[EE칼럼] 석유화학 구조조정, 부생수소 공백이 온다

▲김재경 에너지경제연구원 선임연구위원

12월 12일 여천NCC는 한화솔루션·DL케미칼과의 2025~2027년 장기 원료 공급계약을 이사회에서 의결했다. 이 과정에서 90만~140만 톤 수준의 감산(공급 조정) 가능성이 언급되며, 국내 석유화학 구조조정이 본격화됐다는 신호를 시장에 던졌다. 앞서 산업통상부와 10대 석유화학사는 자율협약을 통해 국내 NCC(나프타 분해설비) 설비의 18~25%(270만~370만 톤) 감축 목표를 공식화했고, 롯데케미칼·LG화학 등도 박스업·통합·매각을 검토하며 최소 3~5개 NCC 라인의 폐쇄 가능성이 거론되고 있다. 대산·울산 산단에서도 대형 통합과 '빅딜' 시나리오가 병행 검토되며 업계 긴장감이 높아지고 있다.

이 같은 구조조정이 급물살을 탄 배경은 명확하다. 글로벌 올레핀 공급체계 재편과 국내 NCC의 구조적 원가 한계가 맞물린 결과다. 2010년대 후반 이후 COTC, ECC, CTO/MTO 등 대체 공정이 확산하면서 미국과 중동은 저가 에탄·원유 기반 생산시설 증설로 원가 경쟁력을 크게 높였다. 특히 ECC(에탄 분해설비)는 에틸렌 수율이 80% 이상으로, 나프타 NCC와의 원가 격차가 구조적으로 벌어질 수밖에 없었다. 중국 역시 에틸렌 생산능력을 2018년 약 2,600만 톤에서 2027년 약 7,000만 톤대로 확대하며 저가 물량을 쏟아내고 있다. 반면 국내 NCC는 나프타 의존과 원료비 변동성 탓에 수익성이 악화해, 가동률이 70%대까지 떨어진 상태다.

문제는 이 구조조정이 석유화학에만 국한되지 않는다는 점이다. 나프타 분해공정에서 발생하는 부생수소는 국내 수소공급의 핵심축이다. 2023년 기준 국내 수소 생산량은 약 248만 톤으로, 이 중 부생수소가 57%(약 141만 톤)를 차지한다. 특히 석유화학 NCC 공정에서 나오는 부생수소만 109만 톤으로 전체의 44%에 달한다. 이런 상황에서 2026년 전후 대산·여수·울산에서 일부 NCC 라인이 가동 중단되거나 폐쇄될 경우, 국내 수소공급이 당장 20~30만 톤 감소할 수 있다는 우려가 제기된다.

공급 축소는 곧바로 가격 문제로 이어진다. 부생수소는 공정 부산물로 생산단가가 kg당 1,500~2,000원 수준의 가장 저렴한 수소다. 반면 천연가스 추출 수소는 2,000원대 중반 이상, 수전해 기반 그린수소는 kg당 1만 원 이상이 필요하다. 현재 차량용 수소 소매가격이 약 1만 원 수준임을 고려하면, 부생수소 비중 축소는 수송용 수소 가격 상승으로 직결될 가능성이 크다. 가격 탄력성이 낮은 수소차 시장에서 연료비 상승은 곧 경제성 악화로 이어지고, 이는 수소경제 전반의 추진 동력을 약화하는 리스크가 된다.

물론 NCC 구조조정은 산업 경쟁력을 위한 불가피한 선택이다. 문제는 속도와 순서다. 수소공급 기반이 흔들리지 않도록 구조조정과 대체 공급원 확보를 병행하는 정책 설계가 필요하다. 정부는 부생수소 의존도가 높은 지역에서 NCC 폐쇄 시점과 신규 수소 생산기지 구축 시기를 연계해 조율할 필요가 있다. 산업부문 사업재편 승인 과정에서 부생수소 감소 영향 평가를 시행하고, 기업에 대체 수소 공급원 확보 방안을 함께 제출하도록 하는 방식도 검토할 만하다. 감축 대상 NCC 부지에 블루수소 플랜트를 전환 설치하거나, 폐쇄 설비를 수소 저장·물류 거점으로 활용하는 방안도 하나의 선택지가 될 수 있다.

중장기적으로는 공급 다변화와 가격 안정 전략이 병행돼야 한다. 청정수소와 수입 수소를 조합해 공급원을 넓히고, 배관·저장 인프라를 확충하며, 청정수소 인증과 연계한 생산 지원 제도를 정교하게 설계해야 한다.

국내 석유화학산업의 구조조정은 선택이 아닌 생존 전략이다. 동시에 수소경제로의 이행 역시 시간을 다투는 과제다. 부생수소라는 기존 기반이 흔들릴 경우, 수소차·수소발전·산업 탈 탄소화 계획 전반이 압력을 받을 수 있다. 그만큼 구조조정과 수소 수급 안정은 별개의 문제가 아니다. 설비 감축이 곧바로 수소공급 부족과 가격 급등으로 이어지지 않도록, 정부와 업계가 두 과제를 하나의 전략으로 묶어 접근해야 할 시점이다.

김재경