
바이오 플래스틱 시장이 본격적으로 형성되고 있다.
해양 플래스틱 폐기물 문제 등이 이슈화되면서 바이오 플래스틱을 둘러싼 환경이 예상하지 못했던 수준으로 신속하게 정비되고 있다.
대표적으로 일본 정부는 2019년 5월 말 플래스틱 자원순환 전략과 해양 플래스틱 폐기물 대책 액션플랜을 확정했으며 6월 설정한 바이오전략 2019에서 9개로 정리한 중점영역 가운데 2번째로 바이오 플래스틱을 설정했다.
바이오 PE(Polyethylene)에 대한 수입관세를 잠정 철폐했고 산업계에서 해양 플래스틱 문제에 대응하기 위한 협의체 JaIME를 설립한데 이어 이노베이션 가속화를 위한 플랫폼으로 CLOMA(Clean Ocean Material Alliance)를 출범시켰다.
2018년 글로벌 생산량 200만톤 상회
바이오 플래스틱은 순환사회로 전환하기 위해 노력하는 글로벌 소비재 브랜드와 유통기업들이 관심을 표명하면서 시장이 커지고 있으며 다양한 분야에서 바이오 플래스틱 적용을 시작하고 있다.
바이오 플래스틱은 미생물로 생분해되는 생분해성 플래스틱과 바이오매스를 원료로 제조한 바이오매스 플래스틱을 모두 포함하며, 생분해성 플래스틱은 사용 후 자연계에 존재하는 미생물의 작용으로 마지막에는 물과 이산화탄소(CO2)로 분해돼 자연계에 순환하는 것이 특징이다.
PLA(Polylactic Acid), PBS(Polybutylene Succinate) 등이 대표적이며 음식물 쓰레기 봉지 등을 생분해성 플래스틱 봉지로 바꾸면 회수·비료화·가스화를 거쳐 음식물 쓰레기가 비료나 메탄(Methane)으로 재자원화되고 봉지는 생분해되기 때문에 폐기물을 획기적으로 감축할 수 있는 것으로 나타나고 있다.
또 농업용 멀칭필름을 생분해성 플래스틱으로 대체하면 작물 수확 후 멀칭필름이 토양 속에서 생분해돼 기존 PE필름을 사용했을 때와 같은 폐기물 회수작업에 비용을 투입할 필요가 없는 장점이 있다.
바이오매스 플래스틱은 재생 가능한 바이오매스 자원, 즉 생물 베이스 유기성 자원을 화학적 혹은 생물학적으로 합성한 플래스틱으로, 원료는 주로 옥수수, 사탕수수의 전분과 당질 등을 사용하고 있다. 소각할 때 바이오매스가 보유한 카본 뉴트럴 특성을 통해 대기 중 CO2 농도를 높이지 않아 투입량이 증가하고 있다.
유럽 바이오플래스틱협회에 따르면, 2018년 세계 바이오매스 플래스틱 생산량은 120만톤, 생분해성 플래스틱은 91만톤에 달한 것으로 파악되고 있다.
2022년에는 바이오매스가 124만톤, 생분해성이 111만톤, 2023년에는 바이오매스 133만톤에 생분해 129만톤으로 증가할 전망이다. 생분해성 플래스틱 생산능력 확대가 가속화돼 생분해성이 바이오매스를 역전할 것으로 예상되고 있다.
일본, 2030년 200만톤 도입이 목표
일본은 바이오 플래스틱 출하량이 2017년 3만9500톤이 불과했다. 바이오매스가 3만5000톤으로 대부분을 차지했고 생분해성은 2300톤에 불과했던 것으로 나타났다. 
일본 정부가 플래스틱 자원순환 전략을 통해 2030년까지 약 200만톤 도입을 목표로 하고 있으나 실제 출하량과 비교하면 상당히 높은 수준이어서 목표 달성이 의문시되고 있다.
다만, 일본에서도 유명 소비재 브랜드 오너와 유통기업 등이 앞장서서 바이오 플래스틱 도입에 나서고 있어 목표 달성은 어렵더라도 시장이 크게 확대될 것은 확실시되고 있다.
일본은 바이오 PE에 대한 수입관세를 철폐함으로써 가공식품을 중심으로 유통 부문에서 채용을 본격화할 것으로 예상되고 있다.
Nissin Foods는 컵누들 용기에 바이오 PE를 사용할 계획이며, 편의점 메이저인 Seven & i Holdings은 김밥 포장용기 일부를 바이오 PE로 대체하겠다고 발표했다.
세계적으로 유명한 브랜드와 소매업 메이저들이 잇따라 채용 확대를 발표함으로써 일본에서도 바이오 PE에 대한 관심이 확대되고 있다.
일본 정부가 2020년부터 모든 소매점에서 비닐봉지를 유상 공급하도록 정책을 변경한 것도 시장 확대에 탄력을 불어넣고 있다. 용기포장 리사이클법을 개정해 2020년 4월1일부터 적용을 시작한 것으로 알려졌다.
생분해성 플래스틱과 바이오매스 플래스틱이 유상공급 대상에 포함될 지 여부는 앞으로 심의할 계획이나, 만약 제외된다면 도입이 더욱 가속화될 가능성이 제기되고 있다.
해양 플래스틱 문제 해결에 수급타이트도…
사회적으로 바이오 플래스틱에 대한 관심이 확대되고 있는 가운데 해양 플래스틱 문제 해결을 위한 관점에서는 생분해성 플래스틱이 주목받고 있다.
