글로벌 화학기업들이 바이오 기술을 이용한 그린화학제품 육성에 힘을 기울이고 있다.
특히, 석유화학 업스트림에 위치하고 있는 모노머 관련대책이 증가하고 있어주목된다.
그린화학제품은 오래전부터 개발이 시작됐으나 석유화학제품 및 식용 원료가격 변동, 범용제품과의 가격경쟁 벽을 넘지 못했다.
그러나 세계적으로 환경에 대한 의식이 향상됨과 동시에 급속도로 기술혁신이 이루어짐에 따라 기존 석유화학제품에 대한 대항 가능성이 점차 높아지고 있다.
Mitsubishi Chemical(MCH)은 우레탄수지(Urethane Resin) 원료인 폴리에스터폴리올(Polyester Polyol)을 바이오제품으로 전환해 2018년 사업화할 방침이다.
우레탄수지를 섬유로 만든 폴리우레탄(Polyurethane) 탄성섬유는 신축성이 양호하고 투습방수 기능 등을 부여할수 있어 스포츠의류·신발, 자동차용 등으로 수요가 증가하고 있다.
대부분 소비자가 쉽게 접할 수 있어 환경을 중시하는 최종소비재 생산기업들이 바이오제품에 높은 관심을 보이고있다.
바이오 소재는 최근 환경, 사회, 지배 구조에 착안해 투자를 판단하는 ESG(환경·사회·지배구조) 투자가 정착되면서 크게 각광받고 있다.
국제사회는 바이오경제, 순환경제 등 환경과 관련된 개념을 잇따라 제창하고있으며 그린피스를 비롯한 국제 환경보호단체들은 화석자원을 사용하는 화학제품에 대한 우려를 표명하고 있다.
이에 따라 최종소비재 생산기업 사이에 전통적인 화학제품 사용이 브랜드 이미지를 악화시킬 수 있다는 위기감이 확산되고 있다.
그린화학제품은 기술혁신이 이루어지면서 대두되기 시작했다.
비식용 작물 등에서 추출한 당을 미생물에 흡수·분해시킨 후 대사물질을 이용해 목적물을 얻는 방식으로 생산할 수밖에 없어 대사경로가 복잡하고 생산수율이 떨어져 높은 가격을 형성할 수밖에없는 것으로 파악되고 있다.
그러나 최근에는 디지털기술, 유전자조작기술이 급속도로 발전함에 따라 미생물 합성효율을 대폭 향상시킬 수 있는 신기술이 미국을 중심으로 등장하기 시작했다.
이에 따라 MCH, Sumitomo Chemical(SCC) 등이 참여하고 있는 화학소재계 펀드 Universal Materials Incubator(UMI)는 2017년부터 미국 벤처기업에 투자하고 있다.
화학제품을 효율적으로 생성하는 효소 및 대사경로를 계산과학으로 설계하는 기술을 보유하고 있으며 상업화에 유망한 생산 프로세스를 단기간에 파악할수 있어 개발비용 및 리드타임이 경쟁기술의 10%에 불과하는 등 경쟁력이 매우 뛰어난 것으로 평가되고 있다.
UMI는 일본 벤처기업 Green Earth Institute(GEI)에도 투자하고 있다.
GEI는 증식 없이 대사를 계속하는 코리네세균 효소를 개발했다.
GEI가 개발한 효소는 증식에 에너지가 필요하지 않아 목적물 수율이 매우 높은 것이 특징이며, 특히 대상경로가긴 화학제품 제조에 적합한 것으로 평가되고 있다.
축산사료용 아미노산(Amino Acid), 화장품 원료 등에 대한 투입을 계획하고 있는 것으로 알려졌다.
Sekisui Chemical은 미국 벤처기업 LanzaTec가 개발한 미생물을 활용해 가연성 쓰레기를 그대로 가스화한 후 에탄올(Ethanol)을 제조하는 기술을 확립했다.
한번의 대사만으로 에탄올을 생성하는 세계 최초의 기술로 주목받고 있으며 제조코스트가 석유 베이스와 동등하거나 낮은 것으로 나타나고 있다.
Sekisui Chemical은 바이오 에탄올에이어 부타디엔(Butadiene), 에틸렌(Ethylene)으로 응용을 확대해 기존 석유화학제품 대체를 추진할 방침이다.
하지만, 그린화학제품은 기존 석유화학제품에 육박하는 수준으로 경쟁력이 향상되고 있으나 아직 일부분에 불과하며 생산규모도 미미한 것으로 파악되고 있다.
범용화학제품을 대체할 수 있는 수준으로 규모를 확대하기 위해서는 비식용작물, 가스 등 코스트의 대부분을 차지하는 원료의 안정조달, 다운스트림 산업체인 확보 등 다양한 과제가 산재해 있으나 점차 영향력이 확대될 것은 확실시되고 있다.