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[기획] 헬륨시장 동향헬륨 공급부족, 그 끝은 어디인가?
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승인 2011.09.14  
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지난해 약 2,000여톤 수입…사상 최대치 기록

수년전부터 불기 시작한 헬륨 공급 부족 현상은 이제 그 끝을 예측하기가 힘든 상황이다.

지난해 전세계 헬륨 시장은 완연한 경기 회복세와 맞물려 산업 전반의 헬륨 소비량이 큰 폭으로 증가했다. 특히 국내 시장의 경우 전자반도체 및 디스플레이 산업 뿐 아니라 의료용 산업에 있어서도 헬륨 수요가 크게 늘어 사상 최대치의 헬륨이 수입됐다.

지난해 미국산 헬륨 수입과 함께 중동, 호주 등 수입선의 다변화를 꾀하고 있지만 여전히 전세계 헬륨 생산의 70% 이상을 차지하고 있는 미국의 자국내 생산량 감소와 소비량 증가는 우리나라와 같이 전량 수입에만 의존해야 하는 국가들에게는 헬륨 수급을 더욱 어렵게 하고 있다.

특히 연초부터 단행된 가격인상과 함께 언제 불어 닥칠지 모르는 헬륨 공급 파동까지 생각하면 헬륨을 사용하는 산업체의 시름은 더할 수밖에 없는 형국이다.

날이 갈수록 전략물자화 되어가고 있는 헬륨은 이제 더 이상 값싼 산업용가스라 부르기 힘든 귀족(Noble)가스로 칭할 수 있다.

이에 본지는 국내 산업 전반에 필수 불가결한 요소인 헬륨의 국내외 시장 현황과 주요 이슈들을 살펴봄으로써 국내 헬륨시장이 나아갈 방향을 제시해 보고자 한다.

<편집자 주>

나는 헬륨(He)이다!

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 액체-수소의 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.

■ 전세계 헬륨 생산 현황

2010년 1억6,600만㎥ 생산…전년比 소폭 감소

미국 내무부 산하 지질조사국(USGS)에 따르면 2010년 말 기준 지구상에 매장돼 있는 헬륨은 총 490억㎥로 추산된다.

세계최대 헬륨생산국이자 소비국인 미국 영토내에 약 200억㎥(정부비축분 포함)의 헬륨이 매장돼 있고 미국을 제외한 전세계에 약 290억㎥의 헬륨이 존재하는 것으로 조사됐다.

전세계 헬륨매장량을 나타낸 [표-1]을 보면 미국에 전세계에서 가장 많은 200억㎥의 헬륨이 있으며 카타르가 100억㎥의 매장량으로 뒤를 잇고 있다. 이어 알제리에 82억㎥, 러시아 67억㎥, 캐나다 20억㎥, 중국 11억㎥, 폴란드 2억8,000만㎥ 등이 매장돼 있다.

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.

미국이 전체 매장량의 20%인 40억㎥, 알제리와 러시아가 각각 22%, 25%, 폴란드가 8.5%에 불과한 헬륨만이 상업적 가치를 띄며 생산 및 활용이 가능한 상황이다.

이처럼 상업성을 갖춘 헬륨소스의 대부분이 미국에 위치하고 있기 때문에 미국이 전세계 헬륨 생산량의 78%를 점유하고 있고 나머지 22% 정도를 알제리, 카타르, 러시아, 폴란드, 캐나다, 중국 등이 담당하고 있다.

[표-2]를 보면 미국이 천연가스(NG)로부터 추출한 7,700만㎥와 토지관리국(BLM)이 비축중인 헬륨 방출량 4,800만㎥를 포함, 총 1억2,500만㎥의 헬륨을 생산했으며 알제리와 카타르가 각각 1,800만㎥, 1,m500만㎥, 러시아와 폴란드가 550만㎥, 260만㎥ 의 헬륨을 생산했다.

이러한 각국의 지난해 헬륨 생산량을 살펴보면 지난 2009년(1억7,000만㎥)에 비해 지난해(1억6,600만㎥, 컨테이너 6,800여대 분량) 생산량이 소폭 감소한 것을 확인할 수 있다.

세계 대부분의 헬륨공급을 책임지고 있는 미대륙 가스전에서의 헬륨생산이 줄어들기는 했지만 그동안 미국 정부가 점진적으로 줄이던 비축분 방출량이 소폭 늘어난 것은 고무적인 현상이다. 이는 지난해 미국 내 헬륨 플랜트의 증설에 따른 결과로 분석된다.

하지만 여전히 헬륨의 전략물자화를 꾀하고 있는 미국의 정책이 우리나라를 비롯한 수입의 상당량을 의존할 수밖에 없는 아시아 국가들에게는 변수로 작용될 전망이다.

반면 지난 수년간 지난 수년간 지속적인 생산량 증가를 보이고 있는 카타르와 알제리와 같은 중동국가들로 인해 그동안 미국에 편중돼 있던 헬륨 생산 비중이 세분화 되고 있다는
것이 위안이다.

특히 지난해부터 생산에 들어간 호주의 다윈플랜트(年産 415만㎥, 컨테이너 150대 분량)가 전세계 헬륨시장에 숨통을 다소나마 틔워줬고 지난해 프랑스의 대표적 산업용가스 업체인.............
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