편집부(외신) 미국 에너지 산업 기술부가 주관하는 주요 조사 중의 하나인 유리 용융 산업의 기술적, 경제적 전망이 발표되었다. 미 에너지 산업부가 유리 제조 산업 위원회에 의뢰하여 수행한 유리 용융 산업의 기술, 경제적 전망이 평가되었다. 이 조사 기간 동안 가장 중점적으로 이루어진 것은 80개가 넘는 산업체와 직접 인터뷰를 하는 것이었다. 이 인터뷰 결과 유리 용융 산업이 직면한 잘 알려진 핵심 문제에 대한 경제적 측면을 알게 되었다. 역사적 전망 : 진보와 변화 유리 산업은 연간 1억 원 이상을 생산하는 매우 큰 산업이다. 100년 이상, 보다 효율적이고 신뢰성 있는 시스템으로 개발되고 조절되어온 용융 시스템이 유리 산업의 핵심이라 할 수 있다. 125년 전의 시멘스 로(furnace)에서 여전히 유리를 녹여 가공하는 사람들도 아직 있지만, 현재 대부분의 유리 용융 업체들은 긴 역사동안 개선되어온 방법을 사용하고 있다. 이국에서 이 발전의 역사를 만들어낸 경제적인 환경은 용융 시스템 기술 개발을 투자하기에 매력적이게 만든 것도 포함되어 있다. ·유리 산업과 최종 유리 제품을 사용하는 시장의 성장 ·유리 산업의 수익성과 대부분 유리 산업분야의 투자하기 좋은 산업 구조 ·투자 가능한 자본의 존재 ·새로운 유리제품과 더 좋은 우리 품질에 대한 소비자의 요구 ·즉시 사용가능한 재료와 에너지의 공급 ·관리 가능한 환경 규제와 요구사항 이러한 경제 환경에서, 유리 산업은 원료의 변화, 혼합, 에너지원의 열 잠재력과 열전달 효율 증가, 다양한 사양에서 재료의 구조 향상, 용융 유리의 화학반응 속도 증가 그리고 정제법의 개선 등 유리 용융 공정을 다양한 분야에서 발전시켰다. 이러한 개선책 중 대부분의 것들은 혁신적인 변화를 설명하기에 매우 적당하지만, 1970년대와 1980년대의 위기를 해쳐나가려는 노력이 혁신적인 향상을 가져온 것이다. 유리 제품의 품질에 대한 강력한 요구 외에도, 1970년대와 1980년대의 유리 용융 산업을 이끌어 나간 주요 구동력은 에너지 효율과 환경적인 요구사항들이었다. 1990년대에는 자본 생산력이 매우 증가하면서 사업과 기술이 구동력으로 작용하였다. 자본 생산력의 높은 사업은 투자비용 대비 판매 금액이 높기 때문에 회사가 사용한 자본을 초과하는 금액이 회수될 수 있었다. 표 I은 지난 25년 동안 이루어진 유리 용융산업에 있어서의 주목할 만한 발전을 정리해 놓은 것이다. 표 I에는 이 기간 동안 용융 기술의 향상과 관련된 경제적인 위험과 구동력은 물론, 이러한 용융 기술을 수용하기 위한 장벽들을 정리해 놓았다. PPG P-10시스템은 유리용융산업을 혁신적으로 바꾸려는 야심찬 기술이었다. 이 시스템은 미래에 상승할 에너지 비용과 엄격한 공기 방출 제한, 고체 쓰레기 처리 요구사항 등을 해결하기 위하여 1970년대에 시작되었다. 에너지 소비를 혁신적으로 줄이는 것뿐만 아니라 P-10시스템의 목적은 곧 요구될, NOx, SOx와 분진 등의 허용치를 달성하고, 재건축에 대한 투자 자본의 절감 다양한 유리 성분에 대한 유동성의 달성이었다. P-10시스템은 세 가지 시설로 상품화되어 이러한 목적의 대부분을 만족시켰다. 하지만 이들 장비들은 현재 사용되지 않는다. 