NEDO(New Energy and Industrial Technology Development Organization, 일본 신에너지산업기술종합개발기구)의 그린이노베이션기금 지원을 받은 미쓰이화학(Mitsui Chemicals)과 마루젠석유화학(Maruzen Petrochemical)이 토요엔지니어링(Toyo Engineering), 소지츠기계(Sojitz Machinery)와 공동으로 나프타분해로에 암모니아를 혼합 연소하는 실증사업에서 시험로 전체 열량 기준 85%의 암모니아 혼소율을 달성했다고 2026년 9월 17일 밝혔다. 이는 2026년 8월 기준 공개된 정보와 비교해 나프타분해로 암모니아 혼소 기술로는 세계 최고 수준이라고 회사측은 설명했다. 하스버너에서는 이미 100% 암모니아 전소를 달성했으며, 월버너에는 향후 암모니아를 적용할 계획이다.
이번 실증사업은 NEDO 그린이노베이션기금 사업 중 “CO2 등을 활용한 플라스틱 원료 제조기술 개발” 과제의 일환으로 추진된다. 미쓰이화학과 마루젠석유화학이 사업 주체를 맡고, 토요엔지니어링과 소지츠기계가 참여해 나프타분해로용 신형 암모니아 전용버너를 공동 개발했다. 나프타분해로는 노 하부에 설치되는 하스버너(hearth burner)와 노 측벽에 설치되는 월버너(wall burner)로 구성되는데, 이번 실증에서는 하스버너에 암모니아를 전소하는 방식이 우선 적용됐고 월버너에는 아직 암모니아가 적용되지 않았다. 나프타분해로는 통상 도시가스나 부생가스를 연료로 사용해왔으나, 이번 실증은 이를 무탄소 연료인 암모니아로 대체해 이산화탄소 배출을 줄이는 것을 목표로 한다.
시험로 기준 전체 열량 대비 암모니아 혼소율은 85%에 달하며, 이는 2026년 8월 기준 공개된 정보와 비교해 나프타분해로 분야에서는 세계 최고 수준이라고 밝혔다. 하스버너 단독으로는 100% 암모니아 전소가 이미 실증됐으며, 이 과정에서 발생하는 질소산화물(NOx) 배출량은 기존 상용로 수준과 동등하게 유지되는 것으로 확인됐다. 프로젝트는 2021년부터 2030년까지 진행될 예정이며, 최종 목표는 노 전체에서 100% 암모니아 전소를 실현하는 것이다.
나프타분해로는 석유화학 콤플렉스에서 대량의 화석연료를 연소해 이산화탄소를 다량 배출하는 대표적 설비로 꼽혀왔으며, 이번 실증은 무탄소 연료인 암모니아를 활용해 석유화학 기초원료 생산 공정 자체의 탈탄소화를 시도한다는 점에서 의미가 있다.
나프타분해로에 암모니아를 혼소하는 기술은 세계적으로 아직 초기 실증 단계에 머물러 있으며, 하스버너에서 100% 전소를 구현하고 노 전체 열량 기준 85%까지 혼소율을 끌어올린 사례는 흔하지 않다. 석유화학 업계는 그동안 크래커 자체의 탈탄소화보다는 원료 다변화나 재활용 플라스틱 활용에 집중해온 경향이 있었던 만큼, 이번 실증은 연소 공정 자체를 개조하는 접근법이 갖는 기술적 가능성을 보여준다. NOx 배출을 기존 상용로 수준으로 유지하면서 고비율 혼소를 달성한 점은 암모니아 전소 버너 기술이 실제 상용 설비에 적용 가능한 수준까지 발전하고 있음을 시사한다. 나프타분해로용 버너를 개발한 엔지니어링사와 기계공급사 입장에서는 향후 유사한 탈탄소 설비 개조 수요가 확대될 경우 관련 기술과 실적을 선점하는 효과를 기대할 수 있다. 다만 월버너까지 포함한 노 전체 100% 전소는 아직 달성되지 않은 목표 단계에 있어, 상용화까지는 추가 기술개발과 검증이 필요한 상황이다.
아직 암모니아가 적용되지 않은 월버너에 대한 기술 개발과 적용 시점이 우선 주목된다. 2030년까지 노 전체 100% 암모니아 전소를 달성하겠다는 목표를 향해 향후 단계별 혼소율 상승 계획이 어떻게 제시될지도 관전 포인트다. 아울러 이번 실증에서 확인된 성과가 실제 상용 나프타분해로에 적용되기까지 필요한 설비 개조 비용과 암모니아 공급망 구축 방안이 어떻게 구체화될지도 확인이 필요하다. NEDO 그린이노베이션기금을 통한 유사한 석유화학 탈탄소 실증사업이 추가로 발표될지도 주목된다.