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완전 분해까지는 갈 길이 멀 뿐 아니라 일반 플라스틱에 비해 가격이 비싸고 내구성도 높지 않다. 생분해 플라스틱의 주원료인 옥수수와 사탕수수를 대량 재배하는 과정에서 화학비료와 살충제가 사용돼 환경오염이 오히려 심화된다는 연구 결과도 있다.
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주제에 대한 기사 평가 생분해 성 플라스틱 단점
- Author: LG Chem
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- Date Published: 2021. 4. 18.
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생분해 플라스틱은 생태계 구원자가 될 수 있을까
한 사람이 1년간 사용하는 플라스틱 양은 얼마나 될까. 유럽 플라스틱·고무 생산자 협회인 유로맵(EUROMAP)이 2017년 발표한 자료에 따르면 2015년 기준 한국인 1인당 플라스틱 사용량은 132.7㎏으로, 세계 3번째 수준이다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태가 벌어진 지난해와 올해는 포장용기 대량 소비 등으로 플라스틱 사용량이 크게 늘었을 것으로 보인다.
문제는 폐기다. 재활용되는 폐플라스틱은 30~40% 정도에 그친다. 나머지는 매립되거나 소각되고 일부는 바다에 그냥 버려지기도 한다. 특히 바다에 폐기되는 플라스틱은 해양생물의 생명을 위협하는 존재다. 플라스틱이 땅에서 썩는 기간은 대략 500년 정도고 태우면 독성물질이 나온다. 인류가 코로나19를 이겨낼수록 폐플라스틱 처리 고민은 점점 더 쌓여가는 셈이다.
대안은 썩어 없어지는 생분해 플라스틱
물론 속수무책인 것은 아니다. 대표적인 해법이 ‘생분해(성) 플라스틱’이다. 말 그대로 자연에 존재하는 미생물에 의해 물과 이산화탄소 또는 메탄으로 완전히 분해되는 플라스틱이라는 뜻이다. 물론 현재 기술로는 100% 분해가 어렵지만 기술 발전은 하루가 다르게 이뤄지고 있다.
업계 수요도 점차 커지고 있다. 시장조사업체 등에 따르면 생분해 소재 시장 규모는 2019년 4조2,000억 원에서 오는 2025년 9조7,000억 원으로 성장할 것으로 전망된다. 특히 전 세계 플라스틱 생산량의 20%를 차지하는 중국이 지난해 말부터 일반 일회용 플라스틱 사용을 단계적으로 제한하기로 결정해 생분해 플라스틱 시장은 더욱더 커질 것으로 예상된다.
벌써부터 플라스틱 시장은 재편을 시작했다. 코카콜라는 2030년까지 전체 페트병의 50%를 친환경 원료로 만들겠다고 발표했다. 나이키도 친환경 재생 소재로 만든 운동화를 최근 출시했다. 나아가 유럽연합(EU)은 올해 1월 1일부터 재활용이 불가능한 플라스틱 폐기물에 1㎏당 0.8유로(약 1,080원)의 세금을 부과하기로 결정했다. 독일은 내년부터 얇은 플라스틱 봉투 사용을 금지할 예정이다.
네 단계 거쳐 산소와 물 등으로 분해
생분해 플라스틱은 크게 두 가지로 구분된다. 첫 번째는 바이오매스(생물체)에서 유래한 것으로, 발효과정을 통해서 산업용으로 활용이 용이한 고분자 단량체(천연고분자화합물을 구성하는 기본 단위의 화합물)를 중합해서 만들어낸다. PLA(Polylactic Acid)를 비롯해 PHA(Polyhydroxyalkanoate) 등이 여기에 해당한다. 다른 하나는 석유화학 유래물질을 이용해 생산하는 것으로 PBAT(Polybutylene Adipate Terephthalate) 등이 있다.
생분해 플라스틱은 통상 네 단계로 분해된다. 우선 빛이나 열에 노출되고 플라스틱 표면에 미생물이 침투하면서 플라스틱이 잘게 부숴지는 ‘열화’가 이뤄진다. 이후 미생물이 효소를 분비하며 플라스틱 결합사슬을 끊는 ‘생물 절단’이 진행되며, 고분자에서 저분자가 된 플라스틱을 미생물이 흡수해 소화시키는 ‘동화작용’이 발생한다. 마지막으로 미생물이 산소, 이산화탄소, 질소, 물 등을 배출하는 ‘광화작용’으로 분해가 완료된다.
대표적인 생분해 플라스틱은 PLA다. 옥수수와 사탕수수 등에서 나오는 전분을 발효시켜 젖산을 만들고, 이를 중합(결합)해서 제조한다. 퇴비 조건에서 약 6개월 안에 생분해가 가능하고 유해성분도 나오지 않는 장점이 있다. 국내에서는 스타벅스의 바나나와 베이커리 제품의 포장재 등에 사용되고 있다. 전 세계적으로도 가장 많이 개발되고 있는 소재다.
생분해의 한계를 뛰어넘어라!
아직은 한계도 있다. PLA가 생분해되기 위해서는 퇴비화가 필수적인데, 국내에는 전문 퇴비시설이 들어서지 않은 상황이다. 이런 탓에 현재 PLA는 일반쓰레기로 분류돼 종량제 봉투에 담겨 매립된다. PLA가 제대로 분해되지 않아서 미세플라스틱을 양산한다는 부작용이 생긴다. 잘 깨지는 것도 단점이다.
최근 PLA 진화의 초점도 여기에 맞춰져 있다. 2008년 세계 최초로 PLA 필름 포장재를 개발해 상용화한 SKC는 수분차단성과 유연성, 열접착성 등을 높이기 위한 연구·개발을 진행 중이다. 2019년에는 글로벌 플라스틱쓰레기제거연합(AEPW)에 가입해 플라스틱 폐기물 재활용 및 자원화 프로젝트도 추진하고 있다. SKC는 채소 및 마스크 포장재, 종이쇼핑백 등으로 PLA 필름의 외연을 확대 중이다.