이들 장비의 작동 비용이 현재 사용되는 장비가 500ton/d 이상인 것과 비교해 볼 때 300ton/d 밖에 되지 않아 작동 비용 측면에서 경쟁력이 없었기 때문이었다. GRI 유리 용융기(AGM)의 개발은 1980년대 중반에 이루어졌는데 이 장비는 적은 노 구입비(초기 자본 비용), 적은 NOx 방출, 에너지효율의 증가, 작동 비용 감소 그리고 훌륭한 생산 유연성이 그 주요한 특징이었다. AGM 용융기의 경제적 잠재력은 정량화 되거나 현실화 되지 않았는데 그 이유는 이 프로젝트가 기술적인 문제로 중단되었고, 그러한 문제를 해결할 수 있는 자본이 뒷받침 해주지 못했기 때문이었다. 13ton/d AGM 데모 장비는 5ton/d의 상업적 품질의 유리-섬유 절연체를 생산하였지만, 프로젝트의 중단으로 유리 품질, 내화 벽, 배기, 작업 조건의 기술적인 문제가 해결되지 못하였다. 산소-연료 기술은 일반적인 노를 사용하는 것과 비슷한 작업 방법과 그로 인해 위험 요소가 적은 방법이라는 인식으로, 유리 산업에 매우 빠르게 퍼져나간 기술이다. 이 기술과 섬유, 컨테이너 그리고 유리 산업의 특별한 분야에 채용된 예가 1998년에 발행된 Glass Researcher(vol. 8, No. 1)에 크게 실렸다. 산소-연료 시스템은 NOx 방출 규제를 만족시키면서도 보다 열효율성이 높은 방법 중에 하나이다. 비록 전형적인 작동 비용이 가스-공기 연소 시스템보다 높을 수는 있지만, 산소-연료 용융 기술은 작동 비용 절감과 일괄 작업을 통한 비용절감, 생산 능력 증가, 유리 품질 향상과 같은 다른 기술의 장점들을 잘 절충시킨 방법이다. 유리 품질의 향상으로, 생산 효율 증가로 인한 경제적 이익을 얻을 수 있게 되었다. 산소-연료 기술의 상태를 조사해본 결과 북미에 있는 약 25%의 열처리로가 산소-연료 열처리로로 바뀌어져 있음이 밝혀졌다. 이 기술이 보다 널리 채용되지 못하게 막는 가장 큰 장애 요인은 경제적인 요인이다. 특히, 산소 비용이 추가된 장비는 연료의 값과 자본 생산력이 변환을 정당화하는 혹은 산소-연료 기술이 환경 규제에 가장 금융적으로 매력적인 해결책임을 보여주는 일괄 작업을 통한 비용 절감이 반드시 알고 넘어가야 한다. 이러한 몇 가지 경우가 유리 용융 산업에서 해결책을 찾고 경제적으로도 매력 있고 산업분야에 파급효과가 있는 기술적인 해결책을 찾으려는 노력의 일환이다. 경제 환경의 변화 지난 20년 동안 미국의 유리 산업의 환경은 점점 어려워졌다. 유리 산업은 구조조정과 합병, 보다 엄격한 산업 능력 조정, 새롭고, 부가가치 제품의 개발을 통해 이러한 환경에 적응하려고 노력해 왔다. 최근에너지부가 발표한 유리 산업이 직면한 어려움은 다음과 같다. “유리 산업은 공장의 과용량, 해외 무역과 수입의 증가, 자본 집중, 환경 규제로 인한 비용 상승, 그리고 반복적이고 느린 성장으로 어려움을 겪고 있다.” 알루미늄과 플라스틱과 같은 물질과의 경쟁과 대체가 점점 증가할수록, 많은 회사들이 유리 사업에 대해 경제적인 부가가치 금융 척도를 수용한 점과 미국 경제의 침체는 위의 목록에 추가되어야할 항목이다. 지난 몇 년 동안 이러한 어려움이 유리 산업의 성장에 미친 영향을 정리하여 표 II에 나타냈다. 표 II는 미국의 유리 산업 여러 분야의 연간성장율(CAGR)이 지난 몇 년간 1% 미만의 성장을 했음을 보여주고 있다. 이러한 경제적 환경에서 대부분의 유리 사업은 공통된 금융 전망과 예측을 수용하고 있다. 대부분의 유리 제조업체들은 사업을 시작하고 1, 2년 자본 투자를 갚게 된다. 이러한 단기 상환은 유리 용융산업이 발전할 단계를 작게 만든다. 높은 상환율은 자본 결정에 높은 위험 요소로, 기술을 완성하는데 오래 걸릴 수밖에 없는 기술 투자에 걸림돌로 존재하게 된다. 