2017 글로벌 에틸렌 플랜트 프로젝트 동향

2017 글로벌 에틸렌 플랜트 프로젝트 동향

 

1.  에틸렌 플랜트는 석유화학 콤플렉스의 왕자다

 

에틸렌을 빼고는 석유화학산업을 말할 수 없다. 에틸렌은 석유화학의 쌀이라 불릴 정도로 모든 석유화학산업의 기초원료다. 정유공장의 정제 과정에서 나온 부산물인 나프타나 가스전에 나온 에탄가스를 분해해서 에틸렌을 만들어 낸다. 다른 화합물과도 잘 어울리기 때문에 석유화학공업에서 매우 유용하고, 가장 기본적인 재료다. 따라서 에틸렌플랜트는 석유화학 콤플렉스의 왕자 자리를 차지하고 있다. 에틸렌 사용량은 한 나라의 석유화학 규모와 수준을 가늠하는 척도로 사용되기도 한다. 곧 에틸렌의 생산능력이 그 나라의 석유화학 경쟁력인 것이다.

 

미국의 에틸렌 생산능력은 연간 4,800만톤으로 세계 1위이며, 2위의 중국과는 2배정도나 크다. 3위는 사우디아라비아로 연간 1,500만톤을 생산해낸다. 한국은 에틸렌을 연간 936만톤 생산하고 있으며, 이는 세계 4위에 해당하는 생산능력이다. 세계 에틸렌산업은 2000년 이후부터 전개된 미국과 중동의 패권 싸움을 통해 성장해왔다.

 

1986년에 전 세계 에틸렌의 연간 생산량은 390만 톤이었으나, 10년 후인 1996년에는 8,600만톤으로 22배 늘어났다. 2006년에는 1.1억톤이었다가 2016년말에는 1.5억톤이 되었다. 전체 유기화합물 중 생산 규모가 가장 크다. 그만큼 에틸렌이 화학적 이용과 응용에서 모든 유기화합물을 앞서고 있다. 2016년부터 2025년까지의 글로벌 수요는 연간 3.6%씩 늘어날 것으로 보여 에틸렌플랜트는 계속 건설되어야 한다.

 

2.  에틸렌 플랜트 건설의 역사

 

놀랍게도 에틸렌은 식물호르몬이다. 그리고 화학구조상 가장 간단한 구조로 되어 있다. 무색의 가스인 이것을 1930년대에 석탄을 고온으로 건류하여 코크스를 만드는 노(Furnace)에서 최초로 분리해냈다. 이어 1934년에 독일의 린데가 세계 최초로 상업적인 규모의 에틸렌생산 플랜트를 만들었다. 석유에서 분리해낸 나프타를 수증기와 같이 고온에서 분해하여 생산하는 스팀크래킹 공정이 탄생했다. 이 세계 최초의 스팀크래커가 1941년 록펠러가 운영하고 있던 스탠다드오일의 배턴루지 화학공장에서 건설되었다.

 

에틸렌 기술은 1950년대부터 눈부신 도약을 시작했다. KBR의 전신인 M.W. 켈로그가 세계 최초의 연산 28,000톤짜리 나프타크래커(Naphtha Cracker)를 1951년 잉글랜드의 윌튼(Wilton)에 건설했다. 그러나 아직은 생산량과 효율성의 차이는 컸으며 새로운 기술이 나타나기까지 20여년의 세월을 기다려야 했다. 드디어 1960년말에 러머스(Lummus), 스톤앤웹스터(Stone & Webster), KTI, M.W. 켈로그 등의 회사들이 많은 자금을 투입, 올레핀 선택성(Olefin Selectivity)을 높이기 위한 퍼니스 설계 기술을 개발해냈다.   

 

에틸렌은 1950년대에 들어오면서 그동안 합성의 주요 원료였던 아세틸렌을 대체하는 물질로 각광받았다. 그리고 기술의 혁신과 저렴한 공급원료 덕분에 빠르게 성장했다. 원래 세계 화학산업의 주도권은 제2차 세계대전 전까지 산업혁명의 발상지인 유럽이 쥐고 있었으나, 전쟁 재해로 인해 이를 상실했다. 그러나 유럽은 1950년대에 석유화학분야에 적극 진출하고 1960년대에 급격히 성장하면서 1970년 이후부터는 미국과 백중세를 이루게 되었다.

 

제2차 세계대전 이전의 일본은 석탄화학산업이 주류였다. 일본의 석유화학산업은 1955년과 1959년사이 총 79,000톤에 달하는 4개의 에틸렌플랜트가 건설됨으로써 아시아에서 가장 먼저 시작되었다. 이어 1960년과 1964년사이에는 5개의 새로운 플랜트가 준공되어 연간 70만톤을 생산하게 되었고 아울러 19개의 크래커가 건설에 들어갔다. 그리고 1967년과 1972년에는 30만톤급 크래커 9기가 가동되면서 일본의 에틸렌 생산능력은 480만톤에 달했다. 당시 한국의 생산능력은 10만톤에 불과했다.

 

1980년대로 들어오면서 에틸렌 기술은 결점을 찾아내기 어려운 거의 완벽한 단계로까지 발전되었다. 이 시기에는 소위 미국, 유럽, 일본의 선진국이 세계 생산의 74%, 수요의 67%를 점유하고 있었으며, 생산 지역은 점차 전세계로 확대되기 시작했다. 석유화학기업들이 원하는 에틸렌플랜트의 투자 목적도 시기에 따라 변했다. 1970년 중순에 일어난 오일쇼크로 1980년대에는 고효율에 중점을 두었으나, 1990년대부터는 효율대신에 투자비를 낮추는데 관심을 보였다.

 

에틸렌플랜트 프로젝트는 이제 큰 비즈니스로 성장했다. 투자비를 낮추기 위한 방법의 하나로 플랜트 생산능력을 키우는데 중점을 두었다. 하나의 에틸렌플랜트에서 생산되는 용량은 시간이 가면서 점점 커져갔다. 1950년대 1기당 연산 3-5만톤의 나프타크래커가, 1960년대에는 15-20만톤으로, 1970년대에는 30-70만톤으로 커졌다. 그리고 1990년대에는 80만톤이 되었다.

