바이오플라스틱 글로벌 기술 트렌드 현주소

바이오플라스틱 글로벌 기술 트렌드 현주소: 시장 성장률 매년 20~30%…옥수수 등 적용범위 확대; 2019.06.18 13:03 입력

<div align="" style=""> <table _id="news_image" border="0" cellpaddin="0" cellspacing="0" align="center" style="border:1px solid #d2d2d2;margin-top:15px;margin-bottom:15px;"><tbody><tr><td><div style="margin:8px"><img alt="바이오플라스틱 글로벌 기술 트렌드 현주소" src="http://plasticstimes.co.kr/PEG/15608305670740.jpg" width="700" align="absmiddle"></div></td></tr></tbody></table> 전 세계 많은 기업들이 식물 유래 대체소재로 석유 기반 플라스틱에 대한 의존도를 낮출 수 있는 새로운 해법 찾기에 주력하고 있다. 이런 제품들의 원료는 아주 폭넓다. 많은 “식물-유래” 제품에서, “식물” 소재는 실제로 바이오플라스틱의 형태이다. 이들 소재는 탄소를 포함한 화합물의 탄소가 석유나 가스가 아니라 옥수수나 설탕, 식물성 오일 같은 식물 자원에서 얻어질 때 만들어지는 것이다.</div>   <o:p></o:p>유럽바이오플라스틱협회와 nova-institute가 수행한 시장 분석에 따르면, 세계 바이오플라스틱 생산 능력은 2018년 211만 톤에서 2023년 262만 톤으로 증가할 것으로 예상된다. 이는 매년 3억 3,500만 톤이라는 석유유래 플라스틱 생산량과 상당히 비교된다. 따라서, 바이오플라스틱은 전체 플라스틱의 1%이하이지만, 성장률은 매년 20~30%로 예상된다.   <o:p></o:p>시장 조사기업에 따르면, 세계 바이오플라스틱 시장은 2017년 기준으로 약 40억 달러를 기록했으며, 2023년에는 149억 2천만 달러 규모가 될 것으로 예상된다. 아래에서는 2019년 상반기에 지면의 헤드라인을 장식했던 “식물 기반” 제품들에 대한 뉴스들을 알파벳 순으로 바이오 기반 제품의 발전들에 대해 (모두는 아니지만) 주목할 만한 내용들을 다루어보기로 한다.   <o:p></o:p>조류(Algae)   <o:p></o:p>조류는 배양하기 쉽고 이미 이용가능하며 농업용 토지와 경쟁하지 않고 유연하거나 내구성을 가진 바이오플라스틱을 만드는데 사용될 수 있으며, 전자레인지에서도 사용될 수 있고 자연환경에서 완전히 생분해될 수 있기 때문에 소비재 제품들이 구매되고 판매되며, 포장되는 방법에 관해 중대한 시사점을 가진다. 이 시장은 여전히 발전하는 단계에 있는데, 많은 제품들이 여전히 연구 단계에 있기 때문이다. 하지만, 주목할 만한 선구적 제품들도 있다.   <o:p></o:p>신생기업 Algix의 Bloom이라는 조류기반 폼(foam)은 조류 바이오매스로 만들어졌다. 이 폼은 H&M사의 옷, Adidas의 신발, Mobius 가방 및 다른 브랜드 기업에서 사용되고 있다. 인도네시아 기업 Evoware는 해조류(seaweed) 기반의 생분해성 포장재와 심지어 먹을 수 있는 포장재를 생산한다. 이들 제품은 일회용 플라스틱을 대체할 수 있는 식품 및 위생용 제품 포장이다. Skipping Rock Lab의 “먹을 수 있는 물 거품(Edible Water Bubble)”은 “Ooho!”라는 해조류 유래 제품이다. 이 제품은 올해 런던 마라톤에서 사용되었다.   <o:p></o:p>옥수수(Corn)   <o:p></o:p>옥수수에서 바이오플라스틱을 만드는 것은 미국에서 매우 흔한데, 옥수수가 상업적으로 대량으로 사용되기 때문이다. 옥수수 전분으로 투명하고, 생분해되는 열가소성 폴리에스터인 폴리유산(polylactic acid; PLA)를 만들 수 있다. 이 소재는 3D 프린팅에도 사용될 수 있는 바이오소재이다.   <o:p></o:p>NatureWorks는 섬유, 식품포장, 전기전자제품, 필름 등에 사용되는 바이오고분자 Ingeo를 생산한다. 