[그린포스트코리아 곽은영 기자] 코로나19 장기화로 배달용기와 포장재 폐기물 문제가 날이 갈수록 커지고 있다. 버려지는 폐기물의 약 47%는 일회용 포장재 폐기물로 플라스틱 적체현상이 심각한 상황이다.

이러한 추세대로라면 2050년 플라스틱 예상 배출량은 120억톤. 날이 갈수록 플라스틱을 처리할 수 있는 공간도, 버텨줄 환경적인 여력도 줄어들 수밖에 없다. 전문가들은 플라스틱 폐기물 문제를 해결하기 위해서는 무분별한 플라스틱 사용을 줄이고 기업이 환경적 책임을 지고 소재를 바꾸는 대응방안을 갖춰야 한다고 입을 모은다. 현실적으로 플라스틱의 편리함을 포기하기 어렵기 때문에 대체제 개발이 주목받고 있다. 

환경오염 해결 대안으로 가장 주목받고 있는 분야는 화이트 바이오 산업이다. 기존의 화학 소재를 식물 등 재생가능한 자원을 이용하거나 미생물, 효소 등을 활용해 바이오 기반으로 대체하는 산업이다. 대표적으로 석유계 플라스틱을 대체할 생분해성 바이오 플라스틱이 있다. 

일상에서 사용되는 대부분의 플라스틱은 석유계 플라스틱으로 생산 과정에서 이산화탄소가 발생하고 분해 및 재활용에도 한계가 있다. 

정부의 화이트 바이오 산업 활성화 전략 문서에 따르면 석유기반 플라스틱 PP의 경우 1kg 생산에 2.4kg의 이산화탄소가 발생한다. 사용 후 분해되는 데는 비닐 20년, 페트병 450년이 걸린다고 알려져 있다. 그마저 미세입자로 남아 미세플라스틱 문제를 유발한다. 

그러나 대체제로 주목받고 있는 바이오 플라스틱 PLA(Poly lactic Acid)의 경우 1kg 생산에 PP의 절반에 해당하는 1.2kg의 이산화탄소가 발생하고 매립하면 환경에 따라 6개월에서 10년 내에 분해가 가능하다고 알려져 있다. PLA는 생산과 처리 과정에서 생태적 유해성을 안고 있는 석유계 플라스틱을 대체할 친환경적 대안으로 부상하고 있다. 

◇ 전세계적으로 생분해성 플라스틱 R&D 지원 확대

바이오 플라스틱 시장은 전세계적으로 2018년 29억달러에서 2023년 39억달러 규모로 성장할 것으로 예상되고 있다. 유럽연합과 미국, 중국 등 해외에서는 일회용 플라스틱에 대한 규제를 엄격하게 제한하는 한편 생분해성 플라스틱 연구개발에 대한 지원을 확대하고 있다. 

EU는 2018년 빨대·식기 플라스틱 유통을 금지하고 감축 목표를 수립하는 등 플라스틱 제품 사용 규제안을 채택했다. EU Horizon2020 산하에 민관이 합작으로 투자해 바이오기반 산업 연합을 설치하는가 하면 생분해성 플라스틱 기술개발 과제도 급증했다. 

미국은 2030년까지 석유 소비량 30%를 바이오 화학제품으로 대체하는 목표를 제시했다. 미국 농무성은 2002년부터 바이오 기반 제품을 우선 구매해 라벨링을 통해 소비자 인식 제고 및 구매 촉진을 유도하는 프로그램을 실시하고 있다. 현재 139개 분야에 대한 우선 구매제도를 시행 중이다. 

일본은 2030년까지 일회용 플라스틱 쓰레기 배출량을 25% 삭감하고 2050년을 목표로 해양 생분해 플라스틱 소재 및 용도 개발 로드맵을 수립하는 등 생분해성 플라스틱 개발을 위한 로드맵을 마련했다. 

중국도 전세계적인 플라스틱 규제 트렌드에 보조를 맞추며 ‘플라스틱오염 관리강화제안’, ‘고체폐기물 환경오염 방지법’ 등 법안을 내놓으며 규제를 넓히고 있다. 중국의 각 성, 직할시, 자치구별 정책에 따른 세부적인 차이는 있으나 플라스틱 사용량 및 폐기 플라스틱 매립률 대폭 감축이라는 목표는 같다. 

먼저 올해부터 플라스틱오염 관리강화제안에 따라 발포 플라스틱 음식용기의 생산 및 판매를 금지하고 미세플라스틱이 포함된 일상 화학제품 생산도 금지한다. 2026년부터는 분해가 불가능한 비닐봉지 및 택배 비닐 포장 사용이 금지된다. 중국 내 기업들은 재활용 및 재사용, 대체제 및 생분해에 맞춘 규제 준수에 적극 동참하고 있다. 