새로운 유리 공장에 자본을 끌어들이기가 힘든 것은 유리 산업의 느린 성장과 유리 공정 사업의 자본 집중도 때문이다. 새로 설립된 유리 사업들은 상환금보다 더 많은 수입을 만들기 위해 힘든 노력을 하고 있다. 유리 산업의 새 공장은 자본 투자 달러당 1달러도 채 안 되는 연간 판매를 보이고 있다. 자본 수급에 한계를 가진 회사들은 자본-효율적인 성장 기회를 찾고 있다. 유리 사업을 하고 있는 이들 회사는 미국 외에서 보다 적은 자본 집중도로 사업을 하려고 하거나 플라스틱 사출 또는 몰딩, 저 자본 서비스 사업과 같은 제조 사업을 찾고 있다. 비관적인 미래 전망 어느 가수가 “미래는 기대했던 것과 다르게 나아간다”고 노래한 적이 있다. 이 가사를 미국의 유리 사업의 미래에 비유할 수 있겠다. 현재 직면한 어려움들에 초점을 맞추고 느린 성장률, 자본 생산력의 향상, 부가적인 대체재의 위협, 환경적 요구사항의 증가, 미래 에너지 비용에 대한 불확실성과 높은 에너지 소비 등의 문제를 토론하기 위한 회의 소집으로 비관적인 유리 산업을 전망할 수 있다. 이러한 비관적인 전망을 통해 평판 유리 판매뿐만 아니라 유리 용기 사업이 플라스틱에게 그 시장을 빼앗기고 있음을 알 수 있다. 또한 특수 유리도 일상품이 되어가고 있다고 생각할 수 있다. 이러한 유리 사업은 미래에도 자본 비용을 초과하는 상환금을 벌기위해 노력해야할 것으로 보인다. 이제 유리 공장에 대한 투자는 더 높은 성장률과 자본의 가용도가 높고 경제조건과 금융 전망이 좋은 나라에 대해 주로 이뤄질 것으로 보인다. 이러한 시나리오에서 용융 공정은 개발되어야 할 사안이 더 이상 없는 경화기 기술로 고려되게 된다. 낙관적인 미래 전망 유리 사업의 미래를 비관적으로 보지 않는 대신 낙관적으로 바라볼 수도 있다. 낙관적인 전망에 의하면 유리 산업은 지난 과거보다 효율적이고 생산적이고, 또한 경쟁력이 있는 산업이다. 1990년대에 이뤄진 기업합병을 통해 생산성이 떨어지고 오래된 시설들이 사라지고 수요과 공급이 균형을 이루게 되면서 유리 산업이 보다 건실해졌다고 생각된다. 유리를 공급하는 회사가 몇 개 없다는 것은 유리 제품을 구매하는 구매자가 구매할 수 있는 조건이 몇 개 없고, 구매자와 판매자 사이의 힘의 균형이 보다 나은 가격에 반영된다는 것을 의미한다. 유리 사업은 꾸준히 훌륭한 작업 마진과 현찰 생산력을 보이고 있다. 이러한 관점에서 볼 때, 우리는 최근 10년간 최고의 호황을 누린 평판 유리와 용기 산업의 코팅 기술이 향상되고 있음을 알 수 있다. 최근 능동 LCD 표시 소자의 기판으로 유리가 사용되고 있어 이 분야의 큰 성장이 예상된다. 다른 기술과 특수 유리 분야는 또 다른 성장 기회를 노리고 있다. 이 시나리오에서 유리 제조 공정은 최근 수요가 급증하고 있는 부가 가치가 높은 제품과 에너지 감소, 자본 생산성 그리고 환경 성능에 매우 큰 잠재력을 갖고 있다고 생각된다. 뚜렷한 비전을 통한 전망 유리 산업이 직면한 어려움과 기회에 대해 보다 균형 있는 시각에서 볼 필요가 있다. 20/20으로 2020년을 전망해 보고자 한다. 유리 산업은 미래에 대한 계획에 대한 시나리오 전급을 수용해야하고 불확실한 환경에 대응할 준비를 해야 한다. 재료의 검토와 기술 경제적 측면에서 이뤄진 인터뷰를 통해, 나는 유리 산업이 미래 환경에 대응하기 위해 필요한 세 가지 사항을 찾아내었다. 혁신, 협력, 분업이 그것이다. 