천덕구러기 괭생이모자반, 바이오 플라스틱으로 거듭날까

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천덕구러기 괭생이모자반, 바이오 플라스틱으로 거듭날까

[脫脫플라스틱]
친환경 플라스틱·탄소중립 전환 요구에 바이오 플라스틱 관심↑
양식장·해수욕장 등 피해 유발 괭생이모자반 원료사업화 주목

조신주 slide7@hanmail.net
등록 2022.06.13
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[지데일리] 석유 화학 산업은 산업 부문에서 철강 산업에 이어 두 번째로 온실가스를 가장 많이 배출하는 업종인다. 석유 화학 산업의 온실가스 배출량은 국가 전체 배출량의 약 8.5%, 산업 부문 배출량의 약 15.3%에 해당한다.

이 가운데 버려지는 폐플라스틱 제품은 썩지 않고 일부 플라스틱 제품에 첨가된 화학 물질은 인간의 내분비계를 교란하는 등 사회적 논란도 불러일으키고 있는 상황이다.

[크기변환]1.jpg — 폐플라스틱 제품은 썩지 않고 일부 플라스틱 제품에 첨가된 화학 물질은 인간의 내분비계를 교란하는 등 사회적 논란도 불러일으키고 있다. 플라스틱 쓰레기에 의한 환경오염을 방지하기 위한 시대적 요구가 늘어나면서 지속가능한 순환형 시스템 구축을 위해 현실성 있는 대안이 필요하다는 요구가 이어지고 있다.

최근 심각한 문제가 되고 있는 지구온난화와 플라스틱 쓰레기에 의한 환경오염을 방지하기 위한 시대적 요구가 늘어나면서 지속가능한 순환형 시스템 구축을 위해 현실성 있는 대안이 필요하다는 목소리가 커지고 있다.

이런 상황 속에서 미국과 유럽 등 주요국은 지속 가능한 경제에 대한 관심이 높아짐에 따라 종전 석유 자원 외에 자원 유래 수송용 연료와 화학 소재에 대한 수요가 늘어나고 있다. 특히 바이오 기반 화학 산업을 통해 바이오매스 유래 탄소 자원에서 수송용 연료와 화학 소재를 생산하려는 시도가 활발히 펼쳐지고 있는 모습이다.

이에 플라스틱 제품이 가진 다양한 문제를 해결할 유력 대안으로 바이오 플라스틱이 주목받고 있는데, 바이오 플라스틱은 친환경 플라스틱을 총칭하며 일정량 이상의 바이오매스를 원료로 한 ‘생물 기반 플라스틱’과 일정 조건에서 물과 이산화탄소로 분해되는 ‘생분해성 플라스틱’으로 구분한다.

일반적으로 곡물에서 추출한 원료만 가진 플라스틱의 특성을 나타내기 힘들어 석유 기반 소재에 바이오 소재를 첨가하는 방법으로 개발하고 있는 추세다.

주요국은 플라스틱 쓰레기 문제 해결과 탄소 저감 등을 위한 산업적 대안으로 바이오 플라스틱 산업에 주목하고 있는데, 우리나라 역시 범정부 차원에서 바이오 플라스틱 개발·보급 확대 정책을 추진 중에 있다.

바이오 플라스틱 가운데 생분해 플라스틱 시장은 지난 2020년 123만톤 규모에서 오는 2025년 180만톤까지 증가해 연평균 8.0%의 성장세를 보일 것으로 예상된다. 아울러 난분해 플라스틱 시장도 2020년 88만톤 규모에서 2025년 107만톤까지 성장할 전망이다.

근래 들어서는 보다 정교한 바이오고분자와 새로운 응용제품이 개발되면서 바이오 플라스틱은 수요 증가와 물론 산업 바이오 핵심요소기술의 일환으로 오는 2030년에는 380억달러 규모로 성장이 예상된다.

이에 더해 포장재나 케이터링, 가전제품, 자동차, 농업과 원예, 장난감, 직물과 기타 여러 분야에 이르기까지 응용 영역을 확대해가면서 보다 많은 시장에 적용돼 바이오 플라스틱 시장은 지속적인 발전을 할 전망이다.

이렇게 친환경 플라스틱 수요 증가와 세계적 탄소중립 전환 추세에 따라 바이오 플라스틱 산업은 지속적인 관심과 육성이 필요한 시점이다.

이런 가운데 해양수산부가 괭생이모자반 등 해조류를 활용해 석유화학 소재를 대체할 수 있는 생분해성 해양바이오 플라스틱 소재를 개발하는 사업에 돌입해 주목된다.

괭생이모자반은 해안가에 유입돼 악취 발생과 자연경관을 오염시키고 양식시설에 부착해 수산물 품질을 훼손시킨다. 여기에 모자반 제거를 위한 인력과 시간이 소요돼 어가 피해와 소득 감소로 이어지고 있는 실정이다. 사진은 괭생이모자반 수거 현장. 한국어촌어항공단 제공

괭생이모자반은 해안가에 유입돼 악취 발생과 자연경관을 오염시키고 양식시설에 부착해 수산물 품질을 훼손시킨다. 여기에 모자반 제거를 위한 인력과 시간이 소요돼 어가 피해와 소득 감소로 이어지고 있어 논란이 돼왔다.

지금까지 바이오 플라스틱은 주로 옥수수 등 곡물계 바이오매스를 원료로 이용하고 있어 식량 문제와 결부되는 것은 물론 값비싼 원료로 인한 경제성 문제 등을 이유로 전세계 바이오 플라스틱의 생산량은 전체 플라스틱 생산량의 약 2% 수준에 그치고 있는 상태다.

이에 해수부는 곡물 바이오매스에 비해 공급량이 풍부하고 기존 연구 대비 활용공정이 단순한 갈조류 기반의 친환경 플라스틱 소재를 개발하는 연구개발 사업을 올해부터 대학 연구진과 함께 진행한다.

무엇보다 해양바이오 매스를 활용해 환경오염 해결방안을 모색하는 것은 세계적인 흐름으로, 플라스틱으로 인한 해양오염과 수산자원 피해를 예방할 수 있도록 연구개발 목표를 차질 없이 달성해 나간다는 구상이다.

그동안 녹조류나 미세조류 등에 기반한 해양바이오 플라스틱 소재 개발 연구가 이뤄지긴 했으나 상품화되기까지 복잡한 공정 등의 문제로 인해 뚜렷한 성과를 나타내지는 못한 실정이었다.

이번 연구개발은 별도의 전처리 공정이 필요 없는 균주를 기반으로 해 산업적 활용도가 높은 바이오 플라스틱 소재인 이타콘산, 3-HP, 젖산을 생산하는 기술을 최초로 개발한다는 점에 의의가 있다.

아울러 용도별로 필요한 플라스틱의 물성을 갖출 수 있도록 단량체 혼합(Blending) 기술을 개발해 석유기반 플라스틱 제품에 비해 물성이 저하되는 친환경 플라스틱의 단점을 보완할 예정이다.

이번 연구는 국내에서 해마다 약 24만톤씩 발생하는 미역·다시마 부산물과 인접 국가에서 유입되어 국내 양식장과 해수욕장 등에 피해를 유발하는 괭생이모자반 등을 원료로 사용하는 방식이다. 이를 통해 경제성이 높고 환경보호 효과도 좋아 향후 사업화에 따른 산업적 파급 효과가 매우 클 전망이다.