SKC는 석유화학 유래물질인 PBAT도 생산한다. PLA와 마찬가지로 퇴비 조건에서 6개월 내에 생분해가 된다. 기존 PBAT는 잘 찢어지거나 쉽게 늘어난다는 단점이 있는데, SKC는 이러한 점을 극복할 수 있는 고강도 PBAT 기술을 한국화학연구원으로부터 이전받아 대량생산 기술을 준비하고 있다.
PHA도 최근 각광받는 생분해 플라스틱이다. 식재료를 먹는 미생물 집합체(균주)를 발효시켜 얻는다. PHA는 미생물이 있는 환경이라면 어디서든 분해될 수 있다는 게 장점이다. 바닷속에서도 짧게는 반 년, 길게는 수 년 정도면 완전히 분해가 된다. 현재 빨대와 컵, 비닐봉투 등에 사용되고 있다.
CJ제일제당은 독보적 수준의 PHA 기술력을 자랑하고 있다. 전 세계에서 PHA 대량 생산이 가능한 기업은 CJ제일제당과 미국의 대니머 사이언티픽, 일본의 카네카 세 곳뿐이다. 특히 CJ제일제당은 지난달 세계 최초로 식품 포장재에도 PHA를 도입했다. CJ제일제당은 올해 인도네시아에 5,000톤 규모의 PHA 전용 생산 시설을 구축하고 일부 제품 포장재를 PHA 소재로 교체할 계획이다.
플라스틱 안 쓰는 미래는 과연 올까
신소재도 속속 나오고 있다. LG화학은 지난해 10월 합성수지와 동등한 기계적 물성 구현이 가능한 생분해성 신소재 개발에 성공했다. 포도당과 폐글리세롤을 활용한 바이오 함량 100% 소재로, 플라스틱 소재나 첨가제를 섞지 않아도 합성수지 수준의 유연성과 투명성을 확보할 수 있다는 게 LG화학의 설명이다. 특히 핵심 요소인 유연성은 기존 생분해 제품 대비 최대 20배 이상 개선됐다. LG화학은 2025년 신소재 양산을 목표로 잡았다.
기술 개발이 빠른 속도로 진행 중이지만 여전히 생분해 플라스틱에는 넘어야 할 산이 많다. 완전 분해까지는 갈 길이 멀 뿐 아니라 일반 플라스틱에 비해 가격이 비싸고 내구성도 높지 않다. 생분해 플라스틱의 주원료인 옥수수와 사탕수수를 대량 재배하는 과정에서 화학비료와 살충제가 사용돼 환경오염이 오히려 심화된다는 연구 결과도 있다. 그래도 생분해 플라스틱이 지금은 최선의 대안이라는 데 대부분 동의한다. 미래에 어떤 게 나올지 몰라도 현재의 기술력으로는 말이다.
강진구 기자 [email protected]
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‘친환경 대안’ ‘또다른 쓰레기’ 어디에 가까울까…생분해 플라스틱의 진실
서울에 사는 직장인 김모(35)씨는 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 일회용품 사용이 급증했다는 기사를 접한 뒤 친환경 제품에 관심을 갖게 됐다. 올 들어 ‘생분해’나 ‘친환경’ 문구가 적힌 제품을 골라 쓰는 게 습관이 됐다. 비닐 봉투가 필요할 때도 검은색 일반 봉투 대신 생분해 제품을 들고 다니며 쓴다. 그는 “주변 친구들과 말해보면 친환경 플라스틱 제품을 일부러 쓴다는 경우가 예전보다 늘어난 거 같다”고 말했다.
이른바 친환경이 소비 트렌드로 떠오르면서 일반 플라스틱 대신 바이오 플라스틱을 찾는 이들이 늘고 있다. 상점이나 카페에서도 이들을 겨냥한 ‘친환경’ 비닐봉지나 음료 컵 등을 제공하곤 한다. 녹색연합이 지난해 10~11월 시민 137명에게 물었더니 70%가 생분해 플라스틱을 이용해본 적 있다고 밝혔다. 사용 경험은 비닐 포장재-식품 용기-컵 순서였다.
다만 이러한 제품은 막 기지개를 켜는 수준이다. 2019년 한국산업기술평가관리원 보고서에 따르면 국내 바이오 플라스틱 시장은 약 4만t 규모다. 전체 플라스틱 시장의 0.5%를 차지한다. 정보가 부족하다 보니 바이오나 생분해가 정확히 뭔지 모르고 쓰는 경우도 많다.
엄밀히 말해 바이오 플라스틱은 재생 가능한 원료로 제조하는 플라스틱 전반을 말한다. 바이오매스(식물이나 유기성 폐자원 등의 원료)에서 유래한 ‘바이오 기반’과 짧은 기간 미생물로 완전히 분해되는 ‘생분해’를 포함하는 상위 개념이다. 일상에서 흔히 쓰는 ‘친환경’ 플라스틱은 생분해 제품이 많은 편이다.
생분해 플라스틱은 천연물 계통인 PHA·PLA 등과 석유 계통인 PBAT·PCL 등이 대표적이다. 특히 옥수수ㆍ사탕수수 등을 활용한 PLA 소재는 빨대와 칫솔 등 생활 제품에 흔히 쓰이는 편이다. 그러나 같은 생분해라도 탄생 과정은 완전히 다르다. 어떤 건 옥수수 같은 식물로 만들어진 반면, 석유 기반으로 제조한 것도 있다. 탄소 배출 저감, 미세 플라스틱 감축…. 이걸 썼을 때 지구의 어느 영역에 영향을 미칠지가 각각 다르다는 의미다.
