기획

멤브레인(Membrane)이란 액체 또는 기체 등의 혼합물질에서 원하는 입자만을 선택적으로 투과해 분리하는 기능을 하는 소재를 말한다.다기능성 고분자 멤브레인 소재는 미래 그린에너지 산업을 주도할 수처리, 기체분리, 수소연료전지, 에너지절감공정 등에 사용될 수 있는 다기능 분리특성 고분자 소재로서 다양한 분야에서 대량으로 사용될 수 있는 공통 핵심소재다. 멤브레인 산업은 온실가스 증대와 물부족 현상 등 전 지구적인 문제를 해결할 수 있는 해결사로 떠오르고 있어 세계 각국은 원천기술 확보에 나서고 있다 .2019년 시장규모는 국내 6조5,000억원, 국외 57조7,000억원으로 총 64조2,000억원에 달할 전망이다. 우리나라의 경우 고분자 멤브레인을 활용해 수처리 제품, 직접메탄올연료전지, 수소연료전지 등을 조립하는 기술 수준은 비교적 높으나, 그 핵심에 해당하는 고분자 멤브레인 소재 기술은 걸음마 단계로 해외 몇몇 기업 또는 기관에 의존하고 있다.이에 코오롱이 주관을 맡은 지능형 멤브레인 소재 사업단은 △연료전지용 탄화수소계 강화복합막 △다기능성 정수처리용 멤브레인 소재 △저에너지 고효율 담수용 멤브레인 소재 개발 △OBIGGS(On Board Inert Gas Generating System, 불활성가스 생성 시스템)용 고투과성 고분자 멤브레인 소재 등을 개발에 나섰다. 사업단은 1차년도에 세계 최초로 연료전지용 내열성(150℃) 소재 및 수처리용 친수성 소재 개발을 시도했다.||■연료전지지구 온난화와 화석연료 고갈 문제를 해결하는 방안으로 연료전지는 태양전지와 더불어 에너지 생산시스템으로 자리잡을 것으로 전망되고 있다. 또한 수소연료전지 자동차가 차세대 그린카로 육성되고 있어 시장의 급격한 성장이 예상된다.연료전지의 성능을 좌우하는 것은 고분자 전해질막으로서 수소이온 전달 통로 및 연료인 수소 혹은 메탄올을 차단해주는 역할을 하는 멤브레인 소재다. 현재 대표적인 연료전지용 전해질막으로는 미국 듀폰(Dupont)의 불소계 고분자 전해질막인 나피온(Nafion)이 있다. 현재 우수한 성능을 가지고 있으며 상용화돼 가장 많이 사용되고 있으나 높은 가격으로 인해 산업용으로서의 제약이 있다. 또한 얇게 만들어 사용하면 수소 이온과 함께 너무 많은 물이 함께 넘어가는 ‘플러딩’ 현상으로 연료전지의 성능을 저하시키는 단점이 있다. 연료전지 전용으로는 3M과 솔베이가 최근 독자적인 불소계 수지를 개발 완료했다.탄화수소계 강화복합막은 연료전지의 작동환경에서 열안정성 및 산화 안정성이 매우 높고, 불소계 고분자에 비해 수소, 메탄올과 같은 연료의 투과율이 낮으며 가격도 훨씬 저렴하다는 장점이 있다. 그러나 탄화수소계 전해질막은 내구성이 떨어지고 박막화가 어려워 이에 대한 연구개발이 다양하게 진행되고 있는 것이다.국내에서는 코오롱, 동진세미켐, 제일모직 등의 소재업체에서 방향족 탄화수소계 전해질을 개발 중이며, 제일모직도 탄화수소계 수지를 판상입자와 나노하이브리드화한 복합막을 시생산해 메탄올 연료전지 시스템 효율을 개선하는 연구를 삼성 SDI 및 삼성종합기술원과 진행시킨 바 있다. 한국화학연구원은 미국 바텔 연구소 및 퓨얼셀 파워와 공동으로 연료전지용 탄화수소계 고분자 전해질막 개발 연구를 수행했다.