인간의 삶에 편리함을 제공한 플라스틱! 발명된 이후, 우리는 많은 양의 플라스틱을 쓰고 버려왔습니다. 1950년대부터 사용량이 꾸준히 증가하여 OECD가 발표한 ‘세계 플라스틱 전망’에 따르면 2019년 전세계 플라스틱 사용량은 약 46,000만 톤에 달합니다. 플라스틱의 사용이 늘어나면서 폐기물도 늘어났는데요. 2019년에는 약 35,300만 톤의 폐기물이 발생했고, 그 중 단 6%(약 2,200만 톤) 정도만 재활용되었습니다.
국내 상황도 마찬가지입니다. 환경부는 ‘2020년 플라스틱 폐기물 처리 현황’에서 국내에 발생한 플라스틱 폐기물 약 1,098만 톤 중 70%가 재활용되었다고 발표했지만 환경 전문가들은 실제 재활용 비율을 10% 대로 추정하고 있습니다. 플라스틱을 태워 ‘에너지 회수’하는 열적 재활용이 국내 재활용률에 포함되었지만, 엄격한 OECD 기준으로는 재활용으로 인정되지 않기 때문입니다.
이렇게 폐플라스틱 대부분이 소각되거나 매립되어 환경 문제가 나날이 심각해지고 있는데요. 특히, 탄소 감축을 위해 폐플라스틱의 재활용을 통한 ‘순환경제(Circular Economy) ’를 실현하려는 시도들이 곳곳에서 이어지고 있습니다.
플라스틱 재활용 기술과 화학적 재활용(CR) 기술
플라스틱 재활용 처리 기술에는 물리적 재활용(Mechanical Recycling) 기술, 열적 재활용(Thermal Recycling) 기술 그리고 화학적 재활용(Chemical Recycling) 기술 3가지가 있습니다.
물리적 재활용은 세척, 파쇄, 용융, 배합 등 물리적 가공 과정을 통해 플라스틱을 펠렛(알갱이) 형태로 만들어 다시 사용하는 방식을 말합니다. 쉽고 안전해 현재 재활용 시장의 90% 이상을 차지합니다. 그러나 재활용 가능한 플라스틱을 선별하고 세척하는 과정에서 많은 비용이 소요되고, 가공 과정에 이물질이 혼합되어 강도, 탄성 등 기능이 떨어질 수 있어 재활용된 플라스틱의 활용 분야가 제한적이라는 단점이 있습니다. 또한, 여러 번 재활용 과정을 거치면 분자 구조간 결합력이 떨어지기 때문에 반복적으로 재활용하는 데에 한계가 있습니다.
열적 재활용은 플라스틱 폐기물을 소각하며 발생하는 열에너지를 활용하는 방법입니다. 플라스틱의 높은 발열점을 활용해 재활용이 불가능한 폐기물을 연소시켜 에너지를 회수할 수 있지만, 소각 시 발생하는 유해물질로 인해 재활용의 궁극적 목적에 부합하지 않아 유럽연합이나 국제기구에서는 단순한 소각으로 간주하고 있습니다.
화학적 재활용은 화학공정을 통해 폐플라스틱을 분해해 플라스틱의 원료 또는 고분자 형태로 재활용하는 방법입니다. 폐플라스틱을 고열로 분해해 만든 폐플라스틱 열분해유*[efn_note]열분해유란? 전처리된 폐플라스틱이 화학적 공정을 거치면 변환된 액체 원료[/efn_note]가 대표적인데요. 폐플라스틱을 순수한 원료 상태로 되돌리기 때문에 품질이나 기능의 변화 없이 다양한 분야에서 지속적으로 사용할 수 있어 플라스틱의 선순환 구조를 달성하는 핵심 재활용 방식으로 꼽히고 있습니다. 뿐만 아니라, 물리적•열적 재활용이 가진 단점을 최소화하는데요. 플라스틱을 종류에 상관없이 분해할 수 있기 때문에 재활용 대상을 선별하는 과정에서 비용이 줄어들고, 재활용할 수 있는 양도 훨씬 늘어납니다. 또한, BASF*[efn_note]BASF란? 2019년부터 화학적 재활용 기술 개발을 선도하고 있는 독일계 글로벌 종합석유화학 기업[/efn_note] 발표 자료에 따르면 폐플라스틱 열분해유 1톤 생산 시 이산화탄소 배출량은 폐기물 소각 방식에 대비해 1톤Co2eq를, 석유기반의 플라스틱 생산에 대비해서는 2.3톤Co2eq를 감축해 탄소 중립에 기여할 수 있습니다.
