플라스틱을 분해하라!

우리 일상생활 속에서 플라스틱은 떼려야 뗄 수 없는 관계입니다.
흔히, 일회용품, 페트병(PET) 같이 무수하게 많은 플라스틱 제품이 우리의 일상에 녹아들어 있습니다.

1970년부터 지금까지 전 세계적으로 플라스틱 생산은 매년 8.7%씩 증가해왔으며, 그 규모는 약 6000억 달러에 해당하는 규모로 성장하였습니다.

가장 큰 문제는 집집마다 배출되는 플라스틱이 천만 톤 이상이 바다로 흘러가고, 소각되고 매립되고 있습니다.
매립과 소각은 처리하기에는 편하지만 플라스틱을 태우면서 유독한 물질인 ‘다이옥신’이 나오게 됩니다.
‘다이옥신’은 약 1g으로도 어른 2만 명을 죽일 수 있다고 알려져 있습니다.
또한, 인체에서 분해되지 않고 체내에 쌓여 암을 유발하고 기형아 또는 불임의 원인이 됩니다.

다음으로 매립은 쓰레기가 썩으면서 오염물질이 흘러나와 토양과 지하수를 오염시키는 상황을 발생시킵니다. 하지만 더 큰 문제는 플라스틱이 잘 썩지 않을뿐더러 썩고 분해되는데, 450년이라는 시간이 걸린다는 것입니다.

또, 매년 바다로 흘러간 플라스틱은 약 5조개 이상입니다. 이 플라스틱들은 전 세계 바다를 순환하면서 낮은 표면인 바다로 흘러 모여 플라스틱 섬을 형성하고 해양 생태계 파괴와 먹이사슬을 교란시키고 있습니다.
2015년 발표된 사이언스지 발표에 따르면 육지에서 바다로 유입되는 플라스틱 양은 2010년 기준 매년 8000만 톤에서 1270만 톤에 이른다고 합니다.
이것은 한국 전체 어획량인 374만 3000톤에 비해 2배가 넘는 수치입니다.

결국에는 플라스틱을 먹은 물고기들을 다시 인간이 어획하면서 우리의 식탁으로 들어오게 되고 생선을 섭취함에 따라 5mm 이하의 작은 고체 플라스틱, 1mm 이하의 나노물질이 포함된 미세 플라스틱이 인간의 인체에 영향을 주게 됩니다.
미세 플라스틱은 인체의 호흡기와 소화기 상피세포에 접촉하면서 흡수되는데 조직염증, 세포증식, 괴사, 면역세포 억제 등과 같은 질병을 유발하고 폐질환, 호흡곤란, 폐기능 저하, 점막, 혈액에 영향을 미치게 됩니다.

최근 코로나19의 유행으로 전 세계 사람들이 마스크를 착용하고 있습니다.

여기서 바다로 흘러간 폐마스크는 약 15억 6000만 개에 달합니다.
무게로는 4500~6000t(톤)에 달합니다.
일회용 마스크에는 플라스틱의 일종인 폴리프로필렌(PP) 소재가 적용되는데, 이를 생각하면 일회용 마스크가 분해되기까지 450년이 남았다는 것을 알 수 있습니다.

지금의 인구가 모두 죽고 여러 번의 세대교체를 겪어야만 썩는 것입니다.
또한 최근 배달과 포장 음식 이용이 크게 증가하면서 많은 비닐봉지와 쓰레기들이 지속적으로 흘러가고 있습니다.
매년 10만 마리에 달하는 바다 포유류, 거북과 100만 마리 이상의 새와 물고기가 플라스틱의 영향으로 죽고 있습니다.

이런 문제를 해결하기 위해선 개발된 것이 바이오플라스틱(Bioplastic)입니다.
바이오플라스틱은 재생 가능한 원재료로 만들어지는 플라스틱인데, 옥수수와 사탕수수 그리고 콩 등으로 만들어져 일정 시간이 지나면 미생물에 의해 분해되어 물과 이산화탄소가 됩니다.
따라서 탄소가 감소되며 폐기물의 퇴비 활용에도 가능하며 포장, 음료수병, 자동차, 가전, 키보드, 인테리어 등 다양한 분야에 적용될 것입니다.
최근 코카콜라와 펩시는 음료수 병을 식물기반의 원료를 사용하여 얻은 단량체를 사용하여 보틀을 만들고 있습니다.