 

1980년대 후반에 아시아에서 에틸렌 건설 붐이 일어났다. 수많은 에틸렌플랜트의 신규 건설과 확장사업이 발주되었으며 1990년대까지 지속되었다. 특히 일본에서는 미국과 유럽이 부러워할 정도의 급속한 경제성장을 이루어 냈다. 그리고 아시아는 일어나야만 했던 일이 일어난 곳이 되었다. 이 시기에 한국, 싱가포르, 태국, 말레이시아, 인도네시아, 대만 등이 일제히 에틸렌플랜트 건설 붐을 만들었으며 생산 규모는 연간 800만톤이나 되었다.

 

그러나 불행히도 좋은 시절은 오래가지 못했다. 공급과잉의 유령이 1990년대초에 이어 1990년대말에 다시 나타났다. 수많은 에틸렌 기업들이 적자 속에 경기부진 및 수요둔화와 싸워야 했다. 그러나 1990년대말 중국에서의 강한 수요가 가까스로 위기를 넘기게 했다.

 

3.  나프타크래커와 에탄크래커

 

전통적으로 에틸렌산업은 원유 정제 과정에서 나오는 나프타(Naphtha)를 기반으로 발전해 왔다. 이 플랜트를 나프타크래커 혹은 나프타크래킹센터(NCC)라 한다. 이 공장은 우리나라를 비롯한 아시아 및 유럽의 비산유국이 주로 운영하고 있다. NCC는 나프타를 주원료로 사용하기에 제조원가는 상대적으로 높으나, 에틸렌 외에도 프로필렌, 부타디엔 등의 다양한 제품 생산이 가능하다는 장점을 가지고 있다.

 

그러나 석유자원의 점진적인 고갈과 고유가 시대의 도래로 천연가스가 새로운 에틸렌의 원료로 부상했다. 채굴된 천연가스를 처리해서 나온 에탄가스를 이용해 에틸렌을 만드는 공장을 에탄크래커 혹은 에탄크래킹센터(ECC)라 부른다. 과거 중동을 제외하고는 천연가스 가격이 나프타보다 비싸서 미국 기업들은 ECC 설비를 폐쇄해 왔으나, 지금은 저가의 셰일가스 생산으로 ECC의 가격 경쟁력이 크게 좋아졌다. 에탄크래커는 나프타크래커 대비 가격 경쟁력이 뛰어나나, 에틸렌이 주 생산품이기에 제품 다양성이 떨어진다.

 

2016년 기준으로 세계 에틸렌 생산에 사용되는 원료 비중은 나프타 43%, 에탄가스 36%, LPG 14%, 기타 가스오일, 석탄 10% 등으로 구성되나 2020년이 되면 나프타의 비중은 36%로 급감할 전망이다.

 

4.  에틸렌플랜트의 라이센서들

 

2000년대 이전만 해도 에틸렌 기술 시장은 ABB러머스와 스톤앤웹스터가 지배했다고 해도 과언이 아니다. 이 두 회사가 전체 시장의 30%를 각각 점유하면서 선두자리에 있었다. M.W. 켈로그는 지금과는 다르게 19%의 점유율로 5개회사 중 3위의 높은 위치에 있었다. 브라운앤루트(Brown & Root)도 1998년까지는 이름을 유지하면서 린데와 비슷한 8%대의 시장을 차지하고 있었다. 당시에는 테크닙이 가장 낮은 5%의 점유율을 기록했다.

 

그러나 지난 60년동안의 많은 부침과 인수합병 끝에 에틸렌 라이센서들은 결국 4개사로 압축되었다. 4개사란 바로 프랑스의 테크닙FMC, 미국의 CB&I, 독일의 린데 그리고 미국의 KBR이다. 2000년부터 2017년까지의 에틸렌 프로젝트 수주 실적에 의하면, 테크닙FMC가 전체 시장의 35%를 점유하면서 1위에 올랐다. 2위의 CB&I는 간발의 차이로 33%를, 3위의 린데는 23%를, 4위의 KBR은 한참 낮은 8%를 차지했다.

 

그림 1. 에틸렌 라이센서들의 시장 점유율

 

1) 테크닙FMC

 

프랑스의 테크닙FMC는 1999년 에틸렌 분해로 기술을 갖고 있는 미국의 KTI를 인수하면서 에틸렌 부문을 강화했으며 미국 시장에 진출하는 계기를 마련했다. 더 나아가 2012년 8월에는 에틸렌 기술을 보유하고 있으며 경쟁자였던 미국의 쇼 스톤앤웹스터(Shaw Stone & Webster)를 전격 인수했다. 이에 따라 테크닙FMC는 2개의 서로 다른 에틸렌 기술을 고객에게 제안할 수 있는 유일한 회사가 되었다.

 

원래 스톤앤웹스터는 미국 에틸렌 건설의 선두주자였다. 이 회사는 공급원료 유연성이라는 개념을 최초로 소개했다. 그러나 70년 전통의 스톤앤웹스터는 인도네시아 티르타마스 에틸렌콤플렉스 프로젝트를 1996년에 4.6억 달러에 수주했으나 당시 수하르토 대통령 친척과의 뇌물스캔들로 연결되면서 나락의 길로 떨어졌다. 결국 자금 유동성의 문제로 2000년에 파산보호 신청을 하기에 이르렀으며 파이프 가공전문업체인 쇼그룹이 인수했다. 인수합병의 귀재 테크닙은 2012년 쇼 스톤앤웹스터를 현금 1.5억 달러에 사면서 총 150개의 신규 에틸렌 플랜트건설 실적을 보유하게 됐으며 시장 점유율 35%의 명실상부한 글로벌 리더가 되었다. (테크닙은 2016년에 미국의 해저전문업체인 FMC테크놀로지스를 인수하면서 이름이 테크닙FMC로 바뀌었다)

 

2) CB&I

 

러머스는 에틸렌과 오일/가스 분야의 전통 강호였으나 이제는 이름마저 사라졌다. 1950년대 중반에 컴버스천엔지니어링(CE)이 사업확장을 위해 러머스를 인수하여 1988년까지 운영했다. 그리고 나서는 스위스의 ABB가 CE를 인수하면서 ABB 러머스가 되었다. 그리고 지난 2007년에 CB&I가 흡수 합병했다. 화려한 러머스의 실적을 바탕으로 CB&I는 에틸렌 분야 시장 점유율 34%로 1위의 테크닙FMC와 대등한 위치에까지 올라섰다.

