정유 촉매 시장 규모 및 점유율 분석 - 성장 추세 및 전망(2026년~2031년)

글로벌 정제 촉매 시장 동향 및 통찰력

더욱 엄격해진 글로벌 황 배출량 상한제 규제

2020년 1월부터 시행된 국제해사기구(IMO)의 해상 연료 황 함량 0.50% 제한은 연안 정유 시설 전반에 영향을 미치고 있으며, 이들 시설은 현재 잔류유를 수소처리하여 해당 기준을 충족하는 벙커유를 공급하고 있습니다. 2024년에 시행된 중국의 전국적인 중국 VI 휘발유 및 경유 기준은 황 함량을 10ppm으로 제한하고 있으며, 이로 인해 국영 정유사들은 하루 약 120만 배럴 처리량에 해당하는 수소처리 설비를 추가해야 했습니다. 미국 환경보호청(EPA)의 Tier 3 휘발유 프로그램 또한 이와 유사한 10ppm의 황 함량 제한을 유지하고 있어, 적당한 수소 분압 조건에서 심층 탈황이 가능한 귀금속 알루미나 촉매에 대한 수요를 증가시키고 있습니다. 유럽의 연료 품질 지침(FCD) 역시 10ppm 기준을 적용하여 유럽 전역에서 니켈-몰리브덴(NiMo) 및 코발트-몰리브덴(CoMo) 촉매에 대한 수요를 강화하고 있습니다. 이러한 여러 규제들이 중복되면서, 특히 여러 시한이 겹치는 2026년까지 연평균 성장률(CAGR)이 0.8%포인트 상승할 것으로 예상됩니다.

아시아 태평양 및 중동 지역 정유 시설 증설

중국, 인도, 사우디아라비아, 쿠웨이트의 신규 및 기존 시설 확장 프로젝트로 인해 2024년에서 2028년 사이에 하루 약 3백만 배럴의 원유 정제 용량이 추가될 예정이며, 이는 FCC, 수소처리 및 수소분해 장치에 수 톤의 촉매가 투입될 것임을 의미합니다. 사우디 아람코와 중국석유화학공사(CPCC)의 푸젠 복합 시설은 최대 가동 시 연간 약 12,000톤의 제올라이트 FCC 촉매를 소비할 것으로 예상되며, 인도의 파니파트, 구자라트, 바라우니 정유 시설 확장은 2027년까지 현지 수소처리 수요를 증가시킬 것입니다. 쿠웨이트의 알-주르 정유 시설은 하루 615,000배럴의 중질유를 처리하며, 니켈-황화물(NiW) 및 코발트-몰리브덴(CoMo) 잔류물 수소분해 촉매를 사용하여 중간 유분 수율을 극대화합니다. 이러한 시설 확장은 예상 연평균 성장률(CAGR)을 0.9%포인트 끌어올리는 효과를 가져오며, 신규 시설들이 명목 처리량에 도달하는 2026년에서 2028년 사이에 정점을 찍을 것으로 예상됩니다.

고옥탄가 휘발유 및 석유 원료에 대한 수요 증가

터보차저 엔진과 하이브리드 파워트레인은 전체 휘발유 생산량이 정체된 상황에서도 95 RON 및 98 RON 휘발유에 대한 지속적인 수요를 뒷받침합니다. 희토류 Y-제올라이트를 장착한 최신 FCC 장치는 전환 효율을 희생하지 않고 옥탄가를 2~3단계 높입니다. 석유화학 단지에서는 프로필렌과 부틸렌을 동시에 중요하게 여기기 때문에 정유사들은 상업 생산 과정에서 경질 올레핀 수율을 최대 15%까지 높이는 ZSM-5 첨가제를 사용하고 있습니다.^{[1]BASF SE, "ZSM-5 첨가제로 프로필렌 생산량 증대", BASF 보도자료, basf.com} 북미 운영업체들도 같은 경로를 따르고 있습니다. 엑손모빌의 보몬트 확장 프로젝트는 2024년에 완료되어 프로필렌 회수에 최적화된 FCC 설비를 통해 하루 250,000만 배럴의 원유 처리 용량을 추가했습니다. 옥탄가 및 석유 원료 수요 증가는 연평균 성장률(CAGR)에 0.5%포인트를 더하며 중장기적으로 상당한 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

바이오 사료 공동처리에는 이중 기능 촉매가 필요합니다.