이런 이유로 화학적 재활용은 현재 가장 주목받고 있는 플라스틱 재활용 기술인데요, 무산소 상태 및 고열 환경 등 일정 조건이 갖춰져야 하기 때문에 기술 개발 및 안전성 확인 등 상용화를 위한 노력들이 이어지고 있습니다. 2010년대에 들어서면서 많은 기술 특허가 출원되었고, 열분해유에 관해 정책적인 변화도 생겼습니다. 최근까지 열분해유는 법에 따라 산업용 연료로만 제한적으로 사용되었는데요. 2021년 산업통상자원부과 한국산업기술진흥원이 규제 샌드박스*[efn_note]샌드박스란? 신기술 활용 제품 및 서비스에 대해 현행규제를 적용하지 않고 일정 기간 시장에 우선 출시해 시험할 수 있도록 한 것[/efn_note]제도 통해 열분해유를 석유화학 공정의 원료로 사용하도록 ‘실증을 위한 규제 특례’ 제공하여 기업들에게 기술 개발 및 상용화할 수 있는 환경을 조성해주며 화학적 재활용에 필요한 국가적 기반을 다지고 있습니다.
플라스틱 순환경제를 실천하는 GS칼텍스
저탄소 신사업을 본격화 하는 그린 트랜스포메이션(Green Transformation, GX)을 추진하고 있는 GS칼텍스는 이 규제 특례를 적용 받아 2021년, 폐플라스틱 열분해유를 석유정제공에 투입하는 실증사업을 시작했습니다. 최신 열분해 기술이 적용된 폐플라스틱 열분해유 약 50톤을 GS칼텍스 여수공장 석유정제공정의 원료로 투입, 열분해유 기반의 자원순환형 석유제품 및 프로필렌 등을 생산했습니다. 이러한 중간 제품을 GS칼텍스 여수공장 석유화학공정의 원료로 투입하여 폴리프로필렌(PolyPropylene) 등 자원순환형 플라스틱 제품을 만들어내면 소비재/포장재 기업에서 이를 최종 제품화하여 소비자가 재활용된 플라스틱 제품을 사용할 수 있게 되는거죠. GS칼텍스는 실증사업 결과를 활용하여 2024년 가동 목표로 연간 5만톤 규모의 폐플라스틱 열분해유 생산설비 신설 투자를 모색할 예정이며, 추가로 100만톤 규모까지 확장을 목표로 하고 있습니다.
또한 GS칼텍스는 2010년부터 물리적 재활용 사업을 실행해오고 있는데요. 국내 정유사 중 유일하게 친환경 복합수지를 생산하고, 지난해 11월에는 친환경 복합수지에 대한 재활용 원료의 투명성, 추적성을 증명하는 GRS(Global Recycled Standard) 인증을 획득했답니다. GS칼텍스만의 ‘업사이클 기술’로 재활용 과정에서 물성이 떨어지는 물리적 재활용의 단점을 보완하여 국내외 고객별 맞춤 솔루션을 제공하고 있으며, 국내외 폐기물 업체 및 전처리 전문 업체와의 협업으로 꾸준히 자원 순환 체계를 구축해 나가고 있습니다.
이렇듯 GS칼텍스는 폐플라스틱의 물리적 재활용과 화학적 재활용을 통해 플라스틱의 생산·소비·재활용이 효과적으로 반복되는 자원 순환 체계 구축을 위한 노력을 지속하고 있습니다. 앞으로도 GS칼텍스는 플라스틱 폐기물 재활용 기술을 지속적으로 발전시켜, 환경 영향을 최소화하는 순환경제로 전환해 나가는데 동참해 나가겠습니다. 친환경 미래를 위한 GS칼텍스의 도전, 앞으로도 함께 지켜봐 주세요!
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