 

3) 린데

 

1934년에 세계 최초의 에틸렌생산 플랜트를 건설한 독일의 린데는 1950년대와 60년대에 독일에서 전례를 찾아보기 어려울 정도의 경제 부흥에 힘입어 빠르게 성장했다. 린데는 테크닙FMC와 CB&I에 이어 세계 시장 점유율 23%를 기록하며 꾸준하게 커왔다. 특히, 중동과 유럽에서 강세를 보이고 있다.

 

4) KBR

 

1919년에 설립된 핼리버튼의 브라운앤루트가 1901년에 설립된 M.W. 켈로그를 1998년에 인수하여 합병한 회사가 KBR이다. M.W. 켈로그는 1951년에 최초의 나프타크래커를 영국에 건설할 정도로 이 분야의 기술 선두주자였다. 더욱이 1970년대말에는 이 회사가 개발한 밀리세컨드 퍼니스를 통해 스팀크래킹 기술의 커다란 발전을 이루었다. 1990년대 말까지 한국, 일본, 중국, 대만, 사우디, 유럽 등의 14개국에서 60개의 에틸렌 프로젝트를 완공시켰다. 2007년에 핼리버튼이 KBR을 분리시키면서 뉴욕증권거래소에 상장이 되었으며, 지금은 다른 경쟁업체들에 비해 약세를 보이고 있다.

 

5.  2000년 이후, 에틸렌 플랜트 프로젝트의 발주 동향

 

그림 2. 연도별 에틸렌 플랜트 프로젝트 발주 규모(2000년-2018년)

 

1) 1990년대말

 

1990년대말 중국의 석유화학산업은 성장단계에 있었으며 수요에 비해 생산능력이 크게 부족하여 내수의 상당부분을 수입에 의존하는 세계 최대의 수입국이었다. 이를 겨냥해 북미와 중동에서 대대적인 에틸렌플랜트 건설 경쟁이 계속되고 있었다.

 

캐나다의 노바케미칼과 다우가 공동으로 발주한 연산 127만톤의 조프리 에틸렌 프로젝트를 스톤앤웹스터와 플루어의 컨소시엄이 1997년에 수주하여 2000년 말에 완공했다. 미국에서는 바스프-아토피나 발주의 연산 86만톤짜리 포트 아서 크래커 프로젝트를 ABB러머스가 1998년에 계약하였다. 그러나 이것은 2014년이 오기전까지 미국에서 지어진 마지막 신규 에틸렌플랜트였다. 미국은 낮은 가스가격을 기반으로 에탄크래커를 공격적으로 증설했다 하지만 2001년 이후 천연가스 가격 상승에 따른 경쟁력 약화와 설비 노후화로 에탄크래커의 폐쇄가 지속적으로 이어져 왔다. 미국 에탄크래커의 몰락이었다.

 

반대로 중동은 원유 생산 시 나오는 가스를 활용해 대규모 에탄크래커에 대한 대대적인 건설에 들어갔다. 2000년 이후로 중동이 글로벌 석유화학산업의 패권을 장악하기 시작했다. 사우디에서는 페트로켐야 발주의 70만 톤 크래커를 ABB러머스가, UAE에서는 60만 톤 규모의 루와이스 에틸렌플랜트를 린데와 벡텔의 컨소시엄이 수주했다.

 

2) 2000년-2001년

 

2000년 에틸렌 분야의 하이라이트는 이란이었다. 총 394만톤에 달하는 에틸렌 플랜트 프로젝트 4개가 동시에 시작되었으며, 린데와 테크닙이 사이 좋게 각각 2개씩 가져갔다. 2001년은 911이 발생한 해로, 저유가시대가 막을 내렸다. 사우디에서 사빅이 발주한 연산 1백만톤의 주베일 에틸렌플랜트 프로젝트를 KBR과 치요다의 컨소시엄이 수주했다. 바야흐로 이란과 사우디는 대규모 에틸렌플랜트를 건설해 세계 탑 메이커의 지위를 차지하기 위한 경쟁을 벌이기 시작했다. 중국에서는 60만 톤규모의 BASF 난징 에틸렌 패키지입찰에서 쇼 스톤앤웹스터가 라이센서 및 EPC업체로 선정됐다. 이것이 스톤앤웹스터가 쇼그룹으로 인수되고 나서 수주한 첫 번째 프로젝트였다.

 

3) 2002년-2003년

 

2002년 중국에서 초대형 에틸렌계열 석유화학 콤플렉스 2개가, 2003년에는 대만에서 1개가 나왔다. 대만은 중국 석유화학제품 수입시장에서 일본과 한국을 제치고 급성장하고 있어 대규모 에틸렌플랜트를 지어야만 했다. 2002년 쉘과 CNOOC의 합작법인인 CSPC가 발주한 난하이 석유화학 콤플렉스 중 80만톤의 나프타크래커를 쇼 스톤앤웹스터와 JGC의 컨소시엄이 수주했으며, BP와 사이노펙의 합작사인 세코가 발주한 1백9만톤의 상하이 나프타크래커 패키지는 ABB러머스가 가져갔다.

 

2003년 대만 포모사가 발주한 연산 120만톤 규모의 나프타크래커는 ABB러머스 기술로 설계되었으며 일본의 도요가 EPC를 맡았다. 이란에서는 50만톤의 No. 5 올레핀 프로젝트가 당초에는 하르크 섬에 건설하는 것으로 하여 테크닙이 수주했으나 장소가 아살루예로 변경되면서 준공은 2009년으로 늦춰졌다.