탄화수소계 강화복합막은 아직까지 상용화된 예가 없으나 수소연료전지가 2015년경부터 상용화될 것으로 예측되고 있어 그 개발은 매우 시급하다. 또한 태양전지, 레독스 배터리, 2차전지 세퍼레이터, 정수처리 등의 기술 개발에도 응용이 가능할 것으로 기대되며 이온전도의 특성을 활용해 각종 유가금속의 회수 등 자원 재생 산업에도 응용이 가능하다.||■수처리지구온난화, 환경오염 등에 의해 수자원 고갈이 심화됨에 따라 수처리 관련 시장 규모는 빠른 속도로 증가하며 석유시장을 초과하는 거대 시장이 될 것으로 전망되고 있다. 이른바 ‘블루 골드(Blue Gold)’로 불릴 정도다.차세대 수처리 기술로 각광받고 있는 멤브레인은 1990년대 말부터 상업화가 본격 시작돼 2000년대 들어 처리시설의 증가와 대규모화가 진행되고 있으며 기존 정수처리 기술의 대체가 이뤄지고 있는 시점이다. 현재 수만톤/일 규모에서 향후 10년 내 수십만톤/일 규모의 대규모 정수처리장에 대한 기술적, 경제적 경쟁력을 확보하기 위해 고 투수성능 및 내오염성 강화가 필요하다.이를 해결할 소재로 고강도 친수성 신규 고분자 멤브레인 소재가 WPM을 통해 개발되고 있다. 기존 친수성 소재의 경우 내오염성에서 우수하나 내구성에 문제가 있어 소수성 소재인 PVDF가 주로 사용되고 있으나 오염에 취약한 소재적 제한을 갖고 있다. 고강도 친수성 신규 고분자 멤브레인 소재는 기존 소재에 비해 강도와 내오염성을 높이고 나노급 기공 크기를 줄여 바이러스 제거율을 대폭 향상시킬 수 있다. 이러한 특성으로 인해 정수처리 분야 외에 멤브레인의 적용이 급속히 증가하고 있는 해수담수 전처리, 하수 재이용 분야에도 적용이 가능하다.수처리용 멤브레인 세계 시장은 GE, 지멘스, 다우케미컬, 아사히카세이, 도레이 등 해외 선진업체들이 장악하고 있다. 국내의 경우 대규모 정수처리용 멤브레인 제조 기술은 아직까지 활발하게 이뤄지지 않고 있다. 코오롱, 에치투엘 등이 ‘에코스타’과제를 통해 소재 국산화를 진행하고 있으나, 해외 선진 기술과 차별화되는 원천 기술은 없는 상황이다. 또한 정수처리 멤브레인의 원재료인 고분자 소재 기술은 국내 전무한 상태로 핵심 소재의 개발 및 국산화가 절실한 것으로 파악되고 있다.특히 정수처리용 멤브레인 소재 기술 개발을 통해 소재 시장의 3~5배 규모의 시스템 시장과 시스템 시장의 2~5배의 EPC 시장에 대해 기술 파급이 가능하다는 점에 주목할 필요가 있다.저에너지 고효율 담수용 멤브레인 소재는 현재 수준 이상의 수투과도를 확보하면서 저압(低壓)에서 운전이 가능해 에너지 소비를 극소화하는 것이다. 해수담수화 공정에서 에너지 비용이 전체 비용의 50% 이상을 차지하고 있으며 이 중 멤브레인 구동을 위한 고압 펌프가 70~90% 비중을 차지하고 있다.가격 경쟁력 확보를 위해 세계 각국은 혁신 멤브레인 기술 확보에 나서고 있다. 주로 대학과 벤처기업에서 개발한 기술들이 실증테스트를 거치고 있는 것.여러 기술 중 저에너지형 정삼투식 해수담수화 기술이 차세대 담수화 기술로 주목받고 있다. 이는 미국과 유럽의 선진 국가에서도 아직 상용화 단계에 이르지 못한 것으로 알려져 있다.국내의 경우 해수담수화용 멤브레인을 제조하는 업체는 웅진케미칼이 유일하나 세계 선진기업과 동일한 고분자 소재를 이용하고 있어 해외 시장 진입에 한계가 있는 것으로 평가되고 있다. 