하지만 일상에선 뭉뚱그려 친환경 플라스틱으로 부른다. 잘 썩는다고 생각해 폐기물 처리법도 크게 구분하지 않는다. 생분해 제품을 원칙대로 종량제 봉투에 넣어 버리면 대개는 분해 대신 소각 또는 매립된다. 반대로 일반 플라스틱처럼 분리 배출하면 다른 플라스틱 제품의 재활용을 방해한다. 바이오 플라스틱이 진정한 ‘친환경’이 되려면 분해 조건을 갖춘 시설 인프라, 올바른 분리수거 등이 전제돼야 하는 셈이다.
홍수열 자원순환사회경제연구소장은 “많은 이들이 여전히 바이오ㆍ생분해 플라스틱의 관계를 혼란스러워하고 있다. 단순히 ‘분해 되냐 안 되냐’, ‘썩냐 안 썩냐’ 같은 이분법적 함정에 빠지면 안 된다”고 말했다.
아직 갈 길은 멀다지만 국내 산업계는 생분해 플라스틱의 미래에 크게 주목하고 있다. 기존 플라스틱 제품의 환경 파괴적 측면이 뚜렷한 만큼 이를 대체할 친환경 소재가 대세가 될 거라고 본다. 기업들은 속속 생분해 플라스틱 개발에 뛰어들면서 해외 수출, 상용화에 박차를 가하고 있다.
CJ제일제당은 미생물을 활용해 최대 4년이면 분해되는 PHA 플라스틱을 시험 생산 중이다. 상대적으로 가격이 비싼 편이지만 성장 가능성이 많은 소재라고 강조한다. 빨대, 비닐 봉투, 포장재부터 시작해 자동차 내장재 등으로 사용처를 늘려간다는 구상이다. 올 연말까지 인도네시아에 PHA 전용 생산 라인을 완공한 뒤, 내년 초 본생산을 시작할 계획이다.
CJ제일제당 관계자는 “PHA를 양산할 수 있는 회사가 우리를 포함해 일본, 미국 등 세 곳에 불과하다. 석유 플라스틱보다 원가가 비싸지만, 규모의 경제가 실현되고 연구개발이 진행되면 경쟁력은 훨씬 높아질 것으로 본다”면서 “세계 각국에서 석유 플라스틱에 대한 규제가 늘고 소비자의 친환경 경각심도 올라가면서 시장 전망을 밝게 보고 있다”고 말했다.
LG화학은 옥수수 성분 등을 활용한 플라스틱 소재를 개발했다. 이를 상용화하면 투명 포장재 등 다양한 용도로 쓸 수 있을 것으로 내다봤다. 내년부터 시제품을 만들어 2025년부터는 본격 생산한다는 계획이다. SK케미칼도 고유연 생분해성 PLA 플라스틱의 상업 생산을 준비하고 있다.
기업들은 정부에서 보다 적극적으로 생분해 플라스틱 지원에 나서길 바란다. 업계 관계자는 “해외 시장 전망은 유망한데 국내에선 소비자 인식, 기업 움직임, 정책 변화 등이 전 세계 트렌드를 늦게 따라가는 느낌”이라면서 “글로벌 시장으로 나가려면 정부 부처 간 정책 공조가 잘 돼야 한다. 또한 정부가 적어도 생분해 수지 사용·폐기 가이드라인을 소비자에게 제공해야 한다고 본다”고 말했다.
반면 환경단체들은 생분해 플라스틱도 일종의 ‘그린 워싱'(친환경적이지 않은데 친환경적인 것처럼 홍보하는 행태)이라며 평가 절하한다. 환경친화적이라고 홍보하는 제품이 많지만, 실제 들여다보면 생분해 조건으로 처리 못 하는 게 대부분이라는 것이다. 예를 들어 PLA 플라스틱은 60도 안팎 온도에서 6개월 이내에 90% 이상 분해돼야 하는데, 이를 맞추기 쉽지 않으니 잘 썩지 않는다는 주장이다.
‘생분해 제품을 쓰면 일회용품 규제에서 제외된다’고 강조하는 제조사들이 플라스틱 사용을 되레 조장할 수 있다는 걱정도 한다. 옥수수 등 원료를 대량 생산하기 위한 유전자 변형 식물 증가 같은 새로운 부작용도 우려한다.
이들 단체는 환경 파괴를 막기 위해 다회용기 사용 등 근본적인 플라스틱 감축을 지향해야 한다고 강조한다. 허승은 녹색연합 녹색사회팀장은 “탄소 발생량 등을 따져 생분해 소재를 일부 쓸 수 있다. 하지만 산업적 전환이나 생활 방식의 변화 없이 생분해가 플라스틱 문제 해결 1순위가 되는 건 경계해야 한다”면서 “플라스틱 생산 자체를 줄이고 다회용기를 쓰는 게 궁극적 대안”이라고 말했다.
양측 의견이 갈리다 보니 정부의 고민도 이어진다. 내년부터는 재활용이 가능한 바이오PP 등의 분리배출 표시를 신설한다. 바이오매스 기반이지만 생분해되지 않는 플라스틱의 별도 배출을 촉진할 것으로 보인다.
하지만 생분해 플라스틱 처리는 여전히 애매하다. 투명 페트병처럼 별도 분리배출 체계를 구축하려니 비용이나 아파트 단지 내 공간 제공 등의 문제가 만만치 않고, 막상 따로 수거해도 퇴비로 만들기 쉽지 않다는 것이다. 퇴비화 시설이 따로 갖춰지지 않은데다, 생분해 수지로 만든 퇴비 등급이 농민이 원하는 수준을 맞추지 못 하는 편이다.
