
PLA(Polylactic Acid)는 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 사태 속에서도 고성장을 계속하고 있다.
PLA는 코로나19로 대부분의 화학제품 수요가 급감한 가운데 주력 용도인 포장 관련 시장에서 호조를 이어가고 있으며 유럽을 비롯해 세계 각국에서 석유화학 베이스에서 바이오 베이스로 전환하려는 움직임 또한 가속화되고 있다.
코로나19 여파에도 순환경제 실현이라는 트렌드에는 변함이 없기 때문에 생분해성을 보유한 PLA 수요가 계속 늘어남으로써 2020년에는 시장이 10%대 성장할 것으로 예상되고 있다.
식품포장용 호조에 친환경 의식도 영향
프랑스 토탈(Total)과 젖산 메이저인 네덜란드 콜비온(Corbion)이 합작 설립한 Total Corbion PLA는 최근 코로나19 영향이 확대되고 있는 가운데에서도 글로벌 PLA 시장은 거의 타격을 받지 않았고 오히려 10-20%대 성장을 계속하고 있는 것으로 파악하고 있다.
타이 PTT Global Chemical(PTTGC)과 미국 카길(Cargill)이 합작한 네이처웍스(Nature Works) 또한 2020년 1분기 판매량이 전년동기대비 증가했다고 밝혔다.
코로나19 영향으로 세계경제가 침체되며 자동차, 가전 등에 투입되는 합성수지 수요가 급감했으나 식품포장용으로 사용하는 수지는 석유화학 베이스와 바이오 베이스 모두 호조를 계속하고 있다.
외출자제와 식당 영업중단으로 가정에서의 식사량이 증가하면서 가공식품 소비량이 급증했고 음식 배달 서비스 이용도 늘어나면서 수요 증가가 이어지고 있다.
또 최근 몇년 동안 계속된 폐플래스틱 이슈에 대한 관심을 타고 석유화학 베이스 소재 대신 바이오 플래스틱으로 전환하려는 움직임이 본격화되면서 PLA 수요가 증가하고 있다.
특히, 유럽은 2020년부터 채소를 PLA 소재로 포장하는 곳이 늘어나고 있다.
2사 대결에 글로벌 수급타이트 장기화
일부에서는 글로벌 경기 악화와 국제유가 폭락 등으로 석유화학제품 가격이 약세를 나타냄으로써 바이오 플래스틱 전환이 둔화될 것이라는 우려를 제기하고 있지만, 식품‧음료 생산기업들이 지속가능성과 순환경제 실천을 중시하고 있어 PLA는 경기에 좌우되지 않고 계속 호조를 나타내고 있다.
다만, 공급은 여전히 부족 양상을 나타내고 있다.
글로벌 수요는 2019년 기준 20만톤에 달했으나 생산은 네이처웍스가 미국 네브라스카 15만톤 공장을 가동하고 있는 것 외에는 소규모에 그치고 있다. 
Total Corbion PLA는 2018년 타이에서 7만5000톤을 상업 가동했으나 2019년 가동률이 30% 수준에 머물러 세계적으로 수급타이트가 이어질 수밖에 없었던 것으로 판단된다.
PLA 수급은 당분간 타이트 상태에서 벗어나지 못할 것으로 예상된다.
Total Corbion PLA 타이공장이 2020년 가동률을 70%로 끌어올리고 2021년에는 풀가동할 예정이나 수요증가가 더 빠르게 이루어짐으로써 수급타이트를 해소하지는 못할 것으로 판단되고 있다.
또 네이처웍스가 타이에서 7만5000톤을 신규 건설하기 위해 사업타당성 조사(FS)를 추진했으나 당초 2020년 실시할 예정이었던 최종의사결정을 2021년으로 연기해 당분간 공급 확대가 어려운 것으로 파악되고 있다.
토탈콜비온, 타이 중심으로 수직계열화한다!
Total Corbion PLA는 PLA 증설을 적극 검토하고 있다.
Total Corbion PLA는 2018년 타이 라용(Rayong)에 건설한 PLA 플랜트를 신규 가동했으며 시장 성장률이 연평균 10% 이상을 유지할 것이라는 판단 아래 최근 생산능력을 확대하기 위한 검토에 착수한 것으로 알려졌다.