따라서 전문가들은 저에너지형 정삼투식 해수담수화 기술 개발을 서두른다면 국제 수준으로의 도약이 단기간 가능할 것으로 기대하고 있다. 현재 한국기계연구원에서 2014년까지 관련 기술 개발에 나서고 있다.■에어프로덕츠, 기체분리막 시장 장악 OBIGGS(On Board Inert Gas Generation System, 불활성가스발생장치)엔 항공기용과 선박용이 있다. 항공기에는 연료 탱크 내의 연료가 끓거나 낙뢰로 인한 화재가 발생하는 것을 방지하기 위해서, 선박에는 화재가 발생할 수 있는 LNG선, 화학 물질 운반선에 화재 방지용으로 OBIGGS가 공급되고 있다.OBIGGS는 대부분 기체 분리막을 이용하고 있으며, 핵심 기술은 기체분리막 모듈 제조 기술이라고 말할 수 있다. 향후 OBIGGS는 필수적으로 모든 항공기와 설치돼야 하기 때문에 시장규모가 급격히 증가할 전망이다.기체분리막은 세계적으로 10개사 미만의 업체만 제조하고 있으며 시장을 장악하고 있는 업체는 3개사다. 이 중 미국의 에어프로덕츠, 프랑스 에어리퀴드가 가장 큰 시장점유율을 차지하고 있다. 특히 우리나라는 세계 일류 조선산업을 보유하고 있음에도 불구하고 선박용 OBIGGS는 100% 수입하고 있으며 대부분 에어프로덕츠가 시장을 장악하고 있는 상황이다.국내에서는 20여년 전부터 한양대, KIST 등에서 연구가 진행돼 왔으며 최근 한양대 이영무 교수연구진이 PBO 소재를 이용한 높은 투과 선택성을 가지는 소재를 개발했다. 코오롱과 대림에서 중공사형 기체 분리막의 기술개발을 진행했으나 상용화 단계에는 이르지 못했으며 현재 상업화 기술을 보유한 기업으로는 2001년 창립한 기체분리막 전문기업 (주)에어레인이 유일하다. 선박·항공 관련 기자재나 소재의 국산화를 위해선 애경유화, 에어레인, 효성 등 소재기업들과 현대중공업, 삼성중공업, STX 등 수요업체와 협력이 필요한 시점이다.

높은 인플레이션, ‘동貨’ 신뢰도 하락베트남 경제는 지난해 보여준 높은 성장률에도 불구하고 최근 들어 다양한 문제점이 대두되고 있다. 베트남은 지난 2009년의 5.3%를 크게 웃도는 6.8%의 경제성장률을 기록하면서 산업생산과 민간소비도 상승곡선을 타고 있다.그러나 이같은 호조에도 불구하고 베트남은 주변 동남아 국가의 주가가 지난해 중반 이후 급격히 상승하는 가운데 홀로 주가가 하락하는 기현상을 보였다.보고서는 이 같은 현상에는 인플레이션으로 인한 화폐 신뢰도 하락이 국가 신인도를 끌어내렸다는 점이 배경으로 자리잡고 있다고 분석했다.보고서는 지난해 12월 국영 조선기업인 비나신(Vinashin)이 해외차입금에 대해 디폴트(default)를 선언하면서 베트남 국영기업에 대한 외채상환 우려가 증가했다고 전했다.또 인플레이션으로 베트남 동(Dong)화의 신뢰도가 하락하면서 달러화와 금의 수요가 증가하고 있으며 물가는 지난해 11월 전년동기 대비 11.1%로 두 자릿수의 상승세를 보인 이후 12월 11.8%에 이어 지난 1월에는 12.2%로 그 상승세가 더욱 가팔라지고 있다는 점도 근거로 들었다.특히 베트남의 금융제도 개선에도 불구하고 베트남 금융기관의 예금 중 달러예금 비율은 20% 수준을 유지하고 있다. 