 내에 이 기술을 산업적으로 활용하는 것입니다. 산시석탄화학그룹은 앞으로 석탄을 다양한 용도로 효율적으로 활용하는 데 있어 장애가 되는 석탄 열분해 공정에서 발생하는 유분과 먼지를 효과적이고 경제적으로 분리하는 기술을 개발하는 데 집중할 예정입니다. 산시옌장석유그룹은 서북대학교 등과 협력하여 메탄을 무산소 상태에서 방향족 화합물로 전환하여 수소를 함께 생산하는 순환류동층 공정 기술을 개발하고 있습니다. 산동옌광그룹과 산시루안광업그룹은 고탄소 단일 알케인, α-오레핀, 폴리α-오레핀, 1-헥세인, 1-옥세인, 산업용 윤활유, 혼합 알코올, 고탄소 알코올, 알킬벤젠, 알킬페놀, 산화왁스, 미세왁스, 정제된 왁스, 식품용 백오일, 윤활 기초유, 고응고점 왁스, 계면활성제와 같은 고부가가치의 화학제품들을 개발하고 있습니다. 이러한 제품들은 석유를 통해 얻기 어려운 것들이므로, 석유 정제업계와의 경쟁을 피하고 석탄을 원료로 하는 석유 생산 프로젝트의 경쟁력을 높이는 데 도움이 될 것입니다. 바오신허의 구상은 더욱 목표 지향적이며 더욱 고무적입니다.그는 향후 몇 년간 자신의 팀은 촉매에 대한 기초 연구를 지속하는 동시에, 합성가스를 이용한 올레핀 생산, 메탄을 무산소 상태에서 올레핀으로 전환하는 기술, 방향족 화합물 생산, 수소 생산 등과 같은 기존의 기술들을 산업화하는 데에도 힘을 쏟을 것이라고 말했습니다. 이를 통해 이러한 기술들이 조기에 산업화되어 생산력으로 전환될 수 있도록 하겠다는 것입니다.동시에, 석탄을 온화한 방식으로 분해하여 액체 제품과 탄화수소 제품을 생산하는 데 관한 이론적 연구를 적극적으로 진행함으로써 관련된 난제들을 극복하고, 결국 석유 정제와 같이 석탄을 온화하고 효율적이며 청정한 방식으로 가공할 수 있는 목표를 달성하고자 합니다. 올해 4월 21일부터 22일까지 칭다오에서 열린 중국 석유화학공업연합회의 과학기술 회의에서, 중국 석화연합회 부사무총장이자 석탄화학위원회 사무총장인 후천린은 석탄화학 산업의 향후 혁신 방향을 제시했습니다. 그는 “13차 5개년 계획” 기간 동안 현대 석탄화학공정 기술은 다섯 가지 발전 방향을 목표로 해야 한다고 말했습니다. 첫째, 현대 석탄화학공정의 핵심 공정들의 생산 조건과 프로세스 설계를 최적화하여 기존의 시범 프로젝트들의 안정성을 높이는 것입니다. 둘째, 여러 가지 중요한 기술과 신제품을 개발하는 것입니다. 셋째, 새로운 시범 프로젝트들을 구축하는 것입니다. 넷째, 석탄 매장량의 55% 이상을 차지하는 저등급 석탄을 효율적으로 활용할 수 있는 기술을 연구하고 시범적으로 적용하는 것입니다. 다섯째, 석탄화학공정에서 발생하는 ‘삼폐’ 문제를 해결하기 위한 처리 및 재활용 기술을 개발하는 것입니다.