[헤럴드광장] 폐플라스틱 자원화의 新주소

코로나19 국내 첫 환자가 발생한 지 얼마 후면 만 2년이 된다. 금방 끝날 것 같았던 펜데믹이 장기화되면서 여러 가지 생활의 변화를 겪고 있다. 그중 하나가 바로 배달음식과 일회용품 사용 증가다. 일회용품 사용 증가는 플라스틱 폐기물 증가로 이어져 국내 플라스틱 폐기물 발생량은 2020년 기준 하루 7000t에 육박하고 있다.

전 세계에서 한 해 동안 배출되는 폐플라스틱은 2015년 기준 약 63억t이다. 이 중 재활용되는 비중은 약 9%에 불과하다. 국내의 경우 2017년 환경부 보고서에 따르면 폐플라스틱 재활용률은 62%에 육박하며, 나머지 38%는 소각 및 매립에 의해 처리된다. 수치상으로 비교해볼 때는 우수한(?) 재활용률을 나타내고 있지만 플라스틱 폐기물을 소각해 화력발전원으로 이용하는 ‘에너지 회수’를 재활용률에 산입해서 그렇게 보일 뿐이다. 실질적인 ‘물질 재활용률’은 약 22%에 그치고 있다.

폐플라스틱 재활용방법은 크게 두 가지로 나뉜다.

첫 번째는 ‘물리적 재활용(physical recycling)’으로, 폐플라스틱을 성형 및 가공해 새 형태의 플라스틱 제품을 만드는 방법이다. 하지만 이 방법은 플라스틱이 주로 활용되는 일상용품, 즉 컵·접시·용기 등에 활용되기 어렵다. 기존 플라스틱 제품보다 품질이 떨어져 활용에 제한이 많고 시장 규모도 상당히 작다.

두 번째는 ‘화학적 재활용(chemical recycling)’으로, 폐플라스틱을 플라스틱의 기초 원료물질로 전환하는 기술이다. 이 기술을 활용하면 제조된 원료 물질로 고품질의 플라스틱 제품을 만들 수 있고, 다양한 산업 분야의 기초 원료로도 활용할 수 있다. 또한 석유화학 공정에서 생성되는 플라스틱 원료물질도 상당 부분 대체할 수 있어 그만큼 에너지를 절감할 수 있다. 다만 물리적 재활용과 달리 화학적 재활용은 기술 난도가 높다. 복잡한 형태의 고분자인 폐플라스틱을 단분자 형태의 원료물질로 전환하기 위해서는 열분해 및 촉매반응 공정 등이 필요하기 때문이다. 한국화학연구원에서는 다양한 촉매반응 공정기술을 토대로 폐플라스틱의 화학적 전환 연구를 활발하게 진행하고 있다. 특히 무게 대비 부피가 커 재활용하기 어려운 폐스티로폼을 화학적으로 재활용하는 방법을 연구하고 있다. 촉매 및 반응 시스템 원천기술로 스티로폼의 원료물질인 스타이렌을 제조하는 기술을 개발 중이다.

일부 글로벌 해외 기업은 그동안 폐플라스틱 화학적 전환 관련연구를 활발히 진행해왔으며 현재 상업화를 추진하고 있다. 그에 반해 국내는 아직 물리적 재활용기술에 많이 의존하고 있다.

물론 최근에는 국내 연구소와 기업에서도 화학적 재활용기술이 급진적으로 발전하고 있지만 아직 해결해야 할 문제가 많다. 당장 2025년부터 현실화될 수도권 매립지 포화 문제, 포스트 코로나 시대의 플라스틱 쓰레기 문제 등을 근본적으로 해결하기 위해서는 화학적 재활용기술의 국산화가 시급하다. 이를 위해 폐플라스틱 재활용기술에 대한 국민적 관심과 산·학·연·관의 지속적인 투자, 적극적인 연구·개발 노력이 필요하다. 2022년 검은 호랑이해에는 포효하는 호랑이처럼 코로나 종식과 더불어 폐플라스틱 재활용의 신(新)주소로서 화학적 재활용기술의 국산화가 하루빨리 이뤄지기를 바란다.

윤광남 한국화학연구원 박사

nbgkoo@heraldcorp.com