지난 15일 울산 ARC (Advanced Recycling Cluster) 기공식 기사를 접했습니다. 울산 ARC이 완공되고 상업생산이 본격화되는 2026년부터 매년 폐플라스틱32만 톤을 재활용할 계획으로 이 양은 국내에서 한 해 동안 소각 또는 매립되는 폐플라스틱(350만 톤)의 약 10%에 달한다고 합니다.
플라스틱은 발명된 이후, 1950년대부터 사용량이 꾸준히 증가하여 OECD가 발표한 ‘세계 플라스틱 전망’에 따르면 2019년 전 세계 플라스틱 사용량은 약 46,000만 톤에 달했습니다. 플라스틱 사용이 늘어나면서 폐기물도 늘어나 2019년에는 약 35,300만 톤의 폐기물이 발생했고, 그 중 단 6% (약 2,200만 톤) 정도만 재활용되었다고 합니다. 국내의 환경 전문가들은 우리나라의 실제 플라스틱 재활용 비율을 10% 대로 추정하고 있습니다. 이러한 폐플라스틱 대부분이 소각되거나 매립되어 환경 문제가 나날이 심각해지고 있습니다.
플라스틱 재활용 기술은 크게 물리적 재활용(Mechanical Recycling) 기술, 열적 재활용(Thermal Recycling) 기술, 화학적 재활용(Chemical Recycling) 기술 3가지로 나뉩니다.
물리적 재활용은 세척, 파쇄, 용융, 배합 등 물리적 가공 과정을 통해 플라스틱을 펠렛(알갱이) 형태로 만들어 다시 사용하는 방식입니다. 이 방법은 쉽고 안전해 현재 재활용 시장의 90% 이상을 차지하고 있습니다. 그러나 재활용이 가능한 플라스틱을 선별하고 세척하는 과정에서 많은 비용이 소요되고, 이물질이 혼합되어 강도, 탄성 등 기능이 떨어질 수 있어 활용 분야가 제한적이고 반복적으로 재활용하는 데에 한계가 있습니다.
열적 재활용은 플라스틱 폐기물을 소각하며 발생하는 열에너지를 활용하는 방법입니다. 재활용이 불가능한 폐기물을 연소시켜 에너지를 회수할 수 있지만, 소각 시 유해물질이 발생하여 재활용의 궁극적 목적에 부합하지 않습니다.
화학적 재활용은 화학공정을 통해 폐플라스틱을 분해해 플라스틱의 원료 또는 고분자 형태로 재활용하는 방법입니다. 폐플라스틱을 고열로 분해해 만든 폐플라스틱 열분해유가 대표적입니다. 폐플라스틱을 순수한 원료 상태로 되돌리기 때문에 품질이나 기능의 변화 없이 다양한 분야에서 지속적으로 사용할 수 있어 플라스틱의 선순환 구조의 핵심 재활용 방식으로 꼽히고 있습니다.
이런 이유로 화학적 재활용은 플라스틱 재활용 기술 중 현재 가장 주목받고 있습니다. 최근까지 열분해유는 법에 따라 산업용 연료로만 제한적으로 사용되었지만, 2021년 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원이 규제 샌드박스 제도 통해 열분해유를 기술 개발 및 상용화할 수 있는 환경이 조성되고 있습니다.
울산 ARC는 3대 화학적 재활용 기술인 고순도 폴리프로필렌(PP) 추출, PET 해중합, 열분해를 한 곳에 모아 플라스틱의 오염도, 성상, 색상과 상관없이 다양한 종류의 플라스틱을 재활용하게 됩니다.
고순도 PP를 추출하는 기술은 식품 포장 용기, 자동차 내장재, 가전제품 등에 광범위하게 사용되는 폴리프로필렌(PP)을 용매에 녹여서 고온/고압을 가해 기체와 액체의 중간 상태로 만들어낸 후에 폴리프로필렌 조직 사이 오염물질을 제거한 뒤 순수한 폴리프로필렌을 뽑아내 재활용하는 기술입니다. 이를 위해 SK지오센트릭은 용매를 이용하여 폐플라스틱에서 오염물질과 냄새, 색을 제거한 초고순도 재생 PP를 뽑아내는 기술을 보유한 美 퓨어사이클 테크놀로지(PureCycle Technologies)社와 업무협약(MOU)을 맺었으며, 지난 10월에는 화학적 재활용 생산공장 설립을 위한 합작법인 계약(JVA)을 체결했습니다.
