전자기파를 사용하는 새로운 리사이클 방법이 주목되고 있다.  
특히, 마이크로파는 최근 탄소중립 및 탈탄소 전환 트렌드를 타고 이전보다 더 많은 관심을 받고 있다.
일본 마이크로파케미칼(Microwave Chemical)은 원하는 물질에 에너지를 직접 전달해 가열시키는 마이크로파를 탄소중립 핵심기술로 적극 육성하고 있으며, 오사카(Osaka) 사업장에 실증동 2동을 건설하는 등 경영자원 투입을 적극화하고 유럽‧미국 등 해외 진출을 준비하고 있다. 
주요 화학기업들은 플래스틱 CR(Chemical Recycle)에 마이크로파를 활용하기 위해 마이크로파케미칼과 협력하고 있다.

마이크로파, 이산화탄소 감축 효과 “탁월”
마이크로파는 전자기파의 일종으로 대상 물질에 에너지를 직접적 혹은 선택적으로 전달해 내부부터 급속도로 가열시킬 수 있다.
화합물을 합성할 때 마이크로파를 활용하면 기존 방법처럼 용기 전체를 가열할 필요가 없어 효율이 높으며 에너지를 절감하면서 반응을 진행할 수 있어 전기화로 전환할 여지가 크기 때문에 이산화탄소(CO2) 배출량 감축에 기여할 것으로 기대된다.
마이크로파케미칼은 2007년 오사카대학이 설립한 벤처기업으로 2014년 실증을 위한 오사카 사업장을 완공하고 마이크로파를 제조업에서 활용할 수 있다는 점을 증명하기 위해 지방산 에스테르 생산을 시작했다.
동시에 화학기업들과의 공동 연구개발(R&D) 프로젝트를 다수 개시했으며 다이요케미칼(Taiyo Chemical)과는 마이크로파를 이용해 식품첨가물인 수크로스 지방산 에스테르 양산을 추진하고 있다.
미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals)은 마이크로파케미칼과 자동차 슈레더 더스트(폐차 파쇄 후 혼합물에서 금속을 제거한 상태), 열경화성 SMC(Sheet Molding Compound), 연질 PU(Polyurethane) 폼(Foam)을 CR 처리할 때 마이크로파 기술을 활용하기 위해 프로세스 확립을 진행하고 있다.
미츠비시케미칼(Mitsubishi Chemical)은 PMMA(Polymethyl Methacrylate), 아사히카세이(Asahi Kasei)는 PA(Polyamide) 66 리사이클에 마이크로파 기술 응용을 검토하고 있으며, 레조낙(Resonac)은 폐플래스틱을 원료로 에틸렌(Ethylene) 등 기초화학제품을 생산하는 CR 기술 상용화에 마이크로파 기술을 도입할 예정이다.

레조낙, 혼합 플래스틱을 모노머로 리사이클
레조낙은 마이크로파케미칼과 마이크로파를 이용해 혼합 플래스틱을 모노머로 되돌리는 CR 사업을 추진한다.
CR은 외부에서 열에너지를 가하는 것이 일반적이기 때문에 대부분 분해 과정이 유화 단계에 그치나 마이크로파는 필요한 곳에 에너지를 직접 전달할 수 있어 모노머 단계에서 분해가 가능하다.
현재는 CR 기술로 유화한 다음 별도로 분해해 모노머를 추출하는 2단계 프로세스가 필요하나 마이크로파 프로세스를 확립한다면 모노머를 직접 얻음으로써 에너지 절감이 가능할 것으로 기대되고 있다.
대다수 화학기업들이 마이크로파케미칼과 단일 플래스틱만을 대상으로 CR 사업화를 추진하고 있는 반면, 레조낙은 혼합 플래스틱을 대상으로 정했다는 점에서 주목되고 있다.
식품포장용으로 사용된 PE(Polyethylene) 및 PP(Polypropylene), PS(Polystyrene) 혼합 플래스틱은 함유된 수지별로 분해 온도가 달라 마이크로파 설정이 어렵고 폴리올레핀(Polyolefin)은 다른 수지보다 모노머로 되돌리기 어려워 기술적으로 난도가 높은 것으로 평가된다.
양사는 최근 신규 생산한 PE, PP, PS를 CR 처리하며 수율 80% 이상을 달성했고 에틸렌, 프로필렌(Propylene), 부타디엔(Butadiene), 벤젠(Benzene) 등 기초화학 원료를 얻을 수 있음을 확인했다.
앞으로는 PET(Polyethylene Terephthalate), PVC(Polyvinyl Chloride)를 추가해 전보다 더 식품포장에 가까운 형태로 CR을 실시할 예정이다. PET, PVC에서 기초화학 원료를 추출하는 것은 어렵기 때문에 수율이 80% 이하로 낮아질 가능성이 있으나 목표 달성은 가능할 것으로 판단하고 있다.