◇ 내열성 갖춘 생분해 PLA 제품 개발한 BGF에코바이오

국내외 기업들은 석유계 플라스틱을 대체할 생분해성 플라스틱 연구개발에 몰두하며 소재를 개발 중이다. 대표적인 생분해성 원료는 화이트 바이오 소재의 PLA다. 사탕수수, 옥수수 등과 같은 식물성 재료를 기본으로 만들어진 PLA는 퇴비화 조건인 58℃에서 180일 이내에 90% 이상 생분해된다. 분해 후에는 이산화탄소와 물의 형태로 자연으로 돌아간다. 

일각에선 생분해성 플라스틱의 퇴비화 조건에 대해서 비현실적인 게 아니냐는 목소리도 나온다. 현재 알려진 퇴비화 조건은 전세계적으로 다양한 유통 및 사용 환경, 지리적 차이 등을 반영한 공식 시험법인 ASTM D6400에 근거한 실험방법으로 도출한 것으로 일반적인 환경에서 매립되더라도 약 10년 내에 생분해 된다고 알려져 있다.

PLA의 장점은 빠른 생분해 시간 이외에 안전성에도 있다. 식물성 재료를 기반으로 하는 만큼 일반 플라스틱처럼 환경호르몬을 발생시키거나 매립 시 미세플라스틱을 남기지 않기 때문이다. 사용 환경에 따라 미세플라스틱이 발생할 수도 있지만 인체에 유입되더라도 세포호흡 과정을 통해 가수분해 되면서 결국 물과 이산화탄소로 분해돼 몸 밖으로 배출된다고 알려져 있다. 화이트 바이오 생분해 소재가 미세플라스틱 문제를 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있는 이유다. 

PLA는 생체적합성을 인정받아 의료용으로도 사용돼 왔다. FDA의 승인을 받은 1970년대부터 수술용 실, 보철 심, 알약 등에 널리 사용되고 있다. 

국내에서 해당 소재를 활발하게 연구해 제품에 적용하고 있는 BGF에코바이오는 화이트 바이오 산업, 소재 시장 확대를 위해 국내에 안정적으로 PLA를 공급하는 중이다. 

화이트 바이오 소재 중 가장 널리 알려진 PLA는 현재 전 세계적으로 공급 부족 상황에 놓여 있다고 전해진다. 따라서 BGF에코바이오의 공급망은 화이트 바이오 산업의 시장 초기 단계에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 

BGF에코바이오는 친환경 브랜드 Revert를 통해 기존 플라스틱 소재를 적극적으로 대체해나가고 있다. 특히 국내 유일의 PLA 발포 양산기술을 통해 소비자에게 친숙한 즉석식품, 컵라면, 배달용기 등 다양한 식품 포장재를 대체, 화이트바이오 산업 활성화에 앞장서고 있다.

BGF에코바이오 관계자는 “발포된 PLA는 기존 플라스틱과 다른 감성을 제공한다”며 “Revert는 발포 PLA를 통해 다양한 음식의 시각적인 맛을 살릴 수 있는 디자인과 부가가치가 높은 기능성 포장재를 지속적으로 선보이며 획일화된 기존 포장재와의 차별화를 완성시켜 나가고 있다”고 설명했다. 

한편 BGF에코바이오는 생분해 플라스틱의 적용 분야를 확대하고자 장기간 물성 개선연구를 통해 내열성을 보유한 용기 개발에 성공, 상업화를 진행 중에 있다. 해당 용기는 기능성 첨가제를 활용해 고분자 물성을 개선한 것으로 사용온도를 100℃ 수준까지 끌어올린 것이 특징이다. 현재 해당 기술은 특허출원한 상태로 기술수출을 검토하고 있다. 

내열성을 보유한 용기 개발로 그동안 생분해 플라스틱 제품이 가진 한계점도 극복 가능할 것으로 점쳐진다. 기존 생분해 플라스틱 제품은 환경문제 해결에는 일조가 가능했지만 물성 부분에서는 범용 플라스틱 대비 견고하지 못하다는 한계점을 지니고 있어 주로 간단한 포장재로만 사용돼 왔다. 

BGF에코바이오 관계자는 “화이트 바이오 산업에 포함되는 다양한 원료 소재에 대해 사업 확장 여부를 검토 중에 있다”며 “발포 PLA에 대해선 내열성 외에 기타 물성들에 대한 연구개발을 진행해 적용 범위를 지속적으로 확대하는 것이 목표”라고 밝혔다. 아울러 “내열, 항균, 항바이러스 등 용도에 맞는 제품을 확대해 포트폴리오 다변화 및 플라스틱 폐기물 문제 해결에 기여할 수 있길 기대한다”고 전했다.

key@greenpost.kr