증설 투자를 타이 뿐만 아니라 다른 국가에서 진행할 가능성도 열어두고 있으며 연구개발(R&D)을 강화해 포장소재 외에 농업용 필름 분야 등으로도 용도를 개척함으로써 잠재적 수요 발굴을 적극화할 방침이다.
글로벌 PLA 시장은 최근 20만톤 수준으로 성장했고 연평균 10-15% 확대될 것으로 예상되고 있다.
하지만, 공급은 네이쳐웍스가 미국에서 15만톤 플랜트를 가동하고 있는 것 외에는 대부분 소규모에 그치고 있어 가파른 성장세에 대응하기 어려워지고 있다.
Total Corbion PLA는 가능한 한 빠른 시기에 생산능력을 확대함으로써 시장을 선점하는 것이 유리할 것이라는 판단 아래 최근 증설을 추진하고 있다. 라용 플랜트 증설을 포함해 새로운 지역에 진출하는 것까지 다양하게 검토하고 있으며 기존 플랜트에서 축적한 노하우를 적극 활용할 방침이다.
콜비온은 합작 이전에도 2007년 라용에서 젖산 10만톤, 2011년에는 PLA의 원료인 락티드 7만5000톤 공장을 완공한 바 있어 노하우가 충분한 것으로 파악된다.
콜비온은 2017년 Total Corbion PLA를 설립한 이후 락티드 사업을 이관했으며 PLA 사업화까지 착수함으로써 타이에서 수확한 사탕수수를 원료로 젖산, 락티드, PLA를 일관생산하게 됐다.
PLA 플랜트 완공과 함께 락티드도 신규 생산라인을 증설해 생산능력을 10만톤으로 확대했다.
폐플래스틱 문제가 이슈화되면서 대체소재로 바이오 플래스틱이 부상하고 있는 가운데 식품 등 포장소재는 바이오제품 수요가 급증하고 있어 생산제품을 주로 포장소재용으로 공급하고 있으며 농업용 필름 공세도 강화할 방침이다.
농업용 필름은 제안부터 실제 채용까지 걸리는 기간이 긴 편이지만 새로운 용도 개척을 위해 총력을 기울이고 있다.
내열성 그레이드 중심 식품포장 소재 “정조준”
Total Corbion PLA는 PLA 용도 개척도 본격화하고 있다.
Total Corbion은 기존 PLA의 단점으로 지적됐던 내열성을 갖춘 신규 그레이드를 개발함으로써 식품 용기포장 분야에서 새로운 용도를 개척하고 있다.
콜비온이 보유한 젖산 생산기술을 활용했으며, 열 변형을 가늠하는 열연화점이 섭씨 100-110도여서 전자레인지 가열용기를 제조할 수 있으며 도시락 용기나 컵 소재로도 판매하고 있다.
연포장 용도에서는 PLA를 사용해 다층필름을 단일소재(Mono Material)화하는 것도 가능해졌으며 수요기업의 니즈에 맞추어 소재를 공급할 방침이다.
PLA는 2종류의 젖산으로 구성돼 있으며 표준적인 PLA는 L-젖산 96%, D-젖산 4%로 파악되고 있다.
젖산을 나선구조로 구성해 제조하고 있으나 제조공법은 정반대이며, 기존제품은 L-젖산 사이에 D-젖산을 넣는 방식으로 생산하기 때문에 나선 연결이 불규칙적이고 결정화되는 것을 막을 수 없어 내열성이 낮고 열연화점도 55-60% 수준에 그치고 있다.
반면, 내열 그레이드인 PLLA는 D-젖산 함량을 0.5% 이하로 낮추어 중합시켰다.
젖산 분야 세계 최대 메이저인 콜비온이 L-젖산만을 생성하는 유산균을 보유하고 있어 실현할 수 있던 신제품으로, 전자레인지 가열과 열탕에도 대응이 가능한 수준으로 내열성이 높아 식품 포장용기 분야로 제안하고 있다.