 

4) 2005년

 

2005년은 중동에서 연산 730만톤에 달하는 7개의 대형 에틸렌 플랜트 프로젝트가 동시에 쏟아져 나온 해였다. 기록적인 중동의 에틸렌플랜트 건설 붐이었다. 먼저 이란에서 245만톤에 달하는 3개의 에틸렌 프로젝트가 발주되었으며 라이선스 입찰에서 ABB러머스, 린데, 쇼 스톤앤웹스터 등이 하나씩 나눠 가졌다. 현대건설이 린데와 컨소시엄을 구성해 이란의 11번 올레핀을 EPC로 수주하는 성과를 올렸다

 

사우디에서는 2건의 대형 에틸렌 프로젝트가 계약됐다. 140만톤의 샤크 주베일 크래커에는 쇼 스톤앤웹스터와 CTCI의 컨소시엄이 FEED와 EPC를, 130만톤의 얀삽 크래커에는 테크닙이 라이선스와 EPC 모두를 가져갔다. 카타르에서는 큐켐 2가 발주한 130만톤 규모의 에틸렌은 테크닙이 수주했으며, 쿠웨이트의 85만톤짜리 에틸렌도 테크닙이 라이선스와 EPC를 획득했다. 테크닙은 아직 쇼 스톤앤웹스터를 인수하기 전임에도 불구하고, 2005년 중동 에틸렌플랜트 건설 붐의 주역이었다.

 

5) 2006년

 

2006년은 세계 역사상 가장 많은 대형 에틸렌 플랜트 프로젝트 10개가 중동과 아시아에서 한꺼번에 계약된 해였다. 중국과 사우디에서 각각 3개, 그리고 태국에서 2개, UAE와 인도에서 각각 1개가 동시에 나오면서 중동과 아시아에서의 에틸렌 건설 붐을 만들어냈다. 한국의 삼성엔지니어링이 1998년 말레이시아 에틸렌 프로젝트 이후 8년간의 공백을 깨고 2건의 EPC계약을 따냈다.   

 

사우디에서 130만톤의 라빅 에탄크래커 프로젝트를 JGC가, 135만톤의 카얀 에탄크래커를 KBR과 치요다의 컨소시엄이, 120만톤의 타스니 에탄크래커를 린데와 삼성엔지니어링의 컨소시엄이 각각 수주했다. 특히 삼성엔지니어링은 린데와의 컨소시엄으로 타스니 프로젝트를 수주함으로써 한국업체로는 유일하게 에틸렌 클럽의 중동지역 멤버에 합류했다.

 

UAE에서는 150만톤의 루와이스 에탄크래커 3단계 사업을 린데와 CCC의 컨소시엄이 수주했다. 시공만을 담당하는 CCC가 컨소시엄 멤버로 참여한 첫 번째 경우가 되었다. 중국에서는 정유공장과 석유화학이 통합된 3개의 콤플렉스가 나왔으며 에틸렌 용량으로는 연간 280만톤에 달한다. 태국의 맙타풋에 건설되는 100만톤의 PTT에틸렌과, 90만톤의 MOC에틸렌은 도요 그리고 테크닙/삼성엔지니어링 컨소시엄이 각각 EPC를 수주했다. 인도의 IOC가 발주한 연산 80만톤의 파니파트 나프타크래커 EPC는 도요와 L&T컨소시엄이 가져갔다.

 

6) 2007년-2008년

 

2007년 사우디의 NCP가 발주한 120만톤의 에틸렌 프로젝트는 ABB러머스가 라이센서로 선정된 가운데, JGC가 EPC를 따냈다. 같은 해 중국에서는 사이노펙/SK가 발주한 80만톤의 우한에틸렌 프로젝트와 페트로차이나 발주의 다칭 에틸렌플랜트 60만톤 확장사업이 계약됐다. 대만은 중국에서의 성장을 기반으로 글로벌 석유화학업계의 강자로 발돋움하려는 가운데, 2008년 CPC가 발주한 72만 톤의 새로운 에틸렌플랜트 프로젝트를 ABB러머스가 수주했다. ABB러머스의 유명도도 2007년 CB&I에 흡수되면서 그 이름은 역사 속으로 뭍이게 되었다.

 

7) 2009년-2010년

 

인도 ONGC의 자회사인 오팔이 발주한 110만톤의 다헤즈 에틸렌플랜트의 EPC를 린데와 삼성엔지니어링의 컨소시엄이 2009년에 수주했다. 아울러 중국에서는 100만톤 규모의 사이노펙 전하이 에틸렌 프로젝트가 발주됐으며 CB&I가 라이센서로 뽑혔다.

 

2010년에는 중국 페트로차이나 발주의 80만톤 규모 쓰찬 에틸렌 프로젝트의 건설이 시작됐으며 테크닙이 라이센서로 선정됐다. 브라질에서는 단일 규모로는 역사상 가장 큰 프로젝트인 페트로브라스의 리오데자네이루 정유 및 석유화학 복합단지 프로젝트가 시작됐으며 100만톤의 에탄크래커는 쇼 스톤앤웹스터가 수주했다. 그러나 비리 스캔들로 말미암아 2014년에 공정율 80% 상태에서 프로젝트는 중단됐으며 전체 투자비도 당초의 65 달러에서 2배나 더 늘어나 앞날이 불투명한 상태다.

 

8) 2011년

 

2011년에는 사우디, 이집트, 우즈베키스탄, 필리핀 등의 여러 국가에서 에틸렌 프로젝트가 발주되었으며 한국업체의 활약이 두드러졌다. 아람코와 다우가 발주하는 사다라 에틸렌플랜트는 에탄과 나프타를 원재료로 동시에 사용하는 MFC(Mixed Feed Cracker)로 세계 최대인 연산 150만 톤 규모이며 테크닙이 기술제공과 FEED를, 대림산업이 EPC를 따냈다. 대림산업은 또한 필리핀에서 32만톤의 JG서밋 나프타크래커를 수주했다.  

 

우즈베키스탄에서 발주한 40만톤의 에틸렌 프로젝트를 GS건설이 수주했으며, 라이센서로는 KBR이 선정됐다. 이집트의 46만 톤 에틸렌 프로젝트에 대한 EPC는 CB&I와 기술 협약을 맺은 도요엔지니어링이 수주했다.