여기에 인플레이션이 달러화 투기 수요를 야기해, 지난 1월 말 공식 환율과 암시장의 환율은 10% 이상의 현격한 격차를 보이고 있다.대대적 평가절하와 금리인상베트남 중앙은행은 지난달 11일 동화에 대해 대폭적인 평가절하를 단행했다.중앙은행은 고시 기준 환율을 기존의 1달러당 1만8,932동에서 2만693동으로 9.3% 인상시키고 동화 환율의 1일 변동 폭을 기존의 3%에서 1%로 축소시켰다는 것이다. 지난 2008년 6월 이후 6차례에 걸쳐 평가절하를 단행한 베트남의 이번 환율 절하 폭은 2010년 8월 2.1%, 2009년 11월 5.4%에 비해서도 훨씬 높은 수준이다.이는 2010년 이후 여타 동남아 국가들의 통화가치가 지속적으로 상승한 것과는 매우 상반된 움직임이다. 통화 강세를 유지하고 있는 다른 동남아 국가들은 최근 통화가치 상승과 금리인상을 통해 인플레이션에 대응하고 있다는 것이다. 보고서는 베트남의 경쟁국이라고 할 수 있는 태국, 인도네시아, 필리핀은 2009년 중반 이후 통화가치가 10% 이상 상승하는 사이 베트남 동화의 가치가 급속히 하락한 이유로 기타 동남아 국가들이 무역수지 흑자를 기록하고 있는 사이 베트남이 시달려 온 만성적자를 지목했다.이같은 악조건 속에 최근 베트남 중앙은행은 동화의 평가절하에 이어 인플레이션 대응을 이유로 금리인상을 단행하고 있다. 지난달 17일 재할인율을 기존 9%에서 11%로 2%p 인상했고 은행 간 콜금리도 같은 폭으로 인상했다. 이는 2010년 11월 8%에서 9%로 기준금리를 인상한 후 3개월 만이다.취약한 산업경쟁력이 근본 원인이처럼 베트남 경제에 그림자를 드리우고 있는 일련의 악재들은 심각한 대외불균형에 그 뿌리를 두고 있는 것으로 분석됐다.보고서는 최근 수년간 베트남의 수출이 급격히 증가했지만 무역수지 적자 역시 급증했다고 전했다. 베트남의 무역수지 적자는 지난 2003년부터 2006년까지 연평균 50억달러 수준에서 2007년 142억달러로 급증했고, 2008년에는 180억달러를 돌파했다. 2009년에서 2010년까지 약 120억달러 수준에서 안정세를 보였지만, 수차례의 평가절하에도 불구하고 여전히 GDP의 15% 수준을 뛰어넘는 적자를 면치 못하고 있는 실정이라는 것이다. 만성적인 무역수지 적자로 베트남의 외환보유고는 2008년 말 260억달러에서 2010년 10월 140억달러 수준으로 급감했다.보고서는 이같은 상황의 근본적인 원인을 베트남의 취약한 산업경쟁력에 기인한 구조적 불균형에서 찾고 있다.베트남은 동아시아와는 ‘원료 수출-공산품 수입’의 전형적인 남북무역을, 서구선진국과는 경공업 제품을 수출하는 동아시아형 무역을 시행하고 있다. 하지만 고도화된 글로벌 산업구조 하에서 베트남은 가장 낮은 단계에 위치하고 있다. 베트남은 한국, 일본, 중국, 대만, 태국, 싱가포르 등에서 공업화에 필요한 중간재를 수입해 무역수지 적자를 기록하고 있다.또한 지난 20년간 공업화를 추진했지만 여전히 1차 상품인 섬유제품(112억달러)과 신발(51달러) 등이 주요 수출 품목이다.뿐만 아니라 베트남의 수출구조 고도화 전략은 동아시아 국가와 경쟁이 불가피해 중국 제조업과의 경쟁에 밀려 성과를 내기가 어렵다고 보고서는 진단했다. 실제 베트남은 경공업에서 중화학공업으로 산업구조를 이행하려 하고 있지만 중국에 비해 기술 수준이 낮다는 치명적인 약점을 안고 있다. 