해중합(Depolymerization) 기술은 유색 PET병, 폴리에스터(Polyester) 원단 등 플라스틱을 이루는 큰 분자 덩어리의 중합을 해체시켜 플라스틱의 기초 원료 물질로 되돌리는 기술입니다. 이 기술은 어떤 원료를 넣어 보다 적은 에너지로 순도 높은 결과물을 뽑아내는지가 기술의 핵심이라고 할 수 있습니다. SK지오센트릭은 2021년 6월, 폐PET병/폐섬유 재활용 혁신 기술을 보유한 캐나다 기업 루프인더스트리(Loop Industries)社에 지분 투자를 하여 아시아 지역 독점권을 확보하였다고 합니다.
마지막으로 열분해를 통해 열분해유를 생산하는 기술이 있습니다. 열분해유란 비닐 등 폐플라스틱을 무산소 상태에서 300~800℃의 고온으로 가열해 만든 원유로, 후처리 과정을 거쳐 나프타(Naphtha), 경유 등 다양한 석유화학 제품으로 재활용이 가능한 정제유를 말합니다. 열분해유는 일반적으로 보일러유/난방유 등의 원료로 사용되고 있습니다.
또한 다른 기업들도 폐플라스틱 재활용에 힘쓰고 있습니다.
에쓰오일은 폐플라스틱 열분해유를 활용한 저탄소 친환경 신에너지 사업을 본격화하여 폐플라스틱을 원료로 제조한 열분해유를 온산공장의 기존 정유화학 공정에서 휘발유, 등유, 경유, 나프타, 폴리프로필렌 등 정유 화학 제품을 생산하는 실증사업을 시행할 예정이라고 합니다. LG화학은 충남 당진시에 폐플라스틱 열분해유 생산 시설을 지어 내년까지 연간2만 톤 규모의 폐플라스틱 열분해유를 생산할 예정이라고 합니다. 또한 무라 테크놀로지(英)와 협업해 도입한 초임계 열분해 기술을 통해 열분해유 생산과정에서 불순물을 효과적으로 제거해 석유화학에 활용가능한 '원료용 열분해유' 생산도 가능해질 것이라고 합니다. 롯데케미칼은 약1000억 원을 투자해 2024년까지 울산 공장에 해중합 설비를 완비한다는 계획입니다. 또한 식품업체 풀무원과 손잡고 순환 재활용 페트를 활용한 식품 용기를 개발 중이라고 합니다. SK케미칼도 오뚜기와 손잡고 순환 재활용 소재를 100% 적용한 식품용기를 선보였다고 합니다.
재활용 기술의 발전은 재활용이 가능한 플라스틱임에도 소각하거나 매립해야 했던 문제를 해결하는데 큰 도움이 될 것이라고 생각합니다. 이러한 지구를 지키고 자원을 순환하기 위한 노력과 관심들이 모인다면 더 살기 좋은 지구로 나아갈 수 있을 것이라 생각됩니다.
참고자료
EBN뉴스 김신혜 기자, <'폐플라스틱' 친환경·수익성 모두 잡는다>, https://chem.ebn.co.kr/news/view/1584807
GS칼텍스, < 플라스틱 순환경제를 완성할 화학적 재활용(CR) 기술!>, https://gscaltexmediahub.com/future/green-transformation/plastic-recycling_cr_circular-economy/
SKinno News, <“폐플라스틱을 다시 석유로! 울산에 세계 최대 도시유전 기업 만든다” – SK지오센트릭, ‘플라스틱 리사이클 클러스터’ 조성>, https://skinnonews.com/archives/99361
머니S 이한듬 기자, <SK지오센트릭, 세계 최초 '플라스틱 재활용 클러스터' 첫 삽>, https://n.news.naver.com/article/417/0000962395?sid=101
조선일보 강다은 기자, < 첫삽 뜬 세계 최초 재활용 플라스틱 단지...“벌써 30%물량 선판매”>, https://www.chosun.com/economy/industry-company/2023/11/15/QPT4ONT7RRGMXJ54FH6PYRJNVE/
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