유럽과 북미의 재생 디젤 및 지속 가능한 항공 연료 의무화 정책으로 인해 정유업체들은 기존 수소첨가 촉매로는 처리하기 어려운 식물성 기름이나 폐지방을 함께 처리해야 합니다. 쉘의 페르니스 정유공장은 산소화물 및 코크스 전구물질에 내성이 있는 NiMo 촉매를 사용하여 최대 30%의 바이오 유래 원료를 처리하고 있습니다. 2025년 말까지 10개 이상의 사업장에서 가동될 예정인 탑소의 하이드로플렉스(HydroFlex) 기술은 수소탈산소화와 포화 반응을 통합하여 90% 이상의 재생 디젤 수율을 확보합니다. 미국의 재생 연료 기준(Renewable Fuel Standard)과 캘리포니아의 저탄소 연료 기준(Low Carbon Fuel Standard)에 따른 정책은 2027년까지 연간 약 15억 리터의 재생 디젤 생산을 의무화하며, 이에 따라 연간 2,500톤의 촉매 수요가 추가로 발생할 것으로 예상됩니다. 이러한 수요 증가는 장기적인 성장 동력으로 작용하여 시장 성장률에 0.3%포인트를 기여할 것으로 보입니다.

코발트, 백금족 금속 및 기타 중요 금속의 변동성

콩고민주공화국의 공급 부족으로 코발트 가격이 2025년에 18% 상승했고, 남아프리카공화국의 생산량 감축으로 백금과 팔라듐 가격도 12% 올랐습니다. 중량 기준으로 코발트를 2~4% 함유하는 코발트-몰리브덴(CoMo) 수소처리 촉매는 규제된 연료 가격으로 인해 가격 전가가 제한되면서 마진 압박에 직면해 있습니다. 백금 함유 개질 촉매도 비슷한 어려움을 겪고 있는데, 팔라듐 가격이 10% 상승하면 완제품 촉매 가격이 kg당 약 50달러 정도 오릅니다. 공급업체들은 가격 변동성을 완화하기 위해 코발트가 없는 니켈-텅스텐(NiW) 촉매 개발을 추진하고 재활용을 가속화하고 있지만, 상용화에는 2~3년이 걸릴 것으로 예상됩니다. 이러한 가격 변동은 기본 연평균 성장률(CAGR)에서 0.4%포인트를 차감하며, 정유업체들이 촉매 교체 주기를 늘리는 2024년에서 2026년 사이에 가장 큰 영향을 미칠 것으로 보입니다.

전기차 보급 확대가 장기적인 휘발유 수요 억제에 기여

배터리 전기차 판매량은 2025년에 14만 대에 달해 하루 약 200,000만 배럴의 휘발유 수요를 줄일 것으로 예상되며, 국제에너지기구(IEA)는 이 수치가 2030년까지 세 배로 증가할 것으로 전망하고 있습니다.^{[2]국제에너지기구, "2025년 세계 에너지 전망", IEA, iea.org} 유럽의 휘발유 소비량은 2019년에서 2025년 사이에 6% 감소했는데, 이는 노르웨이, 네덜란드, 독일에서 전기차가 신차 판매량의 25%를 넘어섰기 때문입니다. 중국의 휘발유 소비량은 2024년까지 하루 3.2만 배럴 수준에서 정체될 것으로 예상되며, 2025년에는 플러그인 차량이 승용차 판매량의 38%를 차지할 것으로 전망됩니다. 이러한 변화는 FCC 처리량을 감소시키고, 배럴당 제올라이트 절대량을 줄이며, 중장기적으로 성장률에서 0.5%포인트를 차감하는 영향을 미칩니다.