폐기물 직매립 금지 원칙에 따라 앞으로 일반 쓰레기 상당수를 소각하게 되는 것도 고민거리다. 자연 분해가 아닌 소각으로 직결되면 ‘순환 경제’와 거리가 멀 수밖에 없다. 정부로선 ‘화이트 바이오’ 정책 등을 통해 생분해 플라스틱 산업을 육성하는 방안도 동시에 진행하다 보니 딜레마에 빠질 수밖에 없다.
이 때문에 생분해 수지 인증 대상을 조정하거나 폐기물 배출을 좀 더 구체적으로 안내하는 수준의 대안부터 고려하고 있다. 환경표지 기준을 엄격히 적용해 어구·어망 등 수거가 쉽지 않은 제품 중심으로 ‘생분해’를 인증해줄 것으로 보인다. 2017년 101개에서 지난달 말 416개로 늘어난 생분해성 수지 인증 제품이 줄어들 수 있다는 의미다. 정부 관계자는 “생분해 수지가 적절한 용도에 쓰이도록 조정하겠다는 취지다. 올 하반기 환경표지 인증을 개정하면서 업계와의 논의, 대국민 홍보도 진행할 계획”이라고 밝혔다.
결국 새로운 플라스틱 트렌드에 맞춰 정부가 세심한 정책을 짜야 한다는 목소리가 나온다. 일반 플라스틱, 생분해 플라스틱, 바이오 플라스틱 등이 공존하는 전환기를 잘 넘겨 탈(脫) 석유 플라스틱으로 갈 수 있어야 한다는 것이다.
홍수열 소장은 “장기적으로는 석유로 만든 플라스틱을 식물로 만든 플라스틱으로 어떻게 전환할지가 중요하다. 세금 부과, 기술 개발 등 상대적으로 가격이 비싼 식물 소재 사용량이 확대될 수 있는 대책을 세워야 한다”고 말했다. 그러면서 “단기적으로 생분해 플라스틱은 어구, 농업용 비닐 등 쓰레기 투기가 잘 일어나는 영역에 우선 보급하는 반면, 재활용이 가능한 분야는 재활용되는 소재를 권장하는 쪽으로 가야 한다. 생분해 소재를 단순히 일회용 위주로 쓰는 건 지양해야 한다”고 덧붙였다.
특별취재팀
※이 기사는 한국언론진흥재단의 정부광고 수수료를 지원받아 제작되었습니다.
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차세대 플라스틱으로 기대 받던 썩는 플라스틱, 왜 외면 받고 있나
차세대 플라스틱으로 기대 받던 썩는 플라스틱, 왜 외면 받고 있나
18기 이유나
코로나 19가 1년 가까이 장기화되면서 사회적 거리두기는 우리의 일상이 되었다. 이로 인해 생각지 못했던 부작용이 나타나고 있는데, 그중 하나가 바로 급증한 일회용기 사용량으로 인해 폐플라스틱이 늘어난 것이다. 올해 상반기 플라스틱 폐기물량은 848t으로, 전년 동일 기간 발생량인 733.7t 대비 약 15.6% 증가한 수치이다. 코로나19 확산 이전에도 국내 폐플라스틱 발생량은 증가하는 추세였다. 최근 10년간 생활 폐플라스틱 발생량은 72% 이상 증가했고, 합성 수지 포장재 출고량은 무려 100% 이상 증가했다. 그러나 코로나 19 확산 이후 유가가 급락하고 재활용 시장 침체가 장기화되면서 폐기물 수거업체들도 위기에 놓인 실정이다.
[자료 1. 코로나19로 급증한 폐기물량과 국내 폐플라스틱 발생량]출처: 매일경제
전세계적인 폐플라스틱 문제를 해결하기 위해 다양한 친환경 플라스틱 연구와 개발이 진행중이다. 대표적인 것이 썩는 플라스틱으로 많이 알려져 있는 ‘생분해성 플라스틱’이다. 생분해성 바이오 플라스틱은 사탕수수, 옥수수, 나무, 볏짚 등으로 생산된 바이오 매스 기반 단량체와 석유 부산물 기반 단량체를 종합해 제조한 고분자 물질이다. 이것은 박테리아나 살아있는 유기체에 의해 분해가 가능하며, 이용된 후 이산화탄소, 질소, 물, 생물유기자원, 무기염료 등의 천연 부산물을 내놓는다. 즉, 생분해성 플라스틱이 상용화되면 생물유기자원을 이용하는 생산이 가능하고 사용 후에는 다시 생물유기자원의 원료로 이용할 수 있을 것으로 기대되었다. 이는 플라스틱이 유발하는 여러 환경문제뿐만 아니라 자원 부족 문제 역시 개선할 수 있다는 점에서 여러 전문가들과 국가들에게서 전폭적인 지지를 얻기도 했다.
대표적인 나라 중 하나로 캐나다가 있다. 캐나다 정부는 최근 일회용 플라스틱 사용 금지에 대한 계획을 공식 발표했다. 조나단 윌킨슨 캐나다 환경부 장관은 2021년 말까지 일회용 플라스틱 사용 금지 규정 도입을 위한 입법 절차를 확정할 계획이다. 이 규정이 도입되고 공식적으로 발표되는 순간부터 모든 사업체들은 종이빨대, 비닐봉지, 음료 묶음 고리, 플라스틱 식기류, 배달 음식 용기 등 일회용이거나 재활용이 어려운 플라스틱을 금지하고 이를 대체할 용품을 사용해야 한다. 코로나19 관련 방역용품과 의학용품의 플라스틱 물품은 규제 대상에 포함되지 않는다. 일회용 플라스틱 대체품을 개발하기 위해 환경부 장관은 200만 달러 지원을 약속했으며, 해당 프로젝트 주요 내용은 폐플라스틱 수집 및 재활용 전략, 해양 미세 플라스틱 검출 테스트, 식품 포장용기 대체품 개발, 산업별 플라스틱 폐기물 배출 현황 등이다.
