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석유화학업계, 탄소나노튜브 시장 ‘쟁탈전’

주도권 쥔 LG화학…2024년 6100t 생산 체제 구축

 
 
LG화학 여수 탄소나노튜브(CNT) 공장 전경. [사진 LG화학]

LG화학 여수 탄소나노튜브(CNT) 공장 전경. [사진 LG화학]

국내 석유화학업계가 탄소나노튜브(CNT) 시장 선점에 공을 들이고 있다. LG화학은 CNT 생산 공장 증설을 통해 2024년 하반기까지 연간 생산량 규모를 6100t으로 확대할 계획이다. 금호석유화학은 현재 CNT 생산량을 2024년까지 3배 규모로 끌어올릴 방침이다. CNT가 전기자동차 배터리 소재로 주목을 받으면서, CNT 시장을 둘러싼 경쟁이 본격화되는 분위기다.  
 
1일 석유화학업계 등에 따르면 LG화학은 충남 대산공장에 연산 3200t 규모의 CNT 4공장 건설을 추진한다. 지난해 상업 가동을 시작한 2공장과 올해 초 착공에 돌입한 3공장에 이어 또다시 증설에 나서는 것이다. CNT 4공장은 반응기 안정성 개선과 공정 자동화 등으로 효율화를 꾀해 기존 공장보다 인당 생산성이 약 20% 향상될 것으로 예상된다. CNT는 전기와 열에 대한 전도율이 구리, 다이아몬드와 동일하고 강도는 철강의 100배에 달하는 차세대 소재다. 전기차 배터리, 전도성 도료, 자동차 정전도장 외장재, 면상발열체 등 광범위하게 활용된다.  
 
LG화학은 CNT 4공장이 완공되면 기존 1·2공장(여수공장 1700t)과 현재 증설 중인 3공장(여수공장 1200t)을 포함해 연산 6100t 규모의 생산 체제를 갖출 것으로 예상하고 있다. 내년 상반기 CNT 4공장 착공에 돌입해 2024년 하반기 상업 가동이 목표다. 2017년에 500t 규모의 CNT 1공장을 처음 가동한 LG화학은 2020년 이후에는 매년 CNT 공장 증설을 추진하고 있다.  
 
LG화학은 자사 CNT 공장에 대해 “자체 개발한 유동층 반응기로 생산 라인 당 연간 최대 600t까지 양산 가능한 것이 특징으로, 이는 단일 라인 기준 세계 최대 규모”라고 설명했다. 또한 독자 기술 기반의 코발트계 촉매를 사용해 배터리 품질에 영향을 줄 수 있는 자성(磁性) 이물(異物) 함량을 낮춰 세계 최고 수준의 품질을 구현한 것이 장점이라는 게 LG화학 측의 설명이다. 기존 공정에서 주로 사용된 철 촉매는 코발트와 비교해 상대적으로 금속이나 자성 이물 함량이 높아 제품화를 위한 별도의 후처리 공정이 필요하다.  
 

배터리 용량‧수명 늘린다…이유 있는 CNT 성장세  

LG화학뿐만 아니라 금호석유화학 등 다른 석유화학업체들도 CNT 생산 확대를 꾀하고 있다. 현재 연산 120t 규모의 CNT 생산 능력을 보유하고 있는 금호석유화학은 2024년에 생산 능력을 360t까지 확대할 계획이다. 전기차 시장 성장에 맞춰 전기차 배터리용 CNT 제품을 개발해 관련 사업을 육성한다는 것이다. SK이노베이션은 지난해 말 도전재용 CNT를 독자 개발한 제이오에 150억원을 투자했다. 제이오는 연산 1000t의 CNT 생산 규모를 2025년까지 3000t으로 늘린다는 목표다.  
 
국내 석유화학업체들이 CNT 생산 확대에 나서는 것은 전기차 배터리용 CNT 수요가 증가하고 있기 때문이다. 전기차 배터리업체들은 배터리 용량과 수명을 늘리기 위해 배터리용 CNT를 적극 활용하고 있다. CNT를 양극 도전재로 사용하면 기존의 카본블랙을 채택한 것보다 약 10% 이상 높은 전도도를 구현할 수 있다. 이를 통해 도전재 사용량을 약 30% 줄이면, 줄인 사용량만큼을 양극재로 채워 배터리 용량과 수명을 늘릴 수 있다. 배터리업계 등에 따르면 도전재용 CNT 시장의 성장으로, 글로벌 CNT 수요가 지난해 5000t 규모에서 2030년 7만t 규모로 증가할 것으로 예상된다. 

이창훈 기자 hun88@edaily.co.kr
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