메탄올은 포르말린, MTBE(methyl-t-butyl ether), 아세트산, 디메틸텔레프탈레이트 등의 화학물질을 제조하는 원료로 사용될 뿐만 아니라 용제, 연료 등의 용도로도 사용되어 세계적으로 가장 많이 생산되는 화학물질 중의 하나이다. 이 중에서 가솔린에 첨가되어 옥탄가를 향상시키는 MTBE의 제조에 사용되는 메탄올의 수요는 매년 12~24%의 높은 증가율을 보이고 있다. 이외에도 Mobil사에서 개발된 MTG(methanol to gasoline) 공정에 의해 가솔린을 생산할 수 있으며, 직접분해 또는 수증기 개질을 통해 순수한 수소 또는 순수한 일산화탄소를 생산하여 이동식 연료전지의 연료로 사용되어질 가능성이 높다. 또한 엔진 개조를 통한 자동차의 연료로 직접 사용하거나 가솔린과 섞어서 사용할 수도 있어 석유가가 상승하거나 저렴한 메탄올의 생산이 가능해지면 메탄올의 연료로서의 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다.

메탄올 제조 방식

특히 최근에 메탄올은 친환경 선박 연료로 검토되고 있다. 국제해사기구는 지난 2018년 4월, 2050년 국제 해운 온실가스 총 배출량을 2008년 대비 50%로 감축하겠다는 목표를 설정하였다. 이러한 국제해사기구의 규제로 국내 조선업계는 친환경 선박으로의 패러다임 전환을 모색하고 있으며 LNG(액화천연가스), 암모니아, 수소, 풍력, 메탄올 등 친환경 연료 추진선 개발에 속도를 내고 있다. 이 중에서 메탄올 추진 선박은 기존 디젤엔진으로부터 쉽게 개조하여 사용이 가능하며 연료의 에너지밀도가 높다는 장점이 있다. 향후 친환경 선박 연료로서 메탄올이 사용될 경우, 현재 전량 수입에 의존하고 있는 메탄올 시장에 변동하여 수요 증대에 따른 국내 신규 메탄올 생산 플랜트의 건설 수요가 예상된다.
현재 메탄올 생산 공정은 합성가스를 기반으로 ICI사와 Lurgi사에서 개발된 Cu/ZnO 촉매상에서 메탄올로 전환하는 기상 반응으로 운전되고 있다. 합성가스를 제조하는 방법은 사용되는 원료에 따라 가스화, 리포밍, 전기화학적 전환 등 다양한 기술이 적용되고 있다.

메탄올 제조 공정

메탄올의 활용도가 높아짐에 따라 전세계적인 메탄올의 수요 또한 계속 성장하고 있는 중인데, 2021년 기준으로 8천 8백만 톤 가량의 메탄올이 생산되고 있으며, 향후 5년 동안 연간 약 3% 또는 14만 톤 이상 성장할 것으로 예측되고 있다. 2020년을 기준으로 메탄올 생산은 아시아가 40%, 중국이 37%를 생산하고 있으며, 주요 생산 회사로는 Methanex Corporation, HELM Proman Methanol AG, Yankuang Energy 등이 있다. Methanex Corporation의 경우 전 세계 11개 공장과 6개 생산 현장에서 연간 930만 톤의 생산이 가능하다.

Methanex Corporation사의 메탄올 생산 현황

메탄올의 공정 방식에 따라 현재 생산 비용은 각각 다른데, 그레이 메탄올의 생산 단가는 350~450$ 정도이며, 이를 기준으로 CCS 공정 추가나 바이오매스 활용, e메탄올 생산 시에는 점점 더 높아지게 된다. 현재로서는 바이오 메탄올 정도가 가격 측면에서 경쟁력을 갖고 현실적인 대체 연료 대안이 될 수 있을 것이다. 앞으로 e메탄올이 생산 경쟁력을 갖추기 위해서는 수전해 시스템의 효율성 확보 등 메탄올 생산 기술의 성숙도를 높여야 할 것이다.

메탄올 공정 방식에 따른 생산 단가 비교

자료 : 2021 Irena Report and internal estimates