전쟁통에 주사기·수액 대란…"석유 기반 플라스틱 대체 시점 왔다"

한국생물공학회 국제심포지엄…천궈치앙 中 칭화대 교수 "천연 플라스틱 PHA, 대안 포장재"

10일 전남 여수엑스포컨벤션센터에서 열린 '한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄' 공동인터뷰에서 천궈치앙 중국 칭화대 생명과학대 교수가 질문에 답하고 있다. 여수=조가현 기자 

"미세플라스틱이 인체 건강을 위협할 수 있습니다. 이를 해소할 대안 포장재로 주목받는 PHA(미생물로 만드는 천연 플라스틱)는 석유 기반 플라스틱을 대체할 수 있는 유력한 대안입니다.”

10일 전남 여수엑스포컨벤션센터에서 열린 '한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄'에 참석한 천궈치앙 중국 칭화대 생명과학대학 교수는 석유를 이용해 만드는 플라스틱을 대체할 시점이 왔다면 이같이 말했다. 그는 30년 넘게 바이오플라스틱 연구에 매진한 권위자다.

천 교수가 주목하는 소재는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)로 미생물이 체내에서 직접 합성하는 천연 바이오플라스틱이다. 그는 미생물을 활용해 소재·화학물질·의약품 중간체를 생산하는 바이오 제조 분야를 이끌어왔다. 현재는 PHA 생산 전문 스타트업 'PHA 빌더(PHA Builder)'를 칭화대 산하에 설립해 운영 중이다.

천 교수는 "중동 전쟁으로 유가가 빠르게 오르고 있고 바이오플라스틱 생산 규모가 커질수록 단가는 낮아진다"며 "일부 석유 기반 플라스틱을 PHA로 대체할 수 있는 지금이 딱 적절한 시점"이라고 강조했다.

중국은 이미 석유화학 플라스틱을 바이오플라스틱으로 대체하는 국가 정책을 시행하고 있다. 중국 내 식물성 원료로 만드는 생분해 플라스틱 폴리락타이드(PLA) 생산량만 100만 톤에 달하는 반면 PHA는 아직 2만 톤 이하에 불과하다. 규모 면에서는 아직 PLA의 상대가 되지 않는다.

다만 천 교수는 내열성에서 차이가 있다고 설명했다. "PLA는 65도 이상이면 변형되지만 PHA는 구조에 따라 75~150도까지 안정성을 유지한다"는 것이다. 뜨거운 음식을 담는 포장재, 고온 환경에서 쓰이는 산업용 소재에는 PLA가 쓰일 수 없지만 PHA는 가능하다는 얘기다. 내열성 외에도 PHA는 분자 구조에 따라 연질·경질·강성·탄성 등 다양한 물성을 구현할 수 있어 응용 분야가 훨씬 넓다.

생산 방식에서도 차이가 뚜렷하다. PLA는 젖산을 생물학적으로 만든 뒤 150~280도의 고온에서 화학적 중합 반응을 거쳐야 한다. 반면 PHA는 상온·상압에서 미생물에 의해 완전히 생합성된다. 천 교수는 에너지 효율과 친환경성 모두에서 PHA가 앞선다고 설명했다.

천 교수팀이 개발한 PHA 생산 기술의 규모는 초기 100톤에서 현재 1000톤으로 성장했다. 그는 "향후 3~4년 내 10만 톤 규모에 도달하면 식품 포장재는 물론 의료용 소재까지 보편적으로 활용할 수 있게 될 것"이라고 전망했다.

천 교수는 한국과의 인연도 깊다. 1996년부터 이상엽 한국합성생물학발전협의회 초대 회장과 함께 프록터 앤 드갬블(P&G)의 지원을 받아 PHA 산업화 공동연구를 진행해 대량 생산에 성공한 바 있다. 이 기술은 이후 미국·일본·중국 기업들로 확산됐다.

천 교수는 CJ바이오머티리얼즈가 전 세계적으로 PHA를 개발·판매하는 주요 기업 중 하나라고 말했다. 그는 "CJ는 아미노산 분야에서도 중국에서 상당한 비중의 생산을 하고 있다"며 "중국은 큰 시장인 만큼 많은 한국 제품이 중국에서 판매될 수 있고 혁신적인 연구 성과도 중국 내에서 상업화될 수 있을 것"이라고 말했다.

천 교수는 "생명공학은 지속가능한 발전, 자원 부족, 지구 온난화, 환경 오염이라는 인류의 위기를 동시에 해결할 수 있는 사실상 유일한 선택지"라며 "바이오 제조가 이산화탄소를 줄이고 지구를 더 건강하게 만들 수 있는 산업이 될 것"이라고 말했다.

[여수=조가현 기자 gahyun@donga.com]