플라스틱 생산량은 지난 1950년 150만 톤에서 2020년 4억 톤까지 250배 이상 급증하며 엄청난 양의 쓰레기를 생산해왔다.
대부분의 플라스틱은 미생물이 분해할 수 없는 화학구조를 가지고 있어 오랜 시간이 지나도 썩지도, 분해되지도 않아 매립되거나 소각되며 온실가스를 배출하고 있기에 생분해, 또는 친환경 플라스틱에 대한 연구는 활발히 진행되어 왔다.
친환경 플라스틱 시장은 매년 꾸준히 성장해 오는 2025년에는 2020년에 비해 3배 이상 성장할 것으로 전망된다.
특히 생분해 플라스틱이 성장을 주도할 것으로 예상된다. 그중 폴리하이드록시알카노에이트(PHA, polyhydroxyalkanoate)는 현재 1% 미만의 점유율을 보이지만 빠른 성장 가능성을 가졌다고 평가받는다.
PHA는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 비슷한 특성을 지녀 용기 포장재나 비닐, 일회용품으로 만들 수 있어 플라스틱의 대체재가 될 것으로 보인다.
PHA는 매립지의 메탄가스를 탄소원으로 이용하는데 쓰레기 매립지나 하수처리장에서 나오는 메탄가스를 미생물 탄소원으로 사용함으로써 PHA 플라스틱의 순환 구조를 구축했다.
미생물이 세포 안에 쌓아놓는 물질이나 배설물을 활용하는 소재로 지금까지 나온 생분해성 플라스틱 중에서 친환경 수준이 가장 높은 물질로 꼽힌다. 또한 PHA는 잠재적 온실가스인 메탄가스를 포획하여 재사용해 더욱 친환경적이다.
가장 대중화된 친환경 소재인 PLA(Polylactic Acid)는 대표적인 생분해성 플라스틱이다. 옥수수, 카사바, 사탕수수의 전분을 활용해 만드는 친환경 수지로 플라스틱의 가격과 큰 차이가 없고 인체친화적이며 가공도 용이하다.
PLA소재는 자연 생태계에서는 생분해가 안 되며 특정한 온도와 퇴비화 설비를 거쳐야만 분해되는데 이에 비해 PHA는 바닷속이나 땅속 등 미생물이 존재하는 곳이라면 어떤 환경에서도 생분해된다는 점에서 차이가 크다.
PHA 소재는 강도가 강해 고정된 형태의 플라스틱을 만드는 소재와 유연성이 좋아 비닐이나 필름 등을 만들 수 있는 소재 등 크게 두가지로 나뉜다.
또한 PHA는 일반적으로 바닷속을 기준으로 짧게는 반년에서 길게는 수년 정도면 분해돼 생분해성 플라스틱 가운데 친환경 수준이 가장 높다. 일반 페트병을 비롯한 1회용 플라스틱이 바닷속에서 분해되는 데 수백 년이 걸리는 것과 대비된다.
생분해성 플라스틱 수요량은 2020년 약 97만톤에서 2026년 약 200만톤에 달하며, 연평균 14%의 성장세를 보일 전망이다.
현재 PHA는 미생물 원료를 활용해 생산돼 미생물 배양, 발효 등 과정을 거쳐 제조된다. 이 떄문에 원료 수급이 어렵고 생산규모가 작아 제품값이 비싸고 가격경쟁력이 떨어진다.
미래에 PHA 제조 공정이 석유화학 기반으로 상업화되면 화학·바이오매스 등 수급이 쉬운 원료를 사용해 가격경쟁력을 확보할 뿐만 아니라, 대규모의 제품 생산이 가능해질 전망이다.
인도네시아 파수루안 바이오공장의 전용 생산라인에서 PHA 양산을 시작한 CJ제일제당은 파수루안 공장에서 전세계에서 유일하게 상용화에 성공한 비결정형 aPHA를 연간 5000톤 규모로 생산할 수 있다. 오는 2025년까지 6만5000톤까지 확대할 계획이다.
지난 2019년 한국산업기술평가관리원의 보고서에 따르면 국내 바이오 플라스틱 시장은 약 4만 톤 규모로 국내 플라스틱 시장의 0.5%를 차지하며 세계 바이오 플라스틱 시장의 1~2% 내외를 점유하고 있다.
지난해 1월 녹색연합에서 발간된 '플라스틱 이슈리포트'는 사용되고 있는 생분해 플라스틱들이 퇴비화 조건에서 처리되지 못하고 있다고 지적했다.
환경부 지침상 종량제봉투에 버려지지만 전국 종량제 봉투의 절반 이상은 소각되기 때문이다.
재활용쓰레기로 분리배출 될 경우 재활용 선별이 어렵다. 생분해 플라스틱의 사용과 처리 기준이 마련되지 않아 친환경 생분해 플라스틱이 폐기물로 버려지고 있다.
[데일리e뉴스= 오현주 기자]