[자료 2. 사용 금지 예정인 일회용 플라스틱 품목 및 대체품]출처: 투데이에너지
우리나라 역시 작년 4월부터 상점가에서 일회용 비닐봉지 사용을 금지했으며 2018년부터 커피 전문점과 패스트푸드 점에서 플라스틱 빨대 등의 일회용품 사용을 제한하고 있다. 예전 비 오는 날 지하철에 있던 우산 비닐도 최근에는 볼 수 없다. 이처럼 여러 나라에서 기존 플라스틱 품목에 대한 규제가 강화되고 있으며 이를 대체하는 친환경 플라스틱으로 생분해성 플라스틱이 주목받으며 빠르게 성장하고 있다. 그러나 활발한 연구와 달리 일상에서 생분해성 플라스틱을 보기는 쉽지 않다. 일회용 플라스틱 사용에 대한 규제만 강화될 뿐, 생분해성 플라스틱 사용에 대한 정책은 시행되지 않고 있는 것이다. 오랜 시간 동안 개발된 것에 비해 상용화가 더딘 이유는 무엇일까?
우리나라에서 생분해성 플라스틱이 기존 플라스틱을 대체하기엔 가격을 포함하여 여러 한계점이 있다. 가장 먼저, 현재 생분해 플라스틱은 환경부의 인증을 받기 힘들다. 생산부터 폐기까지 각 단계에서 환경품질 기준을 통과한 후에야 생분해 플라스틱 인증을 받을 수 있다. 생분해 기능에 대한 인증만 받으면 되는 다른 나라에 비해 인증 절차가 복잡하고 오래 걸리는 것이다. 이렇듯 인증 기준이 해외와 다르므로 수입하는 것도 쉽지 않다. 또한, 인증을 받았다고 해도 자연 상태에서는 쉽게 썩지 않는다는 점 역시 한계이다. 플라스틱이 의도대로 분해되기 위해서는 일정 열이 가해져야 되기 때문이다. 환경부에서는 약 58℃±2℃ 조건에서 90% 정도 분해된 제품에만 인증을 내준다. 그러므로 생분해성 플라스틱을 기존 플라스틱처럼 버리게 되면 제 기능을 할 수 없게 된다. 자연환경과 인증조건 사이 차이가 크기 때문이다. 즉, 생분해성 플라스틱을 이용하더라도 처리 과정에서 조건이 성립하지 않으면 환경오염이 크게 줄지 않을 것이다.
한편 생분해 플라스틱은 천연계 분해성 플라스틱과 석유계 분해성 플라스틱으로 분류할 수 있다. 천연계 분해성 플라스틱은 옥수수, 전분, 사탕수수 등을 활용하여 만들고 석유계 분해성 플라스틱은 석유 성분을 화학적으로 가공해 만든다. 이중 천연계 분해성 플라스틱이 분해성이 더 좋고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 그러나 오히려 천연계 분해성 플라스틱으로 인해 환경오염이 더 악화될 수 있다는 견해도 있다. 주재료가 전분인 만큼, 플라스틱을 대량 생산하기 위해서는 먼저 곡물을 생산할 넓은 농경지가 필요하다. 언뜻 보면 농경지와 환경 사이의 관련이 적어 보이지만, 대단위 농경지가 늘면 퇴비나 농약 등의 사용 증가로 주변 환경이 오염될 가능성이 크다. 또한, 분해성이 크다는 장점 뒤에는 강도가 약하다는 한계가 있다. 천연계 분해성 플라스틱은 내구성이 약해 음식을 담기에도 무리가 있다.
앞서 언급한 생분해성 플라스틱의 문제점을 보면, 생분해 플라스틱과 기존 플라스틱 제품이 공존하기 힘들다는 점을 알 수 있다. 생분해성 플라스틱의 약한 내구성으로 인해 재활용이 불가능하며 매립할 수도 없다. 특정 조건이 갖춰진 환경에서 처리해야 하기 때문에 생분해 플라스틱과 기존 플라스틱을 따로 모아 처분해야 한다. 그러나 기존 재활용도 완벽하게 이루어지고 있지 않은 시점에서 플라스틱 종류에 따라 분류를 새로 나누게 되면, 분리 배출 및 수거가 제대로 이루어질지 의문이다. 생분해 플라스틱이 재활용 공장으로 수거된다면 이를 골라내는데 추가적인 시간과 비용 문제로 오히려 플라스틱 재활용 과정에 차질이 생길 수 있다. 즉 생분해성 플라스틱이 기존 플라스틱을 완전하게 대체할 수 있는 시점에서야 생분해 플라스틱이 비로소 친환경 플라스틱으로 자리 잡을 수 있을 것이다. 이런 이유들로 현재 환경부는 일반 플라스틱 제조 과정에서 환경오염을 줄이고 재활용을 활성화하는 방안에 주력하고 있다.
이러한 여러 한계점이 있음에도 불구하고 기존 플라스틱을 대체할 제품에 대한 연구는 계속되어야 한다. 우리의 삶 깊숙이 스며든 플라스틱은 지구 온난화 뿐 아니라 인류, 여러 생물들의 생존을 위협하는 존재이기 때문이다. 국내 생분해성 플라스틱을 연구하는 기업으로 LG 화학, SKC, CJ 제일제당 등이 있는데, 친환경 플라스틱 개발 성과 발표를 통해 생분해 플라스틱이 가진 약점들을 하나씩 개선해 나가고 있음을 알리고 있다. 내구성을 높여 생분해 플라스틱의 사용 가능성을 높이는 곳도 있으며 분해 성능을 개선해 상온에서도 분해 가능한 플라스틱을 개발하는 곳도 있다. 아직은 생분해 플라스틱을 상업화 하기에 여러 한계가 있지만, 기존 플라스틱 시장이 환경에 미치는 악영향이 분명하므로 생분해 플라스틱의 한계를 개선하기 위해 이처럼 다양한 연구가 계속해서 진행되어야 할 것이다.
