화장품

화장품 용기, PLA·PHA 등 생분해 바이오 플라스틱 생태계 구축

[탄소중립, 화장품 패키지 대응] ⑤ 생분해 바이오 플라스틱 1년 내 빠르게 분해...중국·유럽은 ‘플라스틱 제로’ 위한 친환경 대체재 개발 활성화

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저탄소·친환경 정책에 따라 화장품용기는 ①PCR 100% 활용 또는 ②생분해수지를 이용한 대체재 개발이 한창이다. 

먼저 폐플라스틱 발생량은 가파르게 증가하는 추세. 환경부에 따르면 택배 및 음식배달은 전년 대비 19.8%와 75.1% 증가했으며 이로 인해 ‘20년 국내의 폐플라스틱은 전년 대비 14.6% 증가했다. 코로나19 장기화로 포장재 등 일회용품으로 사용되는 HDPE와 마스크 필터로 사용되는 PP의 경우 ’20년 수요(수출+내수)는 전년 대비 각각 18.4%와 3.6% 증가했다. 



이렇게 나온 폐플라스틱의 재활용 방법으로는 ①열적 재활용(thermal recycling) ②물질 재활용(material recycling) ③화학적 재활용(chemical recycling) 등이 있다. 이중 화학적 재활용을 통한 PCR 100%가 활발하다. 

실제 자동차 회사인 볼보는 ‘25년 신차에 재활용 플라스틱 25%를 사용할 계획이다. 파타고니아(의류회사)는 ’25년까지 100% 재활용 소재를 사용하고, 아디다스도 ‘24년 플라스틱 사용제품의 100% 재활용 PE를 사용한다고 발표했다. 

국내에서는 물질 재활용 상용화를 구축한 상태이나 물성 한계와 적용 대상 품종 한계가 문제다. 대신 화학적 재활용이 갖는 선순환 구조의 장점을 살리는 방향으로 연구개발과 파트너십 체결을 통해 상용화가 진행 중이다. 



한편 생분해가 가능하고 가격경쟁력 확보를 위해 대체재 개발을 위한 기업의 R&D 투자도 활발하다. 바이오 플라스틱 시장규모는 ’20년 약 211만톤이며 ‘25년까지 연평균 6.4% 증가, 287만톤 규모로 성장이 예상된다. (European Bioplastic, 2019)

바이오 플라스틱은 기존 플라스틱과 동일하거나 유사한 특성을 가진 소재로 탄소 배출 저감, 유기 재활용, 폐기물 관리 등의 이점이 있다. 종류에 따라 옥수수·사탕수수·미생물·석유화학 등 원재료가 다르며 그에 따라 폐기물 문제, 비싼 가격, 탄소배출 저감량 미미 등의 단점이 있다. 주요 수요처는 포장재, 소비재, 농업/원예, 코팅/접착제 등으로 다양하다. 

바이오 플라스틱은 ▲난분해성 플라스틱 ▲생분해성 플라스틱으로 나뉘지만, 생분해 플라스틱이 더 큰 시장규모와 높은 성장세가 예상된다. 난분해 플라스틱은 바이오 기반 플라스틱으로 불리며 Bio-PA, Bio-PTT, Bio-PET, Bio-PP 등이 있다. 

생분해 플라스틱은 1년이 채 되지 않은 짧은 기간 내 분해되며 화석연료 계열인 PBS, PBAT와 바이어매스 계열인 Starch blends, PLA, PHA 등이 있다.

PLA는 PLA(Poly lactic acid)는 옥수수·사탕수수·감자 등에서 얻어지는 전분이나 당분으로 만든 생분해 플라스틱의 한 종류로, 다른 생분해 플라스틱에 비해 투명하고 강도가 가장 높으며, 가장 먼저 상업화에 성공했다. 다만 낮은 열 변형 온도, 저온에서의 부서짐이 단점이다. 

PBS(Poly butylene succinate)는 나프타와 같은 화석연료를 사용할 수 있어, 원재료 가격 측면에서 바이오매스 대비 저렴한 장점이 있는 생분해가 가능한 플라스틱이다. 

PHA(Poly hydroxy alkanoate)는 미생물이 식품유래 성분을 먹고 세포 안에 쌓아 놓는 고분자 물질로, 미생물 기반의 생분해 플라스틱으로 생분해성이 뛰어난 장점이다. 다만 초고온 증기를 사용한 고온살균 및 압력 하에 사용해야 하는 공정, 미생물의 느린 성장, 불연속생산공정 및 복잡한 다운스트림공정으로 높은 생산 비용이 단점이다. 



우리나라의 바이오 플라스틱 비중은 0.5% 수준. 바이오 플라스틱 생태계는 자체적으로 바이오 원료·소재를 생산 및 가공하여 제품을 생산하는 대기업과 생분해성 원료를 수입한 뒤 가공하여 최종재를 생산하는 중소·중견기업으로 구성된다. 

SK그룹, CJ제일제당, 롯데케미칼 등 대기업 중심으로 바이오 기반 원료와 플라스틱 개발을 적극 추진 중이다. LG화학은 ’20년 9월 옥수수 성분의 포도당과 페글리세롤을 활용한 100% 생분해성 신소재개발(친환경 포장재)에 성공, ‘22년부터 시제품 및 생산검증은 물론 ’25년 본격 양산할 예정이다. 

화장품업계에서는 몇몇 업체가 재활용이 용이한 구조의 용기 개발이나 100% 재생 가능한 원료로 만들어진 화장품 포장재 개발에 주력하고 있다. 다만 재생원료 사용은 환경문제는 물론 산업경쟁력까지 좌우할 가능성이 커 해외에서는 생분해 바이오 플라스틱 개발을 통한 순환경제 달성으로 정책 방향이 모아지고 있다. 

PLA용기를 생산하는 성진산업사 김신겸 대표는 “탄소 발생량 저감이 강조되다 보니 PCR100% 용기에 문의도 많다. 하지만 가격문제뿐 아니라 폐플라스틱 재활용기술 난이도 등으로 해외에서는 생분해성 플라스틱 시장으로 빠르게 바뀌고 있다”라며 “중국과 유럽에서는 생분해성 플라스틱 정책을 펴고 있어 PLA용기가 K-뷰티의 새로운 시장 진입 기회를 제공할 수 있을 것으로 기대된다”라며 현황을 전했다. 

화장품용기의 경우 ‘재활용 어려움’이라는 등급제에서 벗어나고 가치소비에 따른 소비자 선호를 반영하는 생분해 대체재 개발이야말로 향후 신성장 기회로 작용할 수 있다는 분석이다. 정부도 ‘20년 12월 ‘화이트 바이오산업 활성화 전략’을 통해 바이오 산업경쟁력 활성화를 추진하고 있다. (계속)

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