 

9) 2012년-2013년

 

2012년 인도와 멕시코에서, 그리고 2013년 중국에서 발주한 3개의 대형 에틸렌 프로젝트를 쇼 스톤앤웹스터를 인수한 테크닙이 수주하면서 대형 에틸렌에 대한 강자로서의 면모를 보여줬다. 인도의 잠나가르 석유화학단지 확장 프로젝트 중 연산 136만톤의 에틸렌 패키지를 테크닙이 계약했다. 멕시코의 100만톤급 에틸렌 XXI는 테크닙이 기술공급, FEED, EPC업무를 따냈으며, 이란에서 나온 100만톤의 카비안 에틸렌 2단계 사업은 린데가 수주했다. 2013년 중국에서는 쉘과 CNOOC가 발주한 100만톤 에틸렌 프로젝트를 테크닙이 수주했다.

 

특히, 2013년은 중동에서의 대규모 증설이 사실상 끝난 해였다. 더욱이 에탄 부족으로 가동률은 저하되고 크래커의 원가 경쟁력이 감소되면서 중동의 에탄크래커의 영향력은 크게 줄어들었다. 2014년부터 에틸렌산업의 패권은 중동에서 미국으로 넘어가고 있었다.  

 

10) 2014년-2015년

 

2014년 미국에서 연산 150만톤 규모의 초대형 에틸렌 플랜트 6개가 동시에 발주되었다. 이중에 테크닙이 3개를, CB&I가 2개를, 린데가 하나를 가져갔다. KBR만이 성과를 내지 못했다. 150만톤급 에탄크래커 3개가 테크닙 기술을 사용하는 것으로 계약되었다. 그리고 EPC업체로 사솔의 레이크찰스에는 테크닙과 플루어 컨소시엄이, 다우의 프리포트에는 플루어가, 쉐브론필립스의 배이타운에는 플루어와 JGC컨소시엄이 각각 선정됐다. 엑손모빌의 150만톤짜리 텍사스 에탄크래커에는 린데와 벡텔이 EPC를 수주했으며, 포모사가 발주한 120만톤의 프린스 콤포트 에탄크래커는 CB&I가 수주했다. 이 해에 아시아에서는 유일하게 말레이시아가 100만톤급 라피드 스팀크래커를 발주했으며, 라이센서로는 CB&I를, EPC업체로는 도요를 선정했다.

 

2015년은 미국, 러시아, 중국, 중동 등에서 6개의 에틸렌 프로젝트가 골고루 발주된 해였다. 특히 CB&I가 이중 5개를 휩쓸 정도로 놀랄만한 성과를 보였다. 미국에서 발주된 3개 에탄크래커 프로젝트는 모두 CB&I기술을 사용했다. EPC업체로 롯데케미칼과 토탈은 CB&I를, 신테크는 도요엔지니어링을 선정했다. CB&I기술이 적용된 88만톤 규모의 오만 리와플라스틱 스팀크래커 패키지입찰에서도 CB&I와 CTCI의 컨소시엄이 EPC계약을 따냈다. 러시아 시부르가 발주한 연산 150만톤의 스팀크래커를 린데가 계약했으며, 중국 FPCL이 발주한 100만톤의 푸젠 크래커는 CB&I가 수주했다.

 

위와 같이 2014년과 2015년은 미국에서 1차 에틸렌건설 붐이 일어난 시기였다. 값싼 에탄으로 비싼 에틸렌을 만들고자 하는 광풍이 미국의 걸프 연안에 불어 닥쳤던 것이다. 연산 총 930만톤에 달하는 8개의 대형 에틸렌플랜트 건설이 2014년과 2015년에 시작되었다. 테크닙이 450만톤에 달하는 3개의 크래커를, CB&I가 330만톤에 달하는 4개의 크래커를 각각 수주하면서 라이센서로서의 최대호황을 누렸다. EPC분야에서는 테크닙과 동맹을 맺은 플루어가 가장 많은 3개를 수주하면서 전략의 천재임을 과시했다.

 

6.  에틸렌 플랜트 프로젝트의 EPC강자들

 

에틸렌 플랜트 프로젝트의 시장 규모는 매우 크다. 그러나 기술을 보유하고 있는 업체는 과거에는 5개, 지금은 4개밖에 없다. 당연히 이들은 기술 장벽을 높이고 가격을 유지시키기 위해 오래전부터 EPC업체와 카르텔을 맺어 왔다. 아울러 EPC업체들은 이렇게 라이센서와 제휴해야만 에틸렌 프로젝트를 수주할 수 있었다. 1980년대 말까지 북미와 유럽을 제외한 시장에서 러머스는 도요엔지니어링과, 스톤앤웹스터는 JGC와, KBR은 치요다와 강력한 동맹을 만들어 약 30년 동안 세계 시장을 주름잡았다.

 

그림 3. 에틸렌 플랜트 프로젝트의 EPC강자들

1) 테크닙과 스톤앤웹스터, 그리고 플루어와 JGC

 

테크닙은 1999년 에틸렌 기술을 보유하고 있는 KTI를 인수하면서 라이선스 분야에 진출했으며, 더구나 2012년에는 쇼 스톤앤웹스터를 인수 합병하면서 리더 자리에 올랐다. 원래 테크닙의 이탈리아 자회사인 TPL이 에틸렌 프로젝트의 EPC를 담당해왔던 만큼, 프랑스의 테크닙은 기본적으로 EPC에 대한 단독 수행을 선호해왔다.

 

그러나, 에틸렌기술 분야의 선두주자였던 스톤앤웹스터는1997년에 글로벌 EPC강자인 플루어와 동맹을 맺은 바 있다. 스톤앤웹스터를 2012년에 인수한 테크닙은 2014년 미국 시장에서 플루어와 연합했다. 이러한 제휴로 양사는 무려 연산 150만톤급 초대형 에틸렌플랜트 3개를 연거푸 수주하는 놀랄만한 성과를 거두어 냈다.

 

JGC 또한 스톤앤웹스터의 매우 오래된 동맹 파트너였다. 2002년 중국에서 쉘 발주의 80만톤 에틸렌 프로젝트를 공동으로 수주한 데 이어, 2006년 사우디에서 라빅의 130만톤 프로젝트에는 단독으로 EPC를 낚아챘다. 테크닙이 스톤앤웹스터를 인수한 뒤에도 관계를 유지하고 있었던 JGC는 2014년 미국에서 테크닙 기술로 설계된 쉐브론필립스의 150만톤 에탄크래커를 플루어와 공동으로 수주했다.