[자료 3. 기업별 생분해성 플라스틱]출처: 신동아
1. 이종화, “코로나로 넘쳐나는 폐플라스틱, 연료로 쓰는 `에너지화`가 대안”, 매일경제, 이종화 기자, 2020.11.16., https://www.mk.co.kr/news/business/view/2020/11/1178438/
2. “생분해성 플라스틱” 네이버 지식백과, 화학백과,
https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=5663203&cid=62802&categoryId=62802
3. 류희선, “캐나다, 일회용 플라스틱 사용금지 공식 시행 계획 발표”, 투데이에너지, 2020.11.16.,
https://www.todayenergy.kr/news/articleView.html?idxno=230900
4. 이근영, “비닐봉지의 역설…종이봉투와 생분해 플라스틱의 불편한 진실”, 한겨례, 2020.10.20.,
https://n.news.naver.com/article/028/0002516897?cds=news_my
5. 박세준, “‘썩는 플라스틱’이 외면 받는 3가지 이유”, 신동아, 2020.10.23., https://shindonga.donga.com/3/all/13/2217576/1
6. 박세준, “LG화학·CJ제일제당·SKC ‘썩는 플라스틱’ 개발 전쟁”, 신동아, 2020.11.17., https://shindonga.donga.com/3/all/13/2242979/1
다양한 장단점을 지닌 바이오 플라스틱, 세부 특징을 면밀히 살펴야
플라스틱 오염을 줄이기 위해 바이오 플라스틱 산업 성장 중
플라스틱 폐기물을 못 줄이는 바이오 플라스틱도 존재해
출처 : pixabay
[소비라이프/박민준 소비자기자] 플라스틱 오염이 심각해지고 세계 각국에서 플라스틱 쓰레기를 줄이려 하고 있다. 플라스틱 폐기물이 문제가 되는 이유는 플라스틱이 잘 썩지 않기 때문인데 이를 해결할 방안으로 바이오 플라스틱 산업이 중요해지고 있다.플라스틱 폐기물 문제는 오늘날 환경을 위협하는 요소 중 하나로 꼽히고 있다. 일상에서 많이 사용되는 일회용품 대다수는 플라스틱으로 만들어진다. 플라스틱의 일종인 나일론은 썩는 데 30년 이상의 긴 시간이 걸리며 플라스틱 가방이나, 스티로폼과 같은 플라스틱은 심지어 자연 분해되기까지 500년 이상의 시간이 소요된다. 제로 웨이스트 유럽이란 NGO에 따르면 물건을 옮길 때 사용되는 비닐봉지는 평균 사용 시간이 25분에 불과하지만 썩는 데는 100년이 넘게 소요되기도 한다. 특히, 난분해성 플라스틱은 자연 상태에서 썩지 않을 수도 있어서 플라스틱 사용량이 늘어날수록 지구는 플라스틱 폐기물로 뒤덮일 수밖에 없다.
플라스틱 폐기물이 많아지면서 기존의 플라스틱을 다른 물질로 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그중 하나가 바이오 플라스틱이다. 바이오 플라스틱이 플라스틱 폐기물을 감소시킬 방안으로 떠오르면서 세계 각국 정부와 기업은 바이오 플라스틱 산업에 대한 지원을 늘리고 있다. 한국의 산업통상자원부는 ‘제5차 혁신성장전략회의’를 통해 바이오 플라스틱의 일종인 생분해성 플라스틱 개발을 위한 지원을 확대할 것이라 밝혔다. 미국과 유럽에서도 난분해성 플라스틱 일회용품 사용에 대한 제재가 이뤄지면서 바이오 플라스틱 산업은 전도유망한 사업으로 평가받고 있지만, 종류에 따라 세부 특징이 다르기 때문에 주의가 필요해 보인다.
플라스틱 오염의 돌파구인 바이오 플라스틱의 종류는 크게 세 가지로 나뉜다. 생분해성 플라스틱은 바이오 플라스틱의 일종으로 바이오매스 함량이 50%를 상회하는 플라스틱으로 플라스틱과 유사한 성능을 발휘할 수 있다. 사용 후에는, 자연 상태에서 미생물에 의해 완전히 분해될 수 있다는 점을 특징으로 가진다. 최근 환경에 관심을 두기 시작한 중국에서도 포장재를 중심으로 생분해성 플라스틱을 도입하고 있다. 그러나 생분해성 플라스틱을 활용하기엔 분해 기간이 3~6개월로 매우 짧고 탄성이 약하며 가격이 비싸 시기상조란 의견이 제시되고 있다.
바이오 플라스틱의 종류 중 하나로 평가받는 산화 생분해 플라스틱 역시, 자연에서 완전히 분해된다는 특징을 가지고 있으며 성능 역시 생분해성 플라스틱보다 우수하다. 난분해성 플라스틱과 바이오매스를 결합해 만들기 때문에 분해 기간도 생분해성 플라스틱보다 오래 소요된다는 장점이 있다. 그러나, 분해 과정에서 완전히 분해되는 게 아니라 미세 플라스틱으로 나누어진다는 단점이 있어 눈에 보이는 환경 오염은 줄일지 몰라도 시각을 벗어난 영역에선 환경 오염을 줄이기 어렵다는 지적을 받고 있다.