글로벌 시장에서는 중국 상품에 밀리는 가운데 국내 시장에서도 중국-아세안 FTA로 중국의 중저가 상품 수입이 급증하고 있는것도 한 요인이다.||수입유발 경제전략도 문제베트남은 경제 개방 이후 ‘외국인직접투자 유치-수출주도형 공업화’를 경제발전의 기초로 삼고 있다. 기존 국영부문을 중심으로 개혁·개방을 추진함과 동시에 외국인직접투자를 유치해 공업화를 견인한다는 전략이다.특히 민간부문 육성도 중요하지만 혁신을 통해 성장을 견인할 역량이 부족하다는 점은 극복하기 어려운 난제다. 총 투자에서 외국인직접투자의 비중이 지속적으로 증가해 2008년부터 2009년까지 30% 수준에 달했다고 보고서는 전했다.특히 이같은 외국인직접투자는 최근 베트남의 요소부존도와 일치하지 않는 분야에서 증가해 베트남의 경제구조를 왜곡하고 있다는 점이 가장 큰 문제점으로 지목됐다. 베트남의 비교우위는 값싸고 풍부한 노동력임에도 과거 제조업에 치중해 있던 외국인직접투자는 최근 수년간 서비스업, 부동산 경영, 건설 등에 집중했다는 것이다. 2010년 누계 기준으로 제조업부문의 투자액(실행 기준)은 총 320억달러로, 전체 투자액의 50.7%를 차지했다. 지난 2009년과 2010년의 외국인직접투자 중 제조업부문의 투자는 각각 13.6%와 23.4%에 불과하고, 부동산 투자는 각각 45.1%와 38.9%로 상승했다.베트남은 국영기업의 민영화 수단으로 기업집단화를 통한 경제성장을 추진했지만, 여전히 정부가 주도하고 있기 때문에 민간의 창의력이 발현되지 않아 비효율성이 발생한다고 보고서는 진단했다. 국영기업은 정부의 특혜자금을 이용해서 투자를 확대했지만, 수익성이 낮아지며 투명성도 결여되는 문제가 발생한다는 것이다.대외불균형은 계속될 듯현재의 글로벌 경제 환경과 대외무역구조에서 베트남의 무역수지 적자와 동화·환율 상승은 지속될 것으로 보고서는 전망했다. 베트남은 중국과의 경쟁 속에서 대기업형 조립산업의 경쟁력을 갖기 어렵기 때문에 경제구조의 근본적인 개편 없이는 무역수지 적자를 면치 못한다는 것이다. 현재의 인프라 건설 계획과 외국인직접투자 유치 전략에서도 수입·수요 유발효과가 큰 만큼 베트남은 한국의 1970년대와 유사한 무역수지 적자를 겪을 것으로 예상되며, 동화의 평가절하는 향후 수년간 지속될 것이라고 보고서는 내다봤다.무역수지 적자가 지속된다면 외환유동성 확보 문제가 베트남 경제의 가장 중요한 과제가 될 것이라고 보고서는 진단했다. 베트남은 쌀, 커피, 수산물, 고무 등 1차 상품 분야에서 경쟁력이 있으며, 섬유와 신발 등 경공업 부문에서도 성장 가능성이 큰 데다 원유를 생산한다. 2010년 말 외채규모는 307억달러로 외환보유고의 2배 정도로 알려져 있으나, 대부분 국제금융기구의 융자나 선진국의 양허성 ODA(공동개발 원조)로 구성돼 있다.보고서는 베트남이 무역수지 적자를 줄이기 위한 방안으로 농업부문에 대한 투자 확대와 성장률을 축소하는 점진적인 성장전략을 제시했다. 외화가득률이 높은 농업부문에 대한 투자와 생산성 확대에 주력하고, 중화학공업보다는 노동집약적 경공업에 대한 투자를 확대하는 것도 고려해 볼만 하다는 것이다. 고도성장을 목표로 하기보다는 농업과 제조업을 균형 있게 발전시키고, 기술 인력 개발과 지원 산업을 육성하는 점진적인 전략을 수립해야 한다고 보고서는 강조했다.