이대로 가다간 향후 수년간은 생산량 증대와 수요 감소로 인한 헬륨공급시장의 혼탁 양상이 장기화될 것으로 보인다.

전 세계적으로 수급불균형 사태를 심각하게 겪어온 지난 2013년 이전 상황은 카타르II의 생산개시와 함께 공급량이 극대화되기 시작하면서 막혔던 숨통을 시원하게 뚫어버렸다.

하지만 세계적인 경제 불황으로 인한 헬륨의 수요 감소는 공급안정화가 아닌 공급업체의 숨통을 조이는 부메랑이 되면서 최악의 공급과잉에 맞부딪히는 결과를 초래했다.

더욱이 국내 시장은 수입다변화와 개별 업체들의 물량 확보 경쟁이 과열되면서 액체헬륨 도입이 급격하게 늘어나 단가하락 및 경쟁과열 등으로 치달으면서 가격인상에 열을 올리고 있는 여타 산업용가스와는 달리 시장상황에 역주행을 하고 있다.

이에 덧붙여 헬륨 자체가 저장 부분에서 상당히 취약한 탓에 물량 밀어내기식 영업을 부추기고 있어 헬륨 수입업체의 상황을 더욱 암울하게 만들고 있다.

헬륨의 수입은 단순하게 표현해서 미국, 호주, 카타르, 알제리 등 생산국의 제조원가(수입단가)를 기본으로 액체헬륨용 ISO컨테이너(제조단가 약 100만달러)를 충전한 이후 약 2개월여의 운송기간을 거쳐 세관을 통관한 이후 해당 충전장에 도착해 압력조절을 위한 액체헬륨 소진후 기체충전을 하는 방식으로 회전주기를 맞추고 있다. 이때 자가 ISO 컨테이너가 아닌 임대용의 경우는 평균적으로 생산기지에서 출고후 물류 시점부터 임대료(하루 300~400달러 기본)가 정산되는 방식이 적용돼 기본적으로는 임대료만 2,000만원 가량을 부담해야 하며 ISO 컨테이너의 회전율이 지극히 낮을 경우는 5,000만원 이상의 임대수수료를 지급해야할 수도 있다. 다시 말해 액체 헬륨 수입업체가 월평균 ISO 컨테이너 0.5~0.7대 분량의 수요량을 확보하지 못했다면 수입과 동시에 손해를 입을 수도 있다는 계산인 셈이다.

현재 국내 액체헬륨 수입업체로는 에어프로덕츠코리아, 프렉스에어코리아, 린데코리아, 에어리퀴드코리아, 대성산업가스 등 액메이커와 대덕가스, 케이씨티엔에스가 자체적으로 수입하고 있으며 린데코리아를 통해 MS종합가스, 선도산업이 ISO 컨테이너를 운용중이거나 계획을 추진하고 있으며 울산 모던이 대덕가스를 통해 메티슨트리가스로부터 ISO 컨테이너를 수입해 운용중이다.

또한 헬륨 튜브트레일러를 보유하고 자가충전이 가능한 업체는 전국에 20여개 충전소가 활동중인 것으로 파악되고 있다.

관세청 수입현황에 따르면 지난해 우리나라의 헬륨 수입량은 총 1,728톤 규모로 수입금액은 약 1,000억원이 웃도는 것으로 나타났다. 이중 약 268톤 가량은 중국과 대만 등으로 역수출돼 실제 국내 유통량은 1,460톤인 것으로 집계됐다.

따라서 지난해 국내 7개 수입업체가 수입한 액체헬륨 ISO 컨테이너(대당 4,500kg 기준)는 월평균 32대이며 이중 5대 가량은 인근 국가로 역수출되고 있어 실제로 국내 유통량은 월간 27대에 불과한 것으로 나타났다.

수입자료에 따르면 공급파동기간이든 평균 수급안정화 기간이든 연간 헬륨수입량에는 큰 폭의 변화가 없었던 것으로 보인다. 하지만 과거대비 현상황에서 경기침체로 인한 수요의 실질적인 감소폭은 30% 이상인 것으로 나타남에 따라 체감수요량은 50%이상 떨어진 것으로 느껴지면서 공급과잉이 가시적으로 나타나고 있는 셈이다.

결국 지난 2013년 수요대비 공급량이 70~80%인데 반해 현재는 130% 수준에 이르고 있다는 게 업계 관계자의 설명이다.

국내 헬륨 수입량 가운데 약 66% 가량은 반도체 및 디스플레이 등 전자분야에 공급되고 있으며 9%는 광섬유 분야, 벌룬용 4%, 초저온(전도) 분야 5%, 레이저 용접분야 4%, 분석용 1%, 기타 3% 및 액체헬륨의 주요 수요처인 MRI, MNR 등과 같은 의료장비에 8%가 사용되고 있는 것으로 추정된다.

