현재 세계의 가장 큰 관심사는 에너지와 친환경입니다. 기후변화와 같은 환경문제를 해결하고자 많은 기업에서 다양한 기술을 개발하고 있는데요. 특히, 화석 연료의 고갈과 함께 대체 에너지 증대 필요성이 높아지면서 주목받고 있는 신기술이 있습니다. 한라가 최근 친환경 신기술 시장을 확대하고자 이 시장에 뛰어들며 더욱 화제가 되기도 했죠.
바로, ‘기체분리막’인데요. 전문가들이 향후 몇십 년 높은 성장세를 보일 것으로 전망하는 기체분리막은 과연 무엇일까요? 또, 한라가 기체분리막 시장에 진출한 까닭은 무엇일까요?
그린뉴딜 사업의 중요 기술, 기체분리막
기체분리막은 말 그대로 기체를 분리하는 막을 뜻합니다. 예를 들어, 이산화탄소와 메탄 등이 결합된 혼합기체물을 기체분리막에 통과시키면 이산화탄소와 메탄을 각각 분리해서 추출할 수 있습니다. 화학공업에서 분리기술은 특히나 중요한데요. 기체분리막을 활용한 기술은 적용 범위도 넓을 뿐 아니라 자원, 에너지 절약 면에서 효과가 커 더욱 주목받고 있습니다.
기체분리막은 여러 종류의 기체혼합물이 통과할 수 있는 미세한 중공사*형태를 갖추고 있습니다. 혼합기체가 중공사를 통과할 때 중공사 내부의 분리막에서는 투과현상으로 기체가 분리되는데요. 기체의 투과율은 분리막을 통과하는 각 기체의 용해도 차이 및 상대적 속도 차이에 의해 결정됩니다.
*중공사: 지름 방향으로 관통하는 미세한 빈 구멍이 있는 중공의 섬유
높은 용해도를 갖는 저분자량의 기체(빠른 기체)가 낮은 용해도의 고분자량 기체(느린 기체)보다 분리막을 빠르게 투과하는 특성을 이용하여 기체를 선택적으로 추출할 수 있습니다. 분리막을 빠르게 투과한 기체는 중공사의 외벽에 투과기체(Permeate)로 분리되고, 투과하지 못한 기체는 중공사의 내부를 통과하여 잔류기체(Retentate)로 분리됩니다. 원하는 기체의 종류에 따라 투과기체, 잔류기체 모두 유용하게 쓰일 수 있죠.
예를 들어, 바이오가스 정제 시에는 상대적으로 투과성능이 높은 이산화탄소가 분리막을 통과하여 투과기체가 되고, 메탄은 투과성능이 낮기에 잔류기체로 분리된답니다.
친환경 사업에서 기체분리막의 역할
그렇다면 기체분리막이 친환경 산업 측면에서 주목받는 이유는 무엇일까요? 기체분리막을 도입할 경우, 크게 두 가지 효과가 있는데요. 먼저, 바이오가스 정제가 가능합니다. 바이오가스는 대부분 메탄(CH4) 60%, 이산화탄소(CO2) 40%로 구성됩니다. 메탄의 순도가 98% 이상일 경우 LNG 버스와 같은 수송용 연료는 물론 도시가스 등 산업시설에 이용할 수 있다고 해요. 기후변화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소를 농축할 경우에는 산업시설이나 소화기, 드라이아이스와 같은 대체 물질을 생산할 수 있죠. 이와 같이 각 물질의 순수한 특성을 강화해 바이오가스를 친환경 기술로 전환할 수 있습니다.
두 번째는 CDM 사업을 본격화할 수 있습니다. CDM 사업이란 Clean Development Mechanism, 청정개발체제를 뜻하는데요. 쉽게 말해, 기후변화 문제를 완화하고자 선진국과 개발도상국이 공동으로 추진하는 온실가스 감축사업 제도입니다.
CO2를 발생하는 사업장의 경우 회사별 CO2 발생 할당량을 받아 사업장을 운영하게 됩니다. 해당 할당량을 초과할 경우 다른 사업장의 할당량을 사 오거나 초과한 양만큼 과태료를 물어야 하는데요. 일례로 시멘트 공장 Kiln*에서 CO2가 연간 40만 톤 이상 발생합니다. 대부분의 사업장은 할당량 이상의 CO2 발생에 따라 연간 많은 과태료를 내고 있죠. 하지만 기체분리막 기술을 통해 CO2를 포집하면, CO2를 적게 배출해 과태료를 절약할 뿐만 아니라 드라이아이스 제조 및 판매가 가능해지는 일거양득의 효과를 얻게 됩니다.
*Kiln: 도자기, 시멘트 공장 등에서 원료를 소성하는 데 사용하는 가마
기체분리막은 석유 화학 공정, 원유 및 천연가스 공정, 제철 및 화력발전 공정 등의 플랜트 설비 사업에 적용될 만큼 응용 범위가 매우 넓어 빠른 성장이 가능한 시장입니다. 이에 한라는 친환경 신기술 시장을 확대하고 지속가능한 경영을 실천하고자 기체분리막 시장에 진출했습니다.
국내 유일의 기술, 에어레인과의 만남
한라는 작년 말, 국내 유일의 기체분리막 제조/양산 기업 에어레인에 30억 원을 투자했습니다. 에어레인은 세계적으로 기술적 진입 장벽이 높은 기체분리막 산업 내 국내 유일의 의미 있는 상용화 트랙 레코드를 보유하고 있는 기업인데요. 에어레인의 기체분리막 기술은 혼합기체로부터 기체를 순도 높게 분리하여 질소 발생과 이산화탄소 포집, 메탄 회수를 통한 블루수소 생산에 활용할 수 있습니다. 한라는 에어레인과 함께 바이오가스 플랜트를 활용한 수소 생산과 반도체 케미컬 리사이클링 분야에서 공동 사업을 추진할 예정입니다.
한라X기체분리막=친환경
한라는 본격적인 기체분리막 시장 성장을 가속화할 것입니다. 한라의 기술 역량과 에어레인만의 특허 기술을 결합해 각 지자체 에너지 자립화 시설, 음식물 처리시설 영업 등 지자체뿐 아니라 가스 저장소 건설, 주유소 및 정류장까지 시공할 예정이죠. 또한, CDM 사업으로까지 확장하여 한라만의 새로운 사업을 창출하고 산업단지까지 함께 조성할 계획입니다.
기체분리막 기술과 함께 친환경 사업을 확장 중인 한라! 지속가능성을 고려한 ESG 투자를 적극 펼치며 친환경 기술 시장에서 맹활약할 한라의 행보에 많은 관심 부탁드리겠습니다!