세그먼트 분석

제품 유형별: 제올라이트 앵커 FCC 경제성

제올라이트는 2025년 정제 촉매 시장 점유율 96.01%를 차지했으며, 2031년까지 연평균 2.72% 성장할 것으로 예상됩니다. 이러한 압도적인 시장 점유율은 진공 가스 오일을 가솔린, 디젤, 경질 올레핀으로 분해하는 FCC 공정을 중심으로 정제 촉매 시장이 돌아가고 있음을 보여줍니다. 희토류 Y-제올라이트는 500~550°C의 상승기 온도에서 여전히 핵심적인 역할을 하며, ZSM-5 첨가제는 프로필렌 생산량을 증가시켰습니다. CoMo 촉매는 주로 아시아 및 중동 지역의 고유황 원료를 처리하는 수소처리 설비에 사용됩니다. NiMo 촉매는 항공유 정제업체에서 등유 탈황에 선호됩니다. 알루미나 지지 귀금속 제품은 귀금속의 휘발성으로 인해 광범위한 적용이 제한되어 개질 공정에서 틈새시장 역할을 합니다. NiW 촉매는 중질 원유 생산 지역에서 잔류물 수소분해에 일반적으로 사용됩니다. 금속유기골격체와 같은 실험적인 해결책도 연구되고 있습니다. 클라리언트가 2025년에 출시할 예정인 미세 기공과 중간 기공을 결합한 계층형 제올라이트는 지배적인 분야 내에서 점진적인 혁신을 보여줍니다.

다가오는 교체 주기는 전기 자동차 보급의 영향에도 불구하고 제올라이트 제형에 대한 지속적인 수요를 보여줍니다. 석유화학 설비 통합을 위해 설계된 아시아 태평양 지역의 FCC 설비는 ZSM-5 투입량을 늘리고 있으며, 중동 지역의 잔류물 수소분해 설비는 금속 내성이 향상된 NiW 시스템을 선호하여 시장 다양화에 기여하고 있습니다. 코발트가 없는 NiW 제형은 시범 시험 단계에 진입하여 디젤 수소처리 설비에서 CoMo의 점유율을 잠식할 가능성이 있지만, 2028년 이전에는 상용화가 어려울 것으로 예상되어 예측 기간의 중반까지는 안정적인 경쟁 구도가 유지될 것으로 보입니다.

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공정별 분석: FCC의 지배력이 수소처리 산업 성장을 가리고 있다

유체 촉매 분해(FCC)는 2025년 촉매 사용량의 74.91%를 차지했으며, 2026년부터 2031년까지 연평균 2.77% 성장할 것으로 예상되어 신흥 허브의 정유 촉매 시장 성장 패턴과 일치합니다. 수소처리 공정은 정유에서 중요한 역할을 하며, 디젤 수소처리가 가장 대표적이고, 그 다음으로 진공 가스 오일 수소처리, 등유, 가솔린, 촉매 분해 가솔린, 잔사유 순으로 이어집니다. 중국의 디젤 및 가솔린 황 함량 10ppm 제한 시행은 전국 정유 네트워크에서 NiMo 및 CoMo 촉매 수요 증가를 촉진했습니다. 마찬가지로, 미국의 Tier 3 규정은 수소 소비를 줄이기 위해 설계된 귀금속 알루미나 촉매 사용을 증가시켰습니다. 수소처리는 특히 인도 및 중동과 같이 중간 유분 수율 극대화에 중점을 두는 지역에서 선호됩니다. 잔사유 FCC는 코크스 제조 설비가 없는 시설에서 여전히 필수적입니다. 바이오 원료의 공동 처리는 공정 경계를 점차 모호하게 만들고 있습니다. 예를 들어, 쉘(Shell)의 재생 가능 원료 수소분해 설비에서는 수소처리 및 수소탈산소화를 결합한 이중 기능 촉매를 사용하는데, 이는 촉매 계열의 점진적인 수렴을 보여줍니다. 