식품포장재 CR에도 마이크로파 응용
레조낙은 마이크로파케미칼과 실제 식품포장재처럼 나일론(Nylon), 알루미늄 증착 필름, 무기필러 등 다양한 소재가 함께 사용된 폐기물 상태에서도 CR이 가능할지 검증할 방침이다.
실용화를 위해 일정수준 불순물이 들어간 상태에서 플랜트 가동이 가능한지 확인해야 하기 때문으로 레조낙의 KPR(Kawasaki Plastic Recycle) 공장을 응용하기로 했다.
KPR은 식품포장, 용기 등을 원료로 수소와 이산화탄소 합성가스를 생산하는 CR 플랜트로, 2003년부터 안정적으로 가동 상태를 유지하고 있다.
그동안 알루미늄이 기화되지 않는 온도에서 가동함으로써 액체, 고형 알루미늄을 스크랩으로 추출할 수 있는 노하우를 축적했고 마이크로파케미칼의 CR 플랜트에도 적용할 예정이다.
일본 정부가 2030년까지 용기‧포장재 중 60%를 재사용(Reuse) 혹은 재활용(Recycle)하는 것을 목표로 설정하며 지방자치단체 차원의 리사이클 시스템 구축이 본격화될 것으로 예상됨에 따라 지방도시에 소형 마이크로파 CR 플랜트를 설치해 수송효율이 높은 유화 단계까지 진행한 후 대형 CR 플랜트로 옮겨 모노머로 되돌리는 방안을 구상하고 있다.
계획대로 진행된다면 원료를 전국 단위로 모으게 되기 때문에 스케일 메리트를 활용할 수 있게 될 것으로 기대하고 있으며 우선 수율 60% 이상 달성을 목표로 하고 나머지 40% 미만도 유효하게 활용하기 위해 폐플래스틱 처리능력이 우수한 KPR에 방향족계 혹은 고형탄소를 투입함으로써 수소, 이산화탄소 등을 얻는 방법을 검토하고 있다.

라이선스 사업화에 설비투자 확대…
마이크로파는 CR 이외 분야에서도 활용이 검토되고 있다.
미쓰이케미칼은 PAN(Polyacrylonitrile)계 탄소섬유 생산 시 다량의 에너지를 필요로 하는 내염화 및 탄화 공정에 마이크로파를 도입할 예정이며, 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)은 마이크로파로 메탄(Methane)을 열분해해 청록수소를 생성하는 프로젝트를 준비하고 있다.
이밖에 희소금속 정제, 인스턴트 식품 제조 시 동결건조, 펩티드‧핵산 의약품 화합물 합성에서도 마이크로파 응용이 본격화되고 있다.
마이크로파케미칼은 화학기업들과 공동 개발을 추진하며 기술, 솔루션을 제공하고 있다.
사업화 가능성 및 효과를 검증하기 위한 PoC(Proof of Concept)부터 실증, 생산설비 완공까지 모든 과정을 지원하고 상업생산에 성공하면 기술 라이선스 수수료를 받는 비즈니스 모델을 구축했으며 2022회계연도(2022년 4월-2023년 3월) 신규 계약 27건에 이어 2023회계연도 신규 계약 28건을 확보해 총 계약건수를 65건으로 늘릴 계획이다.
마이크로파케미칼은 최근 의뢰가 증가함에 따라 연구개발 및 엔지니어링 인재 채용에 나서는 한편 설비투자를 적극화하고 있다.
오사카 사업장에 비위험물을 대상으로 하는 제3실증동, 위험물 취급이 가능한 제4실증동을 건설할 예정이며 제3실증동은 약 7000억엔을 투자해 2023년 말 완공했고, 제4실증동은 2억-4억엔을 투자해 2024년 완공한다. 2개 실증동 건설을 통해 실증실험 가능면적이 2023년 말까지 약 30%, 2024년에는 약 80% 확대될 것으로 예상된다.
이밖에 해외 진출을 위해 유럽‧미국기업과 협력을 진행하는 등 수요기업 개척에 박차를 가하고 있다. (강)