기름 한 방울 없이 휘발유를 만들 수 있다면, 지금 당신이 알고 있는 에너지 상식은 절반쯤 틀린 겁니다. 저도 처음 이 소식을 접했을 때 반신반의했습니다. 친환경 에너지 기술이라는 말을 들을 때마다 '또 정책 테마겠지'라는 생각이 먼저 들었거든요. 그런데 이번엔 달랐습니다. 실험실 수준이 아니라 시범 공장이 이미 돌아가고 있었습니다.
이산화탄소로 휘발유를 만드는 기술, 실제로 어디까지 왔나
한국에너지기술연구원 연구진이 이산화탄소(CO2)와 수소를 반응시켜 나프타와 휘발유를 직접 생산하는 시범 공정을 구축했습니다. 하루 생산량은 50kg 수준이지만, 이미 정유사·건설사와 공동 연구단을 꾸려 연간 10만 톤 이상 생산 가능한 상용 공정 설계에 착수한 상태입니다.
기존에도 CO2를 휘발유로 전환하는 기술은 존재했습니다. 하지만 800도 이상의 고온·고압 조건이 필요했고, CO2를 일산화탄소(CO)로 한 번 변환한 뒤 다시 탄화수소로 전환하는 두 단계 공정을 거쳐야 했습니다. 여기서 탄화수소란 탄소와 수소로 이루어진 유기 화합물로, 휘발유와 나프타의 핵심 구성 성분입니다. 에너지 소모가 클 수밖에 없었죠.
이번 기술의 핵심은 철 기반 촉매를 활용한 단열 공정(Adiabatic Process)입니다. 단열 공정이란 외부와 열 교환 없이 반응 자체의 에너지만으로 공정을 진행하는 방식으로, 에너지 손실을 최소화할 수 있습니다. 덕분에 반응 온도를 300도 수준으로 낮추고, 일산화탄소 전환 단계를 아예 생략해 CO2에서 탄화수소를 한 번에 뽑아내는 데 성공했습니다. 제가 직접 공정 흐름을 들여다봤을 때 느낀 건, 단순히 온도를 낮춘 게 아니라 반응 경로 자체를 단축시켰다는 점이 진짜 진전이라는 거였습니다.
같은 연구원의 박영철 박사 연구진은 직접 공기 포집(DAC, Direct Air Capture) 기술도 고도화하고 있습니다. DAC란 공장이나 발전소가 아닌 일반 대기에서 직접 CO2를 걸러내는 기술로, 배출원과 무관하게 어디서든 탄소를 포집할 수 있다는 게 강점입니다. 1년 만에 하루 포집량을 1kg에서 19kg으로 19배 확대하는 데 성공했고, 2035년까지 연간 1톤 이상 포집 설비 실증을 목표로 제시했습니다(출처: 한국에너지기술연구원).
이번 기술 실증들을 정리하면 다음과 같습니다.
- CO2 → 나프타·휘발유 직접 전환 시범 공장 가동 (하루 50kg, 상용 공정 설계 착수)
- DAC 기술 고도화: 하루 포집량 1kg → 19kg (1년 만에 19배 확대)
- 시멘트 공장 CO2 → 메탄올 전환 상용 기술 연구 (단양, 국내 최초)
- 암모니아 분해 수소 추출(암모니아 쪼개기) 실증 (군산, 하루 640kg 수소 생산 목표)
- 울산 석유화학 단지 수소 연료전지 발전소 가동 (현재 40MW, 연말 78MW 목표)
친환경 주식, 또 정책 테마일까 — 직접 겪어보니 달라 보이는 이유
솔직히 고백하면, 저는 수소 관련주에서 한 번 손절한 경험이 있습니다. 정책 발표 직후 진입했다가 정책 방향이 흔들리면서 단기 조정이 예상보다 길어졌고, 결국 손실을 확정하고 나왔습니다. 그 이후 한동안 친환경 섹터를 의도적으로 멀리했습니다. '어차피 정책이 만든 시장이라 정책이 바뀌면 끝난다'는 생각이 마음 깊이 자리 잡혔거든요.
그런데 이번에 제가 직접 여러 실증 사업들을 살펴보면서 시각이 달라졌습니다. 단순한 정책 발표가 아니라, 실제 공장이 돌아가고 상용 공정 설계가 시작됐다는 점이 결정적으로 달랐습니다. 특히 탄소세와 탄소 거래제(ETS, Emissions Trading Scheme)의 존재가 이전과 다른 지점입니다. ETS란 기업이 배출할 수 있는 탄소량을 정부가 할당하고, 초과분은 시장에서 구매해야 하는 제도로, 탄소 감축 기술에 직접적인 경제적 유인을 제공합니다. 유럽연합(EU)은 이미 2020년대 들어 탄소 배출권 가격이 급등하면서 친환경 기술의 경제성이 실질적으로 개선됐습니다(출처: 유럽연합 집행위원회).
물론 냉정하게 볼 부분도 있습니다. 현재 CO2 기반 휘발유의 생산 단가는 기존 정유 휘발유보다 두 배 이상 높을 것으로 예측됩니다. 탄소세나 탄소 거래제 같은 정책 지원이 뒷받침되지 않으면 상용화가 어렵다는 점에서, 정책 의존도가 여전히 존재하는 건 사실입니다. 제 경험상 이 부분을 무시하고 진입했을 때 가장 많이 당했습니다.
다만 지금은 구조가 다르다고 봅니다. 유럽이 이미 폐식용유 기반 지속 가능 항공유(SAF, Sustainable Aviation Fuel)를 의무화한 흐름, 그리고 글로벌 탄소 국경 조정 메커니즘(CBAM, Carbon Border Adjustment Mechanism)이 본격 시행되면 한국 친환경 기술의 수출 경쟁력이 올라갈 가능성이 있습니다. CBAM이란 탄소 규제가 느슨한 나라에서 수입되는 제품에 탄소 비용을 부과하는 제도로, 사실상 친환경 기술을 갖추지 못한 기업에 관세 역할을 합니다. 이 구조가 맞물리면, 한화솔루션이나 OCI홀딩스처럼 이미 상용화 인프라를 갖춘 기업들이 실질적인 수혜를 받을 가능성이 있다고 저는 봅니다.
단기 정책 변동성을 감안할 때, 한 번에 집중 매수보다는 분할 접근이 합리적으로 보입니다. 제가 직접 손절을 겪고 나서 가장 크게 배운 것도 결국 그 부분이었습니다.
결국 이번 실증들이 의미 있는 이유는 기술 그 자체보다, 기술이 실제 공장 단위로 구현되고 있다는 사실 때문입니다. 연구 논문이 아니라 쇠로 만들어진 설비가 돌아가고 있다는 점, 저는 그게 이전 수소 테마와 결정적으로 다른 지점이라고 생각합니다. 당장 투자를 결정하기보다는, 이 흐름이 어떤 속도로 상용화에 가까워지는지를 주시하면서 판단하는 시간이 지금은 필요합니다.
이 글은 개인적인 경험과 의견을 공유한 것이며, 전문적인 투자 조언이 아닙니다. 투자 결정은 반드시 본인의 판단과 책임 하에 이루어져야 합니다.