 

2) 러머스와 CB&I, 그리고 도요엔지니어링

 

일본의 도요엔지니어링은 러머스와 1962년부터 협력체제를 구축한 뒤 총 45개의 에틸렌 플랜트를 건설했다. 2000년대 이후로는 태국, 말레이시아, 인도네시아, 인도, 대만, 싱가포르, 미국, 러시아 등에서 도합 772만톤에 달하는 10개의 에틸렌 프로젝트를 수주했다. 중동에서만 유일하게 활동이 저조했다. CB&I는 러머스를 인수한 2007년 이후로는 단독으로 EPC를 수행하는데 중점을 두고 있다.

 

3) 린데 그리고 벡텔, 삼성엔지니어링 및 현대엔지니어링

 

1998년 린데와 벡텔은 UAE에서 60만 톤의 에틸렌플랜트의 EPC를 공동으로 수주했다. 이 경험을 바탕으로 2011년 북미지역의 에틸렌 프로젝트에 대해 벡텔과 린데가 제휴를 맺었다. 벡텔의 뛰어난 EPC능력과 린데의 검증된 최고 기술을 합쳐 고객에게 완전한 서비스를 제공한다는 전략이었다. 엑손모빌 발주의 150만 톤 에틸렌 프로젝트를 2014년에, 쉘 발주의 150만톤짜리 프로젝트를 2017년에 각각 수주하면서 시장 점유율을 크게 올렸다.

 

린데와 협력하는 업체로는 벡텔 외에도 한국업체로는 삼성엔지니어링과 현대건설/현대엔지니어링이 있다. 삼성엔지니어링이 유일하게 1992년 중국의 길림 에틸렌프로젝트를 시작으로 린데와 제휴하고 있었으며 태국과 말레이시아에서의 수차례 협업 끝에 사우디 타스니의 120만톤급 대형 에틸렌 프로젝트를 공동 수주하는 성과를 올렸다. 현대건설과 현대엔지니어링도 2005년 이란 올레핀 11번에서의 협력을 시작으로 2017년에는 사우스파12번 올레핀 프로젝트를 수주했다.  

 

4) KBR 그리고 치요다와 GS건설

 

KBR은 2014년부터 지금까지 미국에서 발주된 100만톤 이상의 에탄크래커 프로젝트 9개 중 하나도 건지지 못했을 정도로 가장 약세에 처해있다. KBR과 치요다는 아직도 변치 않는 동맹을 유지하고 있지만 그 실적은 초라하다. KBR과 치요다의 컨소시엄이 최근에 수주한 대형 프로젝트로는 2006년 사우디 카얀의 135만톤짜리가 마지막이었다. 10년 전의 일이다. GS건설이 한국업체로는 유일하게 국내 LG화학에서 같이 일한 경험을 바탕으로 KBR과 제휴하고 있다.

 

5) 에틸렌 플랜트 건설의 전국시대

 

그동안 에틸렌 프로젝트의 입찰은 기술선인 라이센서와 EPC업체를 동시에 낙찰하는 방식이 일반적이었다. 그러나 투자비를 낮추기 위해 기술선을 먼저 정하고 EPC업체를 분리하여 경쟁 입찰하는 방식이 생겨났다.

 

2007년의 사우디 NCP에틸렌 입찰은 루머스 기술이 사전에 정해진 상태에서 이루어졌으며 JGC가 스남프로게티와 삼성엔지니어링과의 경쟁 끝에 수주했다. 2011년 사우디 사다라 에틸렌의 경우, 테크닙이 라이센서였으나 별도의 EPC경쟁입찰에서는 대림산업이 가져갔다. 오만의 리와 에틸렌 프로젝트에서는 CB&I가 라이센서로 사전에 선정되어 벌어진 EPC입찰에서 CB&I와 CTCI의 컨소시엄이 대림산업/페트로팩의 컨소시엄과 GS건설/도요 컨소시엄의 경쟁을 꺾고 2015년에 계약했다.    

 

이제 과거의 에틸렌 카르텔은 깨졌다. 라이센서들은 어느 EPC업체와 손을 잡아야 수주 확률이 높은 지에 관심을 갖을 수 밖에 없다. 따라서, 국가, 발주처, 업체의 경쟁력, 시장 상황 등에 따라 유연하게 대처하고 있다. 기존의 동맹에서 벗어나, 수주 가능성이 높은 업체와 손을 잡는 것이다.

 

특히 중동과 아시아에서의 제휴 파트너는 다양하게 변화되고 있다. 테크닙은 가격 경쟁력을 더욱 높이기 위해 전통적인 파트너인 플루어와 JGC외에도 대만의 CTCI와 한국의 SK건설, 더 나아가 건설 리스크를 줄이기 위해 CCC와도 손을 잡는다. 린데 역시 벡텔, 삼성엔지니어링, 현대엔지니어링과 제휴하지만 테크닙과 마찬가지로 CTCI와 CCC를 파트너로 삼는다. CB&I는 도요가 주 EPC파트너이나 스남프로게티, 대림산업 등과도 협력한다.

 

KBR은 과거의 동맹 파트너였던 치요다가 있으나 LNG에 주력하기 때문에 에틸렌에서는 서로가 약세를 면치 못하고 있다. GS건설이 유일한 KBR의 한국 파트너로 2011년 우즈베키스탄의 UGCC에틸렌 프로젝트를 수주하면서 체면을 살려주었다.

 

지난 10년동안 중동과 아시아에서 라이센서의 참여를 제외한 EPC경쟁은 도요, 치요다, JGC 등 일본의 3개사와 삼성엔지니어링, 대림산업, 현대건설/현대엔지니어링, GS건설 등 한국의 4개사, 그리고 대만의 CTCI가 벌린 싸움이었다. 그동안의 카르텔 멤버였던 일본 3사의 비중은 50%로 줄어들었으며, 대신에 한국과 대만이 5개 EPC업체가 나머지 50%를 채웠다. 그야말로 에틸렌플랜트EPC를 수주하기 위한 전국시대가 열렸다.

