바스프, 친환경 생산공정 등 혁신 연구개발 계획 발표

글로벌 화학기업 바스프가 2030년까지의 탄소중립성장에 대한 구체적인 탄소관리 프로그램을 발표했다.

지난 1월 10일 독일 루트비히스하펜에서 개최한 리서치 기자회견 (Research Press Conference)에서 바스프는 기존 공정을 지속적으로 최적화하면서 석탄연료를 신재생에너지원으로 점차 대체하는 새로운 저공해 생산 공정을 개발하는 다양한 기후친화적 혁신 연구들을 소개했다.

그동안 화학산업에서는 다량의 이산화탄소를 배출하는 석탄원료를 사용하여 공정에 필요한 에너지를 공급해왔다. 바스프의 스팀크래커 역시 나프타를 올레핀 및 향료로 증기 분해하는 데에 850도에 달하는 고온의 에너지가 필요하다. 이에 바스프는 이러한 에너지를 석탄연료가 아닌 재생에너지로 생산된 전기로 대체하게 되면 이산화탄소 배출이 90% 감축될 수 있음에 착안하여 세계 최초로 스팀크래커를 위한 전기 가열 컨셉 개발에 착수했다.

바스프는 5년 내에 해당 개발과 함께 높은 전류량과 고온을 견딜 수 있는 적합한 금속 재료에 대한 연구도 진행할 계획이다.

또한 화학산업 에서 화학반응제로 다량 사용되는 수소를 생산하는 데에 발생되는 이산화탄소에 대해서도 연구 중이다. 바스프 또한 암모니아 합성 공정에서 수소를 사용하고 있으며, 수소가 미래 지속가능 에너지 운반 및 저장 분야에 필수적인 에너지로 주목받는 만큼 바스프는 천연 가스를 수소와 탄소로 분리하는 공정 기술을 개발하는 중이다. 이 과정에서 발생되는 고체 탄소는 철강이나 알루미늄 생산에 사용 가능하며 이러한 메탄 열분해 수소 공정 기술은 에너지가 적게 소모된다. 또한 신재생에너지자원 활용 시 이산화탄소 배출 없이도 산업 규모의 수소 생산이 가능해진다.

더불어 바스프는 핵심적인 중간체인 올레핀 생산에 있어 새로운 생산 공정을 개발할 계획이다. 건식 개질(dry reforming) 기술을 활용한 새로운 공정으로 현재 스팀크래커에서 배출되는 다량의 이산화탄소를 감소시키고, 합성가스를 생산해 디메틸에르 중간체를 활용, 올레핀으로 변화시키는 것으로 바스프는 독일 산업가스 기업인 린데(Linde) 와 협업을 통해 판매되는 신규 고성능 촉매를 활용해 개발하고 있다. 이 혁신적인 공정은 원료 및 재생가능 전력의 공급 가능 여부에 따라 전력을 에너지로 사용하는 스팀크래커 가열 시스템의 보완 및 대체가 가능하다.

마지막으로 바스프는 이산화탄소와 에틸렌으로 기저귀 등 위생 제품에 사용되는 고흡수성 물질의 주요 시재료인 아크릴산나트륨을 생산하는 새로운 방법을 개발했다. 바스프가 지원하는 하이델베르크 대학의 촉매작용 리서치 연구소(Catalysis Research Laboratory)는 이미 몇 년 전 이에 필요한 촉매 사이클을 처음으로 완성했고, 바스프는 작은 공장 규모의 연구소 실험을 거쳐 이를 산업 규모로 확대하기 위해 노력 중이다.

바스프의 새로운 접근법이 대규모 공정에서의 안정성 및 효율성이 검증되면 기존 프로필렌 기반의 고흡수성 물질 생산에 사용되는 석탄 연료의 약 30%를 이산화탄소로 대체할 수 있게 된다.