수입대체산업 육성 노력은 베트남의 무역수지 적자 해소에 도움이 될 전망이다. 원유생산국인 베트남은 장기간 ‘원유 수출-정제품 수입’ 형태의 무역을 했으나, 2009년 최초의 정유공장을 설립하여 원유 수출을 줄이고, 정제품 수입을 축소했다. 원유 수출은 2004년 1,950만 톤에서 2010년에는 800만 톤으로 감소했다. 베트남은 향후 섬유직물, 철강, 석유화학, 전자부품 등에서 수입대체품 개발을 위해 노력할 전망이다.베트남은 외환유동성 개선을 위해 인프라 투자 등에 ODA를 활용할 것으로 예상되기 때문에 중국과 일본의 베트남 지원이 경쟁적으로 전개될 전망. 베트남 정부는 취약한 인프라를 개선하기 위해 선진국의 ODA 지원을 희망하고 있으며, 일본과 중국이 경쟁적으로 지원을 약속한 상황이다. 일본과 중국은 베트남을 중심으로 한 인도차이나에서 영향력을 확대하기 위해 ODA를 늘리고 있기 때문이다.제조업 투자에 관심 집중해야베트남은 외환유동성 문제를 갖고 있지만 성장잠재력이 크기 때문에 우리로서는 중요한 경제 협력국이다.8,600만 명의 인구 중에서 45% 이상이 농업에 종사하고 있어 공업화 과정에서 값싼 노동력 활용이 가능하며 중국의 대량조립형보다는 중간 규모의 경쟁력 있는 부문을 육성한다면 지속적인 성장이 가능하다고 보고서는 분석했다.향후 대 베트남 무역에서는 수출상품의 다양화와 수입상품 개발이 필요할 것으로 전망됐다.한국은 중국에 비해 수출품목의 다변화가 부족하고, 일본에 비해서는 과도한 무역수지 흑자를 기록하고 있기 때문이다. 한국의 무역수지 흑자는 63억달러(베트남 2위의 적자국)에 달해 베트남의 불만이 크지만, 일본은 700만 달러에 불과해 베트남의 불만이 적다는 것이다. 베트남과 장기적인 호혜관계를 구축하기 위해서는 대외불균형이 큰 베트남에 대해 일본과 같이 무역수지 균형을 목표로 전략을 수립해야 한다고 보고서는 주장했다.장기적으로 베트남 동화 환율 상승을 고려하면 현재 한국의 대 베트남 건설 및 서비스 산업에 대한 투자도 리스크 관리도 필요하다. 특히 일본기업은 일본의 ODA 관련 프로젝트에 집중하는 반면, 한국기업들은 고층건물 건설, 신도시 개발, 도로 인프라 건설 등에 주로 BT(Build-Transfer) 방식으로 참여해야 한다는 것이 보고서의 입장이다. 환율이 상승하면 부동산 등에 대한 투자수익률이 하락할 것으로 예상되며 베트남 정부는 외국인투자기업의 이전가격 조작이 만연하다고 평가하고 있으므로 투명성 제고도 필요하다.또 장기적으로 제조업, 특히 베트남의 수입대체 부문, 수출산업에 대한 투자를 확대할 필요가 있다. 기초가 허약한 베트남 경제는 지난 수년간 상당한 버블을 형성했으나, 대외불균형이 지속되면 버블이 붕괴될 가능성이 있기 때문이다. 이와 함께 보고서는 베트남 경제발전 전략은 무역수지 적자 축소를 위한 수입대체 및 수출산업에 더 집중될 가능성이 있으므로 수출 관련 산업에 대한 투자가 유리하다고 충고했다.인프라 건설을 위한 중국과 일본의 ODA가 확대되고 있는 가운데 우리로서는 이들과의 ODA 경쟁을 하기보다는 중간재 및 소재 부문의 투자 확대로 베트남 경제에 기여하는 전략을 택하는 것이 타당하다고 보고서는 강조했다.