바이오 베이스 플라스틱도 바이오 플라스틱에 해당한다. 이 플라스틱은 분해가 매우 느리거나 자연조건에서 분해되지 않지만, 생산 과정에서 이산화탄소를 적게 배출하기 때문에 바이오 플라스틱으로 분류되고 있다. 바이오 베이스 플라스틱으론 플라스틱 폐기물을 감소시키는 데 한계가 있을 것으로 보인다.
다양한 바이오 플라스틱이 존재하고 각국의 기업들은 친환경 이미지를 내세우면서 플라스틱 사용을 줄이거나 바이오 플라스틱을 기존 난분해성 플라스틱의 대체재로 활용하고 있다. 바이오 플라스틱 업계는 환경 보호에 대한 암묵적 동의 아래 많은 지원금을 받고 대중의 관심 속에서 성장하고 있다. 그러나 바이오 플라스틱 중에서도 실질적으로 플라스틱 폐기물 감소에는 큰 영향을 줄 수 없는 플라스틱이 존재하며 아직까지 상용화가 이뤄지기엔 많은 개발과 연구를 거쳐야 하는 플라스틱도 존재한다. 환경 오염을 줄이기 위해선 바이오 플라스틱 중 자연 상태에서 완전히 분해되는 플라스틱 위주로 투자가 이뤄져야 할 것으로 보인다.
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[포스트플라스틱④] 바이오 플라스틱은 플라스틱의 대안이 될 수 있을까?
기후위기와 관련해 인류는 여러 가지 문제들을 풀기 위해 노력하고 있다. 그중에서도 단연 우리 목전까지 위협당하고 있다고 느끼는 문제 중 하나가 플라스틱 쓰레기를 어떻게 해결해야 하냐는 것이다. 기적의 소재로 불리던 플라스틱은 왜 이렇게 미움을 사게 됐을까? 라이프인은 ‘쓰레기 박사’ 홍수열 자원순환사회경제연구소장의 연재 기고를 통해 플라스틱 문제를 바라보는 시간을 갖는다. [편집자 주]
▲홍수열 소장(자원순환사회경제연구소)
플라스틱 문제가 커지는 만큼 바이오 플라스틱에 대한 관심도 높아지고 있고, 관심이 높아지는 만큼 논란도 커지고 있다. 플라스틱 문제를 덮기 위한 기업들의 그린워싱(Green Washing) 수단으로 바이오 플라스틱이 악용되는 것이 아니냐는 문제제기도 있다. 바이오 플라스틱은 플라스틱의 미래일까 아니면 추악한 그린워싱의 도구에 불과한 것일까?
바이오 플라스틱은 생분해성 플라스틱(Biodegradable plastic)과 식물플라스틱(Biomass plastic)을 말한다. 생분해성 플라스틱은 미생물에 의한 분해가 빨리 진행되도록 만든 플라스틱을 말하고, 식물플라스틱은 화석원료가 아닌 식물을 원료로 만든 플라스틱을 말한다.
생분해성 플라스틱을 이해하려면 먼저 분해라는 개념을 이해해야 한다. 플라스틱의 분해라는 것은 플라스틱이 쪼개지는 것을 의미하는 것이 아니다. 플라스틱이 미생물의 작용에 의해 물과 이산화탄소 혹은 물과 메탄으로 분해되는 것을 말한다. 식물의 광합성 작용을 통해 물과 이산화탄소가 식물조직으로 변환되고, 식물을 먹고 동물의 살이 된다. 식물의 광합성 작용에 기반 하여 만들어진 동식물의 조직을 유기물질이라고 한다. 유기물질은 생명활동을 중지하고 쓰레기로 버려지면 생태계에서 미생물 작용에 의해 다시 물과 이산화탄소로 분해된다. 광합성과 미생물의 분해 작용에 의해 탄소의 순환이 이뤄진다.
플라스틱의 기원도 유기물질이기 때문에 미생물에 의해 분해가 된다. 플라스틱이 생태계에 버려졌을 때 물과 이산화탄소로 완전하게 분해가 되어야만 생태계에 더 이상의 문제를 일으키지 않는다. 원래 왔던 곳으로 다시 돌아간 것이기 때문이다. 그런데 플라스틱은 인간이 유기물질을 원료로 다시 인간이 인위적으로 합성하는 과정을 거쳤기 때문에 천연 유기물질에 비해 분해되는데 아주 오랜 시간이 걸린다. 플라스틱 쓰레기가 제대로 처리되지 않고 생태계로 투기되었을 때, 특히 바다로 흘러들어갔을 때 완전하게 분해되기 전까지 아주 오랜 기간 동안 작은 조각으로 계속 쪼개지는 과정을 거치면서 미세플라스틱 문제를 일으킨다. 현재 우리가 사용하고 있는 플라스틱의 가장 큰 문제다.
생분해성 플라스틱은 이런 플라스틱의 문제를 해결하기 위해서 일반 플라스틱에 비해서 분해가 빨리 일어나도록 만든 플라스틱을 말한다. ‘빨리’라는 것은 절대적인 기준이 아니라 상대적인 기준이다. 얼마만큼 빨리 분해가 되어야 되는 것일까? 생분해성 플라스틱의 효용성을 둘러싼 논란은 분해시간에 대한 인식의 차이도 작용한다. 생분해성 플라스틱은 일반 플라스틱에 비해서 분해가 빨리 되느냐를 기준으로 한 것이지 원료를 기준으로 한 것이 아니다. 사람들이 생분해성 플라스틱은 모두 옥수수 등 식물로 만드는 것이라고 생각하는데 사실이 아니다. 화석연료로도 생분해성 플라스틱을 만들 수 있다. PLA라는 플라스틱은 옥수수를 원료로 만든 생분해성 플라스틱이지만 PBS나 PBAT같은 플라스틱은 화석연료를 원료로 한 생분해성 플라스틱이다.