하지만 최근 경기상황에 따라 변화된 추이는 반도체 및 디스플레이 등 전자분야가 50% 가량의 수요를 차지하고 있는 것으로 추정되며 기타분야에서도 각각 약 1% 이상 감소한 것으로 보여 수입업체가 보유하고 있는 여유량은 20%를 초과하고 있는 것으로 분석된다.

더욱이 최근 기술발달로 인해 액체헬륨의 최대 수요처인 MRI, MNR 장비가 과거에는 액체헬륨 보충기간이 2~3개월이었던 것이 지금은 최대 9개월 이상으로 늘어남에 따라 액체헬륨 수요의 감소원인으로 작용하고 있는 것으로 나타났다.

한편 헬륨의 상업적인 생산은 1903년 미국 캔사스주에서 천연가스 채굴공사가 진행되던 중 불연성가스가 분출한 것을 포집, 캔자스대학 해밀톤 캐디와 데이비드 마크퍼랜드가 분석한 결과에서 비롯됐다.

이 때 포집가스의 질량비가 질소 72%, 메탄 15%, 수소 1%, 기타 미확인 성분이 12%인 것으로 확인됐고 이 미확인 성분 중에 헬륨의 함유량이 1.84%라는 것이 밝혀졌다. 이를 통해 미국내 가스전에서 대량의 헬륨 채취가 가능하다는 것이 입증됨으로써 상업생산의 시초가 된 것이다.

현재 캔자스, 텍사스, 와이오밍, 오클라호마州 등에 위치한 10여개의 헬륨 플랜트를 가동중인 미국의 매장량은 BRM의 정부비축분을 포함해 약 300억N㎥로 추정되고 있으며 지역별로는 카타르가 100억㎥의 매장량으로 뒤를 잇고 있다. 이어 알제리에 82억㎥, 러시아 67억㎥, 캐나다 20억㎥, 중국 11억㎥, 폴란드 2억8,000만㎥ 등이 매장돼 있는 것으로 전해졌다.

하지만 이같은 막대한 헬륨의 매장량중 실제 인류가 활용 가능한 헬륨은 전체 30% 정도 에 불과하다. 이는 막대한 설비투자비를 회수할 수 있을 만큼의 상업성을 갖춘 대규모 천연가스전의 비중이 높지 않기 때문이다.

헬륨이란?

헬륨은 원소기호 2 즉 양자 2개에 중성자 2개의 원자핵을 가지는 기체로 수소다음으로 가벼우며 우주에서 수소 다음인 2번째로 풍부하며 별에 집중돼 있고 별에서는 핵융합에 의해 수소로부터 합성되는 물질이다.

지구 대기에 들어 있는 헬륨의 양은 0.0005％에 불과하며 방사성 광물, 운철, 광천 등에 소량 존재하지만 미국의 텍사스·뉴멕시코·캔자스·오클라호마·애리조나·유타 등에서 산출되는 천연 가스에는 많은 양의 헬륨이 한 성분(7.6％까지)으로 존재한다. 이보다는 적지만 카타르, 알제리, UAE 등 중동국가와 캐나다, 러시아, 남아프리카 공화국, 사하라 사막 등에도 헬륨이 존재한다.

지구에 존재하는 헬륨은 태초부터 있었던 것은 아니며 방사성 붕괴에 의해 생긴 것으로 낮은 온도와 높은 압력하에서 천연 가스의 다른 성분들을 액화시키면 순도가 98.2％인 헬륨 기체가 분리된다. 다른 기체들을 냉각시킨 후 활성에 흡착시키면 순도가 99.995％인 헬륨이 얻어진다.

헬륨은 전자·반도체와 LCD 등에 필수적인 요소로 사용되며 금속 용접중 발생하는 산화 즉 산소와 반응하는 것을 막기 위해 공기를 차단하는 비활성 기체로 이용된다.

또한 액체수소의 온도에서 유일하게 기체로 존재하기 때문에 로켓의 추진연료 탱크, 특히 액체 수소 연료 탱크에 압력을 가하는 데 사용될 뿐 아니라 기기를 운반하는 기구[氣球]를 띄우기 위한 기체로 사용되기도 하고 가장 차가운 물질이기 때문에 냉각제로 이용된다.

이밖에도 혈류에 대한 헬륨의 용해도가 낮기 때문에 높은 압력하에서 숨 쉴 수 있는 호흡장치에 산소와 혼합해 쓰이고 운석과 암석의 연대를 측정하기 위해 이들 속에 들어 있는 헬륨의 함량을 분석하기도 한다.