유리 산업은 자본과 환경 문제에 대응하기 위해, 또 로드맵에 잡혀있는 2020년까지의 목표를 달성하기 위해서 단계적인 변화 과정 혁신이 필요하다고 생각된다. 이러한 로드맵 목표는 산업 리더들에 의해 개발되는데 생산 비용이 1995년 수준의 20%이하, 프로세스 에너지는 이론적인 에너지 요구치의 50%, 공기와 물 방출이 1995년의 20%이하로 책정되어 있어 공정을 진행하기에 매우 어려운 조건들이다. 유리 산업에 보다 확신한 미래를 보장하기 위해서는 보다 혁신적인 공정 해결책, 지속적인 제품 혁신, 새로운 사업 모델의 고안이 필요하다. 미국의 유리 산업은 협력이 제한된 역사이다. 유리 형태의 차이와 열처리 노의 크기와 규모는 협력을 저해한 요인이다. 경쟁력의 역사와 불신임 또한 과거의 제한된 협력을 제한하였다. 현재, 산업은 보다 협력할 수 있고, 특히 경쟁에 앞서 새로운 용융 개념의 도입, 보다 혁신적인 파트너십 구축을 위한 환경이 준비되어있다. 용융 기술의 큰 문제점을 해결하기 위한 최근 DOE의 유도책은 보다 강력한 협력이 필요하다는 것을 말해주고 있다. 오랜 경쟁자인 오웬스 코닝과 세인트 호베인은 협력 벤처를 만들어 기술을 공유하고 유리-섬유 강화를 위한 첨단 제조 시설을 공유, 전문화 시키겠다고 발표했다. 이것이 미래에 요구되는 새로운 사업 협력의 또 다른 예이다. 산업 초반의 유리 제조 산업에서 선호되는 기술 개발 접근법은 큰 열처리로에서 일괄 처리, 용융과 정제 공정을 향상시키기 위한 자본, 에너지, 환경이 구동력이었다. 이러한 여러 공정 기술 개발 접근법은 많은 노력과 어려운 기술과 경제적인 위험을 받아들일 준비를 필요로 한다. 기술 개발과 자본 투자의 원천이 단일 회사의 경우에는 부족하기 때문에, 보다 강력한 협력이 필요하고 공정 분업이 매래 유리 용융 기술 개발에 적극 추천되는 것이다. 이러한 접근법은 반드시, 더 많은 자본 생산성 유지, 늘어나는 환경 요구 조건의 충족, 에너지 절약, 전체적인 제조비용 절감을 꾸준히 이어나가야 한다. 기술개발, 산업 구동력에 초점 맞추기, 어려운 상황의 고려, 하나의 큰 용융기에서의 여러 공정을 하면서 발생할 공정비용과 위험으로 구체화할 수 있다. 또한 유리 산업이 2020년을 뚜렷한 비전을 가지고 가는 길목에 있어서 직면해 있는 경제적인 어려움을 무시해서는 안되는 것과 관련된 사업의 위험을 고려해야함을 잊어서는 안된다. (Ceramic Bulletin) 표 I. 주목할만한 유리 용융 산업의 발전·구동력·비용/위험 요소와 장벽 발전 년도 주요 부가적 비용/위험 수용 장벽 구동력 구동력 프로파일 PPG P-10 시스템 1970-1980년대 에너지 환경 높음 경제적요인 GRI 유리 용융 1980-1990년도 자본 에너지 중간 기술적요인 산소-연료 기술 1970-현재 환경 자본 낮음 경제적요인 표 II. 미국 유리 제품의 가치 흐름(1997-2001) 유리산업 분야 가치(백만 달러) CAGR(%) 1997 1998 1999 2000 2001 1997-2001 평판유리 2,669 2,607 2,694 2,869 2,585 -0.8 용기 4,176 4,189 4,190 4,106 4,209 +0.2 압축/블로잉 5,921 5,937 5,477 5,471 5,062 -3.8 미네랄 울 4,277 4,299 4,480 4,535 4,526 +1.4 구매된 제품 9,699 9,778 10,698 11,708 11,188 +3.6 총 26,742 26,810 27,539 27,750 27,750 +0.8