스미토모, 가스화 거쳐 이소프렌 추출 ··· 회수‧이용 협력망 확대

일본 스미토모(Sumitomo) 3사가 합성고무 CR(Chemical Recycle) 기술 개발에서 협력한다.
스미토모리코(Sumitomo Riko), 스미토모고무(Sumitomo Rubber), 스미토모전기(Sumitomo Electric)는 미국 란자테크(LanzaTech)와 공동으로 폐고무를 가스화한 후 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 수소(H2)를 추출하고 미생물 대사를 이용해 고무 원료로 사용하는 이소프렌(Isoprene) 등 유용물을 얻는 기술을 개발할 예정이다.
3사는 CR 사업의 입구(폐기물 회수량)와 출구(재생제품 종류)를 모두 확장해 리사이클을 효율화하고 코스트 감축을 도모해 순환경제 실현에 다가가는 것을 목표로 하고 있다.
현재까지 플래스틱이나 금속은 CR 기술 개발에 진전이 있으나 고무는 생산 과정에 불가역적 화학반응인 가황공정이 있기 때문에 CR이 불가능하다는 평을 받았다.
그러나 스미토모리코는 2022년 11월 고무 폐기물 CR 기술 확립을 위해 란자테크와 공동개발 계약을 체결했고 그룹 3사 협력으로 확장함으로써 CR 정착에 도전하고 있다.
란자테크는 미생물을 활용하는 가스 발효기술을 개발해 지속가능한 항공연료(SAF), 화학제품 양산을 시작했으며 파일럿 플랜트의 스케일 업 및 대형 플랜트 가동 노하우를 갖추고 있다.
미생물에서 이소프렌을 생산하는 기술은 란자테크도 처음 개발하는 것이나 성공한다면 사용이 끝난 고무로 다시 고무를 생산할 수 있는 것이어서 의의가 큰 것으로 평가된다.
란자테크가 기술 개발 주체가 돼 스미토모리코가 기반소재개발연구소에서 추진한 요소연구 및 기초연구 노하우를 활용함으로써 프로젝트를 진행할 예정이다.
다만, 스미토모리코에서 발생하는 폐기물만으로는 리사이클 확대가 어렵고 단독으로 고무 관련 산업 전체의 순환경제 전환을 주도하는 것은 어렵다는 판단 아래 최대 용도인 타이어를 생산하는 스미토모고무와 수지, 금속 분야에서 순환경제 전환에 도전하고 있는 모회사 스미토모전기와 협력하기로 했다.
2020년대 후반 파일럿 플랜트 개발, 2030년대 초반 실용화를 목표로 하며 1단계인 가스화 공정은 일반적인 지역 폐기물 소각장에 도입되는 하루 수십-수백톤의 폐기물을 리사이클하고, 2단계 미생물 발효는 변환효율에 따라 설비규모와 생산량이 정해지기 때문에 다양한 사례를 참고할 계획이다.
실용화 단계에서는 폐기물량과 가스화 효율, 변환효율 등에 맞추어 시뮬레이션을 실시하고 이소프렌 생산량 및 가동 코스트를 추산할 방침이며 현재 3사가 원하는 폐기물량을 협의하고 있는 것으로 알려졌다.
스미토모리코는 3사 협력을 통해 폐기물량을 기존 계획보다 3배 상당 늘릴 수 있으나 산업 전체의 순환경제를 목표로 협력 범위를 더 넓혀야 한다고 판단하고 있다.
모두 가스화 처리하기 때문에 폐기물 종류에 구애받지 않고 폐차에서 나온 소재를 모두 회수한다면 리사이클 사업 자체를 확장할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
자체 생산한 소재가 아니라 소성을 확실히 알기 어려운 폐기물이 투입되면 가스화 비율 및 연소효율이 변화하는 문제가 우려되나 공정 관리로 제어하거나 가스 생성 후 후공정에서 대응하는 방안 등을 검토하고 있다.
스미토모리코는 현재 합성고무를 리사이클할 때 대부분 MR(Mechanical Recycle)로 처리하지만 2040-2050년대에는 거의 전량을 CR 처리할 방침이다.
고무 리사이클에 고전하는 관련기업이 많기 때문에 회수체제를 확장함으로써 순환경제 범위를 확대할 여지가 충분할 것으로 전망하고 있다.
고무는 불가역 반응을 수반하기 때문에 MR 처리 이후에도 기존제품보다 품질이 떨어지는 문제가 있어 CR 기술을 실용화한다면 순환경제 효과가 클 것으로 판단하고 있다.
스미토모리코는 앞으로도 MR 대응을 계속할 계획이나 장기 프로젝트로 CR 실용화에 나서고 바이오 소재 채용을 병행하며 고무산업의 순환경제 실현에 도전할 방침이다. (강)