 

7.  한국과 에틸렌플랜트

 

한국 최초의 에틸렌플랜트 건설은 대한석유공사의 울산석유화학단지에서 연산 10만톤 규모로 시작되었다. 당시 한국은 1인당 국민소득이 200달러에도 못 미치고 국내총생산이 50억 달러에 불과한 나라였기에 외국 투자자들은 석유화학공장의 실현 가능성을 회의적으로 보았다. 기술제공과 건설을 KBR이 맡았으며 1972년에 준공되었다. 이에 따라 우리나라도 처음으로 기초 원자재에서부터 최종 제품에 이르기까지 석유화학산업의 일관생산체제를 갖추게 되었다.

 

한국은 1989년과 1991년사이에 에틸렌산업의 전환기를 맞았다. 1990년을 시작으로 석유화학산업의 투자 자유화시대가 열린 것이다. 석유화학기업들은 앞다투어 나프타크래킹센터(NCC)를 건설했다. 1989년부터 1993년까지 한국의 에틸렌 생산능력은 66만 톤에서 331만 톤으로 5배나 수직 상승했다

 

한국 엔지니어링업체들은 국내에서의 경험과 실적을 바탕으로 해외로 나갔다. 대림엔지니어링(현재의 대림산업)이 첫 테이프를 끊었다. 한국업체가 해외에서 최초로 태국 TOC발주의 에틸렌 플랜트 프로젝트를 수주했다. 때는 1991년이었으며 한국업체가 에텔렌 프로젝트를 수주하는 물꼬를 텄다. 연산 38만5천톤 규모로 스톤앤웹스터가 라이센서를, 대림엔지니어링이 설계와 구매를, 대림산업이 시공을 맡아 1995년에 준공했다. 이어 다음 해인 1992년에 삼성엔지니어링이 중국 길림화학이 발주한 연산 30만톤 규모의 에틸렌 플랜트 프로젝트를 수주했다. 린데가 라이센서로, 삼성엔지니어링이 EPC업체로 선정되어 당초 계획보다 9개월 앞당겨 1996년에 준공했다.

 

표1. 한국 EPC업체의 해외 에틸렌플랜트 수주 실적

EPC Contractor	Project	Capacity (T/Y)	Licensor	Project Period
SECL	Thai PTTGC Olefin Retrofit	500,000	CB&I	2017-2020
	India Opal Dahej Ethylene	1,100,000	Linde	2009-2015
	Thai MOC	900,000	Technip	2006-2010
	Saudi Tasnee	1,200,000	Linde	2006-2010
	Malaysia Petronas Olefin	600,000	Linde	1998-2001
	Thai TPI Phase 2	700,000	Linde	1997-1999
	Thai TPI Phase 1	350,000	Linde	1994-1997
	China Jilin	300,000	Linde	1992-1994
	Sub-Total	5,650,000
Daelim	Saudi Sadara	1,500,000	Technip	2011-2015
	Philippines JG Summit	320,000	Lummus	2011-2014
	Thai TOC Rayong	385,000	S&W	1991-1995
	Sub-Total	2,205,000
HDEC/HEC	Iran South Pars 12	1,000,000	Linde	2017-2021
	Iran Olefin 11	1,000,000	Linde	2005-2011
	Sub-Total	2,000,000
GS E&C	Malaysia Lotte Titan	92,000	KBR	2015-2017
	Uzbek UGCC	400,000	KBR	2011-2015
	Sub-Total	492,000
Total		10,347,000

2005년 이후로 에틸렌 프로젝트가 폭발적으로 발주되면서 한국EPC업체들의 본격적인 해외수주가 이루어졌다. 라이센서 중 동맹관계가 가장 약한 린데가 한국업체와 손을 잡았다. 미국업체가 활동하지 못하는 이란에서는 현대건설이 린데와의 컨소시엄으로 100만톤급 올레핀 11번 프로젝트를 수주했다. 삼성엔지니어링도 사우디에서 린데와 제휴하여 타스니석유화학의 120만톤급 대형 에틸렌 프로젝트를 계약했다.

 

2011년에는 대림산업이 단일 규모로는 가장 큰 150만톤의 사우디 사다라 에틸렌플랜트 경쟁입찰에서 수주를 낚아 챘으며, KBR과 협력하는 GS건설은 우즈베키스탄의 UGCC에틸렌 프로젝트를 수주했다.

 

8.  2017년 이후의 에틸렌플랜트 프로젝트 전망

 

유가가 상대적으로 안정되고 에틸렌에 대한 장기 글로벌 수요가 늘어날 것으로 전망함에 따라 전 세계적으로 프로젝트 발주 경쟁이 벌어지고 있다. 미국, 러시아, 중동, 중국 등을 중심으로 2017년에는 1,000만톤, 2018년에는 800만톤의 에틸렌플랜트 건설이 계획되어 있다. 특히 미국에서는 2014년에 이어 2017년에 두 번째 에틸렌플랜트 건설 붐이라고 불릴 정도의 호황국면에 접어들고 있다.

 

1) 미국

 

미국은 셰일가스에서 나온 저렴한 에탄을 에틸렌생산에 본격적으로 사용하면서 규모의 경제로 인한 강력한 경쟁력을 갖게 되었다. 미국에서는 2017년과 2018년에 270억 달러를 투자하여 총 750만톤에 달하는 5개의 에틸렌 콤플렉스가 건설될 예정이다. 전 세계에서 발주되는 에틸렌계열 석유화학 프로젝트의 반이 미국에서 이루어진다. 대만, 태국, 사우디의 석유화학기업들도 값싼 에탄을 쫓아 미국으로 왔다. 2018년에는 엑손모빌과 사빅의 조인트벤처, 태국의 PTTTGC, 대만의 포모사 등 3개사가 400만톤의 에틸렌을 포함한 대단위 석유화학 콤플렉스 건설을 시작할 계획이다.

