썩는 플라스틱, '바이오플라스틱(Bioplastic)'이란?

과학기술정보통신부에서는 2022년도 기후, 환경분야 연구개발사업 시행계획을 발표했으며, 신규 사업으로서 ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’ 제품기술개발을 포함한 5가지 아이템을 선정해 총 400억원의 예산을 지원예정이라고 합니다.

 

정부차원에서 연구개발에 투자하고 있는 분야인 ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’은 어떤 기술일까요?

 

[ 출처. 과학기술정보통신부 ‘2022년도 기후, 환경분야 연구개발사업 상반기 신규과제 통합공고’ ]

* 참고: 회색 음영이 신규사업

 

#1. ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’ 이란?

 

바이오플라스틱은 쉽게말해 썩는 플라스틱입니다. 토양 속의 세균에 의해 분해되기 때문에 생물분해성 플라스틱이라고도 불리며, 녹말이나 사탕수수 등 바이오 물질이 반 이상을 차지하고 있는 것이 특징입니다.

 

유럽의 바이오플라스틱협회(EUBP)에서는 2025년에 바이오 플라스틱이 전체 플라스틱 시장의 10% 이상을 차지할 것이라는 예상을 내놓기도 했으며, 산업통상자원부에서는 2023년부터 플라스틱 제조업체에 대해 재생원료 사용 의무를 부과하면서 2050년까지 *석유계 플라스틱에서 바이오 플라스틱으로의 전환을 추진하고 있어 주목받는 기술이기도 합니다.

 

※ 석유계 플라스틱 : 석유계 원료로 만든 플라스틱 화학제품으로서, 분해되지 않는 일반 플라스틱을 통칭

 

#2. ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’ 소재별 특징

소재	바이오 함량(%)	특징
PLA	100	투명성 우수, 파손에 약하며 낮은 생분해도 (자연 생태계에서 생분해 불가) 식품용기 등 사용, 100% 바이오 함량 ※ 현재 가장 보편화된 생분해
TPS	100	전분 유래, 생분해까지 가능하지만 강도가 약함 비닐봉지 등에 사용, 바이오 함량 100%
PBAT	0	토양 생분해 가능하고 유연성이 좋으나 100% 석유계 소재로 바이오 함량 0%
PHA	100	유일한 해양 생분해 소재, 100% 바이오 함량, 다양한 용도 적용 가능 ※ 전 세계 극소수 기업만 생산 중

#3. ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’ 생산 기업

 

1) SK지오센트릭

 

SK이노베이션의 친환경 화학 사업 자회사인 SK지오센트릭과 코오롱인더스트리가 2021년 12월 22일 손잡고 친환경 생분해성 플라스틱 소재 ‘PBAT’를 상업 출시. PBAT는 자연에서 미생물에 의해 빠르게 분해되는 친환경 플라스틱 제품.

 

2) CJ 제일제당

 

2021년 2월 유럽과 북미 지역에서 공신력 있는 친환경 인증인 TUV 생분해 인증을 취득했으며, 100% 해양 생분해 친환경 플라스틱 소재 ‘PHA’ 개발 성공. PHA는 미생물이 식물 유래성분을 먹고 세포 안에 쌓아 놓는 물질로 구성되며, 토양과 해양을 비롯한 모든 환경에서 분해되는 특성이 있음. 현재 널리 사용되는 생분해 플라스틱인 PLA가 특정한 공정을 거쳐야만 분해되는 반면 PHA는 바닷물 속에서도 100% 생분해되는 세계 유일의 소재.

 

3) LG 화학

 

2020년 10월 옥수수 성분의 포도당과 페글리세롤을 활용한 100% 생분해성 신소재 개발에 성공, 이는 LG화학이 독자적으로 개발한 소재로, 합성 수지와 동등하게 투명하면서도 생분해가 가능하다는게 장점. 여기에 더해 한국 기업들중에서는 최초로 미국에 바이오 플라스틱 생산 공장을 건설계획인데, 2025년까지 글로벌 곡물 가공 기업 미국 아처대니얼스미들랜드(ADM)와 손잡고 연 7만 5천톤 규모의 PLA 생산 공장을 세울 것을 발표.

#4. ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’ 전망

 

바이오플라스틱은 생분해된다는 장점을 가지고 있지만 사실 전체 플라스틱의 1% 정도밖에 대체되지 못한 상태입니다. 일상생활에서는 옥수수 빨대, 다시마백, 두부 포장재등 일부 제품에서만 사용되고 있는데, 기존 플라스틱을 대체하지 못하는 가장 큰 이유는 열변형이 심하고, 방수 기능도 떨어지며, 무엇보다 기존 플라스틱 소재보다 2배이상 비싼것이 이유입니다.

 

[ 네이버스토어. 썩는 옥수수 플라스틱 빨대 ]

 

하지만, 시장조사 기관 Research and Markets에 따르면, 글로벌 바이오 플라스틱 시장 규모는 2026년까지 약 38억 달러에 달할 전망이며, 이는 연평균 성장률 15.36% 정도로 가파르게 증가할 것으로 예상하고 있습니다.

 

[ 출처. Research and Markets - Global Virtual Production Market 2021 ]

 

이러한 시장 성장이 가능한 배경으로 세가지 근거를 제시했는데, 

 

첫번째는, 주요국의 플라스틱 규제 실시입니다. 한국에서는 2022년 6월부터 일회용컵 보증금제 도입을 비롯해 플라스틱 빨대 등 사용 감축을 정책 과제로 제시했으며, 중국은 2021년 1월부터 플라스틱 사용 제한령에서 금지령으로 변경 시행하고 있는데, 한국 중국 뿐만아니라 전 세계적으로 플라스틱의 사용량을 제한하는 정책과 조치들이 시행되고 있기 때문에 바이오플라스틱으로의 대체는 필수적인 상황으로 변화하고 있습니다.

 

두번째는, 화석연료의 가격 상승으로 인해 현재 바이오플라스틱의 대체 장벽인 가격차이의 벽을 허물고 있습니다. 현재 일반 석유화학 플라스틱의 소재는 그램당 2~3달러인 반면 바이오플라스틱 소재중 PHA는 그램당 4~6달러 수준입니다. 약 2배 이상 비싼차이를 보이고 있지만 화석연료 사용의 징벌적 비용이 증가하는 추세이며, 이는 곧 석유화학 플라스틱 제품의 비용 증가로 이어질 것이기 때문에 가격차이는 줄어들 것으로 예상하고 있습니다.

 

세번째는, 환경오염, 기후변화 위험성에 대한 인식 전환 그리고 ESG 경영 추구에 따른 지속가능경영 문화 정착입니다. 환경보전에 대한 관심은 전세계적으로 지속 증가해왔으며, 이는 친환경 소재인 바이오플라스틱의 수요 증가로 이어졌습니다. 

지금까지 ‘바이오플라스틱(Bioplastic)’에 대해 알아보았습니다. 아직 여물지 않은 기술이지만, 우리가 나아가야할 방향은 명확한 분야이기 때문에 주목할 필요가 있어 보입니다.