다만, 생분해성을 평가하는 환경은 크게 고온다습, 토양환경, 수환경 등 분류가 다양해 단순히 생분해성이 높다고 모든 환경에서 뛰어난 특성을 발휘하는 것이 아니라는 점에서 주의가 요구되고 있다.
수환경에서 생식하는 미생물은 종류와 밀도가 서로 다르기 때문에 분해되기 쉬운 플래스틱 종류도 달라질 수밖에 없는 것으로 나타나고 있다.
현재까지는 가네카(Kaneka)가 개발한 지방족 폴리에스터 PHBH 외에는 수환경에서 생분해되는 플래스틱이 없는 것으로 알려졌다.
또 같은 수환경이라도 한랭 혹은 고온다습한 환경 여부에 따라 달라지기 때문에 생분해성 플래스틱이 무조건 해양 플래스틱 문제 해결에 도움이 된다고 단언할 수 없는 것으로 파악되고 있다.
그럼에도 바이오 PE와 생분해성 플래스틱 PLA 등은 생산능력이 수요 급증세를 따라잡지 못하고 있으며 이미 일부에서 수급타이트 현상이 나타나고 있는 가운데 앞으로는 타이트 상태가 더욱 본격화될 것으로 예상되고 있다.
특히, 일본이 비닐봉지 유상공급 대상에서 바이오 플래스틱을 제외한다면 수급타이트가 한층 더 극심해질 것으로 판단된다.
바이오 플래스틱은 지구환경 보호를 위해 보급이 시급하나 과거에는 가격이 높아 수요기업들의 채용이 활발히 이루어지지 못했으며 몇차례 열풍이 불었으나 시장에 정착하지는 못했다.
그러나 최근에는 각국 정부와 지방자치단체, 소비자 등 다양한 이해 관계자들이 환경문제를 심각하게 인식하고 미래에 대한 투자가 필요하다는 판단 아래 코스트를 중시하는 기존의 경영방침에서 벗어나고 있다는 점에서 보급이 본격화될 수 있다는 기대감이 확산되고 있다.
도요타, 바이오 PE·PET 이어 PA도 준비
일본에서는 도요타통상(Toyota Tsusho)이 환경관련 사업을 강화하면서 바이오 플래스틱 사업을 활성화하고 있다.
바이오 플래스틱을 취급하는 포장소재팀은 2020년 인원을 1.5배 정도 증원하는 방안을 검토하고 있으며 바이오 PE, 바이오 PET(Polyethylene Terephthalate)를 잇는 바이오 관련 소재 판매를 위해 신기술 발굴을 적극화하고 있다.
PET는 일본 및 해외기업과의 협업을 통해 리사이클 취급량을 늘릴 방침이다.
도요타통상은 2010년부터 바이오 PE를 일본에서 판매해온 환경 관련 선두주자로, 그동안 축적한 채용실적과 노하우를 활용해 환경 관련 밸류체인을 더욱 강화함으로써 수익을 확대해나갈 계획이다.
도요타통상은 2006년부터 브라질 브라스켐(Braskem)과 식물 베이스 PE 브랜드 Green Polyethylene을 공동 개발하기 시작해 2010년 상업생산을 시작했고 최근까지 일본을 중심으로 아시아, 오세아니아 지역에 공급하고 있다.
Green Polyethylene은 사탕수수 폐 당밀을 원료로 발효시켜 바이오 에탄올(Ethanol)을 제조한 다음 탈수화하고 바이오 PE로 중합함으로써 제조하고 있다.
기존의 석유 베이스 PE와 구조 및 기능이 동일하고 이산화탄소 배출량을 약 70% 감축할 수 있는 것이 특징이다.
폐플래스틱 이슈와 해양 폐플래스틱 문제 등을 계기로 환경보호 의식이 강화되고 있는 가운데 일본 수요기업에 대한 공급을 확대하고 있다.
도요타통상은 수요기업의 니즈에 대응하기 위해 최근 기초화학제품부와 그룹기업인 Toyotsu Chemiplas 생활자재본부에서 포장소재를 취급하는 팀원들을 기존 40명 이상에서 1.5배 확대하는 방안을 검토하고 있다.
특히, 바이오 PE 판매를 담당하는 전속인원을 증원할 예정이다.
도요타통상은 오랜 기간 환경 관련 분야와 이산화탄소 감축에 기여하는 소재 사업을 영위하면서 노하우를 축적해왔으며 최근 친환경 이슈를 타고 수요기업들의 관심이 확대되면서 앞으로도 사업규모를 더욱 확장할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
현재 PET 취급량은 20만-30만톤 수준이며 바이오 PET와 리사이클 PET 거래량이 최근 들어 급증세를 나타내고 있다.
바이오 PET는 2013년부터 바이오 MEG(Monoethylene Glycol) 사용제품을 일본 및 해외시장에서 판매하고 있으며 PTA(Purified Terephthalic Acid)를 바이오화한 100% 바이오 PET 역시 미국 벤처기업과 상업화를 추진하고 있다.
리사이클 PET는 취급량을 늘리기 위해 일본·해외기업 등과 협업을 가속화할 예정이다.
도요타통상은 바이오 PE, 바이오 PET의 뒤를 잇는 바이오매스(Biomass) 플래스틱 소재를 개발하기 위해 벤처 투자 등을 통한 신기술 발굴에도 주력하고 있다.
PA(Polyamide) 모노머를 바이오화한 바이오 나일론(Nylon) 연구개발(R&D)도 추진하고 있다.