수소첨가처리 공정은 새로운 황 규제와 재생 디젤 의무화로 인해 촉매 탈황 수요가 직접적으로 증가함에 따라 예측 기간 동안 꾸준히 성장할 것으로 예상됩니다. FCC(유동층 캐스케이드) 공정은 정제 공정에서 여전히 지배적인 위치를 차지하고 있지만, 생산량의 상당 부분이 프로필렌과 부틸렌 생산에 사용되고 있어 전체 생산량보다는 제올라이트 사양에 변화가 일어나고 있습니다. 이러한 공정 다변화는 전체 휘발유 수요가 안정화되는 상황에서도 정제 촉매 시장을 뒷받침하고 있습니다.

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지리 분석

아시아 태평양 지역은 2025년까지 전 세계 정유 촉매 시장의 52.03%를 차지할 것으로 예상됩니다. 중국과 사우디 아람코의 푸젠 복합 시설은 최종적으로 연간 12,000톤의 제올라이트를 소비할 예정이며, 알베마를(Albemarle)의 45만 달러 규모 계약에 따라 인도의 확장 프로젝트는 수소첨가분해(hydrocracking) 수요를 크게 증가시킬 것입니다. 인도네시아, 베트남, 태국의 동남아시아 프로젝트는 2028년까지 하루 약 500,000만 배럴의 증류 용량을 추가하여 수소처리(hydrotreating) 및 FCC(유동층쇄결정) 분야의 기회를 확대할 것입니다.

북미와 유럽은 정유 시설 폐쇄와 전기차 보급 확대에 따른 휘발유 소비 감소에 직면해 있습니다. 유럽의 2019~2025년 휘발유 소비 6% 감소와 북미 정유 시설의 프로필렌 및 ​​디젤 생산으로의 재배치는 촉매 사양의 변화를 가져올 뿐, 촉매 생산량 증가를 촉진하지는 못하고 있습니다. 미국의 Tier 3 규정은 귀금속 수요를 안정적으로 유지하고 있으며, 캐나다의 오일샌드 정제 시설은 특수 수소화분해 공정의 생산량을 유지하고 있습니다. 그러나 이러한 선진 지역의 정제 촉매 시장은 공장 합리화가 설비 업그레이드 효과를 상쇄하면서 보합세를 보이고 있습니다.

남미에서는 2027년 가동 예정인 아르헨티나의 라플라타 수소분해 설비가 연간 600톤의 수요를 추가할 것입니다. 이러한 증설은 아시아가 여전히 절대적인 물량 우위를 유지하고 있음에도 불구하고 성장률 측면에서 남미 지역의 선두 자리를 더욱 공고히 합니다.

중동과 아프리카 지역에서는 정제 촉매 수요가 크게 증가하고 있으며, 2026년부터 2031년까지 연평균 2.78%의 가장 빠른 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다. 사우디아라비아의 액체 연료 화학제품 전환 계획과 쿠웨이트의 알-주르 중질유 플랫폼은 잔사유 수소분해 촉매에 대한 지속적인 수요를 창출하고 있습니다. 아프리카는 나이지리아의 일일 생산량 650,000만 배럴 규모의 당고테 정유공장이 2026년 완전 가동될 경우 연간 약 5,000톤의 FCC 및 수소처리 촉매를 필요로 할 것으로 예상되어 장기적인 성장 잠재력을 보여주고 있습니다. 또한 남아프리카공화국의 세쿤다 가스 전환 설비 개조는 수소처리 물량을 15% 증가시킬 것입니다.