식물플라스틱은 식물을 원료로 한 것이다. 사람들은 식물로 플라스틱을 만들면 모두 생분해성 플라스틱일 것이라고 생각하는데 이것도 역시 사실이 아니다. 식물을 원료로 하더라도 분해가 빨리 일어나지 않도록 만들면 화석연료로 만든 일반플라스틱과 마찬가지다. 바이오 PET나 바이오 PE 같은 플라스틱은 석유로 만든 PET나 PE와 다를 바가 없다. 원료만 다를 뿐 물성은 같은 플라스틱이기 때문에 같이 섞여도 재활용이 된다. 식물로 만든 분해가 잘 되지 않는 플라스틱을 바이오매스 플라스틱 중 바이오기반 플라스틱(Bio-based plastic)이라고 한다.
식물을 원료로 한 플라스틱은 세 가지 장점이 있다. 원료조달이 지속가능하고, 화석연료로 만든 플라스틱과 같은 재질일 경우 재활용이 용이하고, 재활용이 되지 않더라도 소각할 경우 온실가스 배출량을 줄일 수 있다고 본다. 식물에 포함된 탄소는 광합성을 통해 대기 중의 탄소를 흡수한 것이기 때문에 식물을 태울 때 배출되는 탄소는 원래의 자리로 되돌아가는 것이라서 대기 중 온실가스 농도를 높이는 것으로 보지 않는다. 이것을 바이오매스의 탄소중립 성질이라고 한다. 식물플라스틱도 마찬가지로 탄소중립 성격을 가지고 있기 때문에 식물플라스틱을 태워도 온실가스가 배출되지 않는다고 보는 것이다.
바이오 플라스틱과 관련된 논란은 바이오 플라스틱 종류별 특성을 감안하지 않고 기계적으로 바이오 플라스틱이면 일반 플라스틱 문제를 해결한 구세주로 단순하게 생각하는 것이다. 기업들이 마케팅을 통해 이런 경향을 조장하는 측면도 있다. 바이오 플라스틱은 만능이 아니다. 바이오 플라스틱 종류별로 장단점이 있고 기술적으로도 완전하지 않다. 일반 플라스틱과 생분해성 플라스틱, 바이오기반 플라스틱의 장단점을 고려하여 각자 장점을 발휘할 수 있는 분야에 사용될 수 있도록 해야 한다.
생분해성 플라스틱은 바다 등 생태계에 투기가 일상적으로 쉽게 일어날 수밖에 없는 용도에 우선 사용되어야 한다. 양식용 부표나 그물, 농업용 비닐 등이 여기에 해당된다. 도시에서 일상적으로 사용되는 플라스틱 제품을 생분해성 플라스틱으로 굳이 서둘러서 전환할 필요가 없다. 생분해성 플라스틱은 재활용이 되지 않기 때문에 분리배출 되면 일반 플라스틱의 재활용을 방해할 수 있고, 일반 쓰레기로 배출되면 소각되기 때문에 생분해가 된다는 것의 의미가 없다. 매립장에 매립될 때는 환경적으로 좋은 것이 아니냐는 이야기를 하는데, 매립장 내에 분해가 될 경우 메탄가스라는 강력한 온실가스가 생성되기 때문에 결코 환경적으로 바람직한 것이 아니다.
생분해성 플라스틱을 어구 등에 우선 사용한다고 하더라도 생분해 기능성은 향상되어야 한다. 현재 생분해성 플라스틱 여부를 인증하는 시험기준이 섭씨 58도 조건에서 6개월 정도 분해했을 때 분해가 되는지를 보는 것이기 때문에 자연환경 조건에 어느 정도의 기간 내에 분해가 되는지를 알 수 없다. 적어도 6개월보다는 분해기간이 더 걸릴 것이라는 것은 확실하다. 일반 플라스틱보다는 분명 분해기간이 짧은 것은 확실하겠지만 만약 분해기간이 수년이상 걸린다고 한다면 미세플라스틱 대응의 의미가 희석될 것이다.
바이오기반 플라스틱은 재활용을 할 수 없는 용도의 플라스틱에 우선 사용할 필요가 있다. 재활용할 수 없는 플라스틱은 소각할 수밖에 없는데 이러한 용도에 바이오기반 플라스틱을 사용할 경우 온실가스 배출량을 줄이는데 효과가 있을 것이다. 쉽게 재활용이 가능한 플라스틱은 화석연료로 만든 플라스틱을 사용하되, 같은 재질의 바이오기반 플라스틱으로 점진적으로 대체해 가는 것이 필요하다. 플라스틱 원료를 화석연료에서 식물 원료로 급격하게 대체할 경우 생태계 파괴의 문제가 발생한다. 식물원료 조달을 위한 유전자변형식물 문제, 농지부족의 문제도 불거질 수밖에 없다. 현재 사용하고 있는 플라스틱을 바이오 플라스틱으로 대체한다면 전 세계 농지의 11%가 필요하다. 따라서 화석연료의 사용을 점진적으로 줄여나가면서 식물 원료의 사용을 늘리되, 반복적으로 순환되는 구조를 통해 식물 원료의 신규 투입이 급격하게 증가하지 않도록 해서 생태계 파괴의 부담을 줄여야 한다.
장기적으로 봤을 때 바이오 플라스틱으로 전환되어갈 수밖에 없지만, 급격한 무질서한 전환은 오히려 환경적인 부작용을 더 크다. 죄가 나쁜 것이 아니라 죄를 짓는 사람이 나쁘다고 한다. 플라스틱이 나쁜 것이 아니라 플라스틱을 오남용하는 인간이 문제다. 바이오 플라스틱에 대한 현명한 사용확대 전략이 필요하다.
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