PLA는 식물 베이스일 뿐만 아니라 일정조건 아래에서 생분해가 가능하기 때문에 친환경 트렌드를 중시하고 있는 소매업이나 식품 브랜드들로부터 많은 관심을 모으고 있으며 카본 뉴트럴에도 기여할 수 있다는 점에서 주목받아 그동안 딸기나 계란 포장소재, 샐러드 및 냉면 용기 분야에서 채용실적을 거두고 있다.
신제품은 내열성을 활용할 수 있는 도시락 용기 분야를 정조준할 계획이다.
이미 편의점이나 슈퍼마켓에서 도입을 검토하고 있어 조만간 채용이 이루어질 것으로 예상하고 있으며 뜨거운 음료용 컵 분야로도 제안하고 있다.
D-젖산 5-20% 혼합 저융점 그레이드도 시험생산하고 있으며 연포장용으로 제안할 예정이다.
저융점 그레이드를 사용한 필름을 실란트(Sealant) 층으로, 혹은 고융점 PLA 필름을 기재층으로 사용하면 다층필름의 단일소재화가 가능해질 것으로 기대된다.
PLA는 가스 배리어성이 부족하나 증착 등 방법을 활용하면 배리어층을 만들 수 있고 생분해성 배리어 필름과 조합하면 100% 생분해 패키지를 제조하는 것 역시 가능할 것으로 예상되고 있다.
PLA 가운데 분자량이 큰 그레이드는 압출, 적은 것은 사출, 중간 정도는 섬유로 제조하는 등 각종 성형공법에 대한 대응도 뛰어난 것으로 알려졌다.
내열 그레이드를 포함해 수요기업이 다양하게 활용할 수 있도록 함으로써 채용이 늘어나도록 총력을 기울일 방침이다.
중국, PLA 포함 복합소재 30만톤 상업화
중국 복합소재 메이저인 Sintek도 바이오매스 복합소재 시장 진출을 선언했다.
Sintek은 헤이룽장성(Heilongjiang) 하얼빈(Harbin)에서 농작물을 원료로 제조한 생분해성 수지를 활용해 복합소재 30만톤 공장을 건설할 계획이다.
2021년 12월 완공 및 상업가동을 목표로 총 26억3200만위안(약 3950억원)을 투입해 PLA를 중심으로 42개에 달하는 복합소재 생산설비를 건설함으로써 최근 식품 포장용기, 택배 포장소재 등을 중심으로 증가하고 있는 친환경 수지 수요를 충족시킬 방침이다.
헤이룽장성은 Sintek의 프로젝트를 1000억위안(약 15조원)급 수지산업 프로젝트의 핵심으로 설정하고 있으며 완공 후 판매액이 50억위안에 달하고 2000여명의 고용 창출 효과를 낼 것으로 기대하고 있다.
Sintek 프로젝트는 고정자산투자가 전체의 86%에 해당하는 22억8000만위안으로, 42개의 바이오매스 복합소재 생산라인과 6개의 시험생산 라인을 도입할 예정이다.
구체적으로 어떠한 방식으로 생산할지는 밝히지 않았으나 옥수수 등 농작물을 베이스로 얻은 생분해성 수지 PLA나 바이오매스 베이스 PA(Polyamide) 등을 컴파운드해 식품 포장용기와 택배 포장소재 등으로 공급하는 방안을 검토하고 있는 것으로 알려졌다.
중국에서 최근 배달음식산업과 택배산업이 급성장하면서 플래스틱 폐기물 문제가 부상하고 있어 기존에 석유화학 수지로 제조했던 분야를 바이오매스로 대체함으로써 친환경성을 높일 수 있다고 판단하고 있다.
Sintek은 헤이룽장성, 쓰촨성(Sichuan), 두바이 등에서 복합소재 공장을 가동하고 있으며 상하이(Shanghai)에서는 판매 및 연구개발을 위한 사업장을 운영하고 있다.
2018년에는 매출이 12억7500만달러(약 1조3500억원)로 전년대비 1.2% 줄어들었으나 순이익은 6831만달러로 16.8% 증가한 것으로 나타났다.
자동차용 컴파운드가 전체 매출의 80%를 차지하고 있는 가운데 바이오매스 소재 사업을 확대함으로써 탄탄한 수익기반을 마련하는 것을 목표로 하고 있다.