현재 다양한 석유화학 기업들이 친환경 소재로 전환하면서 시장을 바꿀려고 노력하고 있습니다.
바이오 플라스틱과 관련된 국내 기업으로는 SKC와 효성티앤씨, CJ제일제당, LG화학이 있습니다.

먼저 SKC는 폐플라스틱을 만든 열분해유로 플라스틱 원료를 만드는 목표를 세우고 있으며, 친환경으로 분해되는 PLA 필름을 2008년 세계 최초로 상용화하였습니다.

흔히, ‘생분해 PLA 필름’이라고 불리는 이 제품은 옥수수에서 추출된 바이오매스 성분으로 땅에 묻으면 약 14주 만에 유해 성분 없이 분해됩니다.
또한 기존에 구할 수 있던 종이보다 물에 대한 내성과 내구성이 튼튼하여 포장재, 의류용 또는 바나나 비닐 등 다양한 곳에 사용되고 있습니다.

하지만 PLA 필름은 원료에 대한 진입 장벽이 낮아져 뒤에서 따라오는 기업들의 추격의 만만치 않아서 새로운 활로를 모색하는 방법도 강구해야 할 것입니다.

이외에도 전기자동차(EV) 판매량 확대에 따른 수요 증가로 동박부문에서 성장성을 보일 것으로 전망됩니다.

 

LG화학은 지난 10월 100% 생분해성 ‘단일 신소재’를 세계 최초로 개발에 성공하였습니다.
다른 기업들은 플라스틱 소재나 첨가제를 합성하여 생분해성 소재를 개발한 경우는 있지만 단일 소재로 개발한 것은 LG화학이 최초입니다.
폴리프로필렌(PP) 등의 합성수지와 동등한 유연성과 투명성을 가지고 있는 것이 특징이며, 바이오 신소재는 옥수수 성분(포도당)과 바이오디젤의 부산물의 일종인 폐글리세롤을 이용하여 만들며 2025년 양산을 목표로 하고 있습니다.

보통 100% 생분해성 재료로 만든 플라스틱은 일반 플라스틱에 비해 강도가 약한 게 특징입니다.
이를 해결하기 위해 생분해성 플라스틱은 석유계 재료를 섞어 사용하는데, 석유계 재료를 섞으면 분해 성능이 떨어지게 됩니다. 하지만 LG화학은 이 같은 문제를 극복하는 모습을 보였습니다.

CJ제일제당은 ‘PHA(polyhydroxyalkanoates)’라고 불리는 생분해성 플라스틱을 만들고 있습니다.
PHA는 박테리아 또는 미생물 내부에서 자연 생산되는 물질로 천연 폴리에스터라고 할 수 있습니다.
폴리에스터는 주로 합성섬유에 쓰이지만 플라스틱의 원료로도 사용합니다.
PHA는 상온에서도 분해가 가능한 생분해성 플라스틱인데, SKC가 생산하고 있는 PLA와 비교해도 내열성과 내구성이 뒤처지지 않습니다.
CJ제일제당 관계자는 “바다 위에 PHA를 버려도 자연분해될 정도로 분해 성능이 좋다”라고 설명하며 포장 용기로도 사용이 가능하다고 밝혔습니다.

하지만 PHA는 박테리아, 미생물에서 추출되는 물질을 이용하여 양산하기 때문에 미생물을 대량 확보하지 못한다면 대량생산을 할 수 없습니다. 따라서 일반 플라스틱을 당장 대체하기는 어렵다는 문제가 있습니다.

효성티앤씨는 버려지는 페트병을 재활용하여 리사이클링 섬유를 만들었습니다.
500ml 페트병 16개를 이용하여 친환경 가방 1개를 만들 수 있는데, 친환경 섬유의 수요가 증가하고 있는 트렌드에 맞춰 섬유 쪽으로 시선을 돌리면서 성장성을 확보할 것으로 전망됩니다.

폴리우레탄 섬유의 탄성사로 만든 합성섬유인 스판덱스는 속옷과 겉옷, 요가복 등 다양하게 만들어지는데, 최근 효성티앤씨는 스판덱스로 쏠쏠한 매출을 기록하고 있습니다.
코로나의 여파로 마스크와 실내복의 수요가 증가하면서 시장 컨센서스를 상회한 것으로 보입니다.

한편, 화학업계는 친환경 플라스틱 제품 개발을 위해 정부의 지원과 지속적인 노력이 필요할 것이라 말했으며, 인류의 생존을 위해 전 인류가 동참해야 할 것이라고 설명했습니다.