 

2) 중동

 

중동의 2017년 에틸렌 생산능력은 연간 약 3천만톤으로 중국을 제치고 세계 제2위의 에틸렌 센터가 된다. 중동은 풍부하고 저렴한 나프타와 쳔연가스를 원료로 한 경쟁력으로 계속해서 에틸렌 계열의 대형 석유화학 콤플렉스를 세우고 있다. 특히 에탄, LPG, 나프타, 가스오일 등이 혼합된 피드를 사용한 MFC(Mixed Feed Cracker)가 에틸렌산업의 새로운 기준으로 자리잡을 것으로 보인다. 이렇게 하여 석유화학 제품을 아시아 국가들에게 수출함은 물론, 산업 구조의 고도화와 고용 창출을 꾀하고 있다. 사우디가 숨을 고르는 사이 쿠웨이트가 100억 달러가 소요되는 140만톤의 올레핀 3 콤플렉스 사업을 구체화시키고 있다. 이란에서는 이미 현대엔지니어링 컨소시엄이 100만톤의 에탄크래커 계약을 끝냈으며 자금조달이 완료되면 곧 착공에 들어간다. 또한 독일의 바스프와 프랑스의 토탈이 에틸렌 프로젝트를 개발하기로 각각 이란측과 합의했다.

 

3) 러시아

 

러시아에서 에틸렌의 1인당 수요는 서유럽보다 3배정도 낮다. 그만큼 에틸렌플랜트 건설시장의 잠재력은 매우 크다. 2030년 석유가스화학 산업 발전계획을 추진하고 있는 러시아는 6개 지역에 석유화학 클러스터 단지를 조성하여 에틸렌플랜트의 신설 및 확장사업에 박차를 가하고 있다. 러시아의 에틸렌 생산량은 2010년의 240만톤에서 2012년에는 350만 톤으로 늘어났으며, 2016년 말에는 620만톤으로 가파르게 상승했다. 더욱이 2017년에는 350만 톤에 달하는 3개의 에틸렌 콤플렉스 신설이 계획되어 있다. 이들이 준공되는 2022년에는 러시아의 에틸렌 총 생산량은 1,000만 톤을 넘겨 세계 5위권 이내로 진입할 것으로 보인다.

 

4) 아시아

 

아시아는 이미 북미와 유럽에 필적하는 경제규모를 갖고 있을 뿐 아니라 최대 매력은 인구에 있다. 전 세계 인구의 60%를 차지하는 아시아 소비시장의 향후 잠재력은 매우 크다. 자동차, 가전제품, 플라스틱 등의 생산이 크게 늘어남에 따라 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 석유화학 소재의 수요가 급증하고 있다. 그동안 중국은 전 세계로부터 에틸렌을 수입하여 석유화학 제품의 제조에 사용하면서, 지난 20년 동안 꾸준히 에틸렌 신규 공장을 잇달아 건설하고 기존 공장의 생산능력을 확장해왔다. 중국은 자급자족이 끝날 때까지 정유공장과 통합된 에틸렌계열의 석유화학 콤플렉스를 끊임없이 지을 계획이다.  

 

표 2. 2017년/2018년 발주 예정 신규 대형 에틸렌 플랜트 프로젝트 

Country	Project	Capacity (T/Y)	Licensor	EPC Contractor	Project Period
US	Total+Borealis Port Arthur	1,000,000	CB&I	CB&I	2017-2021
	Shell Pennsylvania	1,500,000	Linde	Linde+Bechtel	2017-2022
	PTTGC Ohio	1,000,000	Linde		2018-
	ExxonMobil+Sabic Texas	1,800,000	-		2018-
	Formosa Louisiana	1,200,000	-		2018-
Russia	Sibur Tymen Polyolefin	1,500,000	Linde	Linde	2017-2022
	NKNK Olefin	600,000	Linde		2017-2022
	FEPCO Petrochemical	1,400,000	CB&I		2018-2023
China	Nanhai Expansion	1,000,000	-		2017-2022
	Taxing	650,000	Technip		2017-2021
	NORINCO+Aramco Panjin	1,000,000	-		2018
Kuwait	Olefin 3	1,400,000	-		2018-2023
Iran	South Pars 12	1,000,000	Linde	HEC+HDEC	2017-2022
Egypt	Tahrir	1,400,000	Linde	Linde	2017-2022
Total		16,450,000

 

9.  끝내며

 

1년에 1천200억 달러. 이 숫자는 돈으로 환산한 에틸렌의 글로벌 무역 규모다. 어마어마하다는 얘기다. 에틸렌플랜트가 없는 국가는 석유화학산업이 없다는 것과 같다. 그러나 에틸렌플랜트를 건설하기란 그렇게 쉬운 일이 아니다. 에틸렌은 수송이 어렵기에 에틸렌공장을 중심으로 그 하부공정인 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌글라이콜(EG) 공장 등을 거느린 대형 석유화학 콤플렉스를 형성하며, 막대한 투자비가 소요된다.

 

보통 연산 150만 톤의 에틸렌 계열 석유화학 콤플렉스를 건설하는데 60억-100억 달러의 투자비가 들어간다. 계약 패키지도 6-7개로 나눌 만큼, 그에 맞는 EPC업체가 필요하며 수많은 설계와 건설인력이 동원돼야 한다. 에틸렌 플랜트를 EPC로 수행하는 업체는 당연히 다운스트림 플랜트를 수주할 수 있는 유리한 위치에 서게 된다.

 

이제 에틸렌 라이선스 시장은 테크닙FMC, CB&I, 린데, KBR의 4개사로 압축되었다. 과거의 라이센서와 EPC업체간 굳건한 동맹은 깨졌다. 에틸렌 EPC시장은 지키려는 일본과 뺏으려는 한국/대만의 싸움으로 재편되었다. 4개의 라이센서와 4개의 한국 EPC업체. 이런 조합을 만들기란 어려운 일이기도 하지만, 한국 EPC업체에게는 최상의 기회로 다가 왔다.

 

바야흐로 에틸렌 플랜트 건설의 전국시대다. 경쟁은 더욱 치열해질 것이다. 만약 한국업체가 라이센서와의 독점적인 동맹 관계를 원한다면 일본업체와의 EPC경쟁에서 반드시 이겨야 한다. 강자가 약자를 이기는데 별다른 전략은 필요없다. 그러나 약자는 승리를 위해 끊임없이 강자의 약점과 틈새를 노려야 한다. 전략이 필요한 때다.

(상기는 해외건설협회에서 발간하는 2017년 7월호 “K-BUILD저널 특집연재“에 게재된 글입니다.)