제품은 Walmart와 McDonald의 포장에서 찾아볼 수 있다. Crafting Plastics Studio의 Nuatan은 옥수수 전분을 미생물을 통해 고분자화 해서 얻어지는 퇴비화가능 바이오소재이다. 제품 수명은 약 15년까지 되며, 섭씨 110도까지 견딜 수 있다.   <o:p></o:p>제품은 기존 플라스틱과 같이 사출성형, 블로우 성형이 가능하고 3D 프린팅에도 사용할 수 있어서, 포장재로도 매우 유용하다. 독일 PlayMais 장난감은 옥수수 전분으로 만든 끈적한 중간 물질로 만들어진다. 아이들에도 안전하며 퇴비화 가능한 이 제품은 아이들이 독성물질에 노출되지 않을 수 있게 해주는 혁신적인 제품이다.   <o:p></o:p>식품/농업 폐기물(Food/agri-waste)   <o:p></o:p>식품 및 농업 폐기물은 바이오플라스틱의 원료로써 매력적인 옵션이다. 왜냐하면, 이들을 얻기 위해서 식량 생산과 경쟁하지 않으며, 폐기물에서의 온실가스 방출을 줄일 수 있고 순환경제를 촉진시킬 수 있기 때문이다. 아보카도 씨에서 양조장에서 발생하는 잉여 보리, 버섯에 이르기까지 전세계에 많은 옵션과 사례들이 있다. 아래가 그 예들 중 하나이다.   <o:p></o:p>멕시코 신생기업 Biofase는 매일 15,000톤의 아보카도 씨로 만든 바이오플라스틱으로 석유유래 일회용 플라스틱을 대체하도록 바이오유래 빨대 및 식기류를 만든다. 캘리포니아의 Full Cycle Bioplastics은 음식쓰레기과 식물줄기 및 잎, 정원 쓰레기 같은 작물 폐기물, 그리고 재활용되지 못한 종이나 골판지 같은 유기 바이오매스로부터 바이오소재를 생산하고 있다. 제품은 퇴비화가능에 해양 분해가능하며, 봉투, 용기, 식기류, 생수 및 샴푸 용기 등에 사용될 수 있다.   <o:p></o:p>뉴욕 소재 Ecovative Design는 농업 폐기물에서 성형가능한 바이오소재를 만든다. 회사는 잉여 바이오매스를 모아서 균사체(mycelium)와 혼합하여 원하는 형태로 만들어진다. 거대 포장재 회사 Sealed Air도 빠질 수 없다. 플로리다 Saltwater Brewery는 플라스틱 식스팩(6개 들이) 링에 사용하는 식용, 생분해가능 및 퇴비화가능 소재를 개발했다. 제품은 양조 공정에 부산물로 생기는 보리 및 밀 잔여물로 만들어진다. 바나나 잎도 플라스틱을 대체하거나 식품 부패를 막는 방법으로 현지 슈퍼마켓에서 사용될 수 있다.   <o:p></o:p>사실, 새로운 혁신이라고 부르긴 어렵지만, 실제로 동남아시아에서는 천연 식품 포장재로 오랫동안 바나나 잎을 사용해 왔다. 영국 기업 Holy Lama는 “굴(oyster)처럼 생긴” 비누용 케이스를 만들기 위해 팜 농장에서 발생되는 팜 잎을 사용한다. 농장에 있는 팜에서 저절로 잎이 떨어지면, 회사는 수거해서 원하는 형태로 만든다.   <o:p></o:p>목초/풀(Grasses)   <o:p></o:p>밀(Wheatgrass), 코끼리풀(elephant grass), 아마(flax) 등은 다양한 식물유래 분야에 사용될 수 있는 전분이 많은 자원이다. Pela 케이스는 유지종자 부산물인 아마 줄기 섬유와 다른 재활용 소재로 만들어진 퇴비화가능 iPhone 케이스이다. 신생기업 NNRGY는 밀짚(wheatgrass)로 Vibers라는 바이오고분자와 주방용 제품 및 다양한 포장재를 만든다. 심지어 바이오-콘크리트도 만든다.   <o:p></o:p>삼/마(Hemp)   <o:p></o:p>산업용 삼은 최근 미국에서 2018년 농업법으로 합법화 되었다. 이로 인해 건축용 소재에서부터 섬유, 소비재 제품 등 여러 용도로 바로 신흥시장으로 떠올랐다.   <o:p></o:p>Hempitecture는 건축용 소재로 햄크리트(hempcrete)를 개발해 왔다. 이 바이오복합재료(biocomposite)는 삼 허드 부분(삼 줄기의 내부 목질부분)과 석회를 혼합한 것으로 지속가능한 건축 및 절연에 사용될 수 있다. 삼은 Hempest 같은 삼을 전문으로 하는 브랜드 기업과, Patagonia 같은 큰 기업에서 옷, 가방 등에 사용하며, 보석 및 삼 안경 등에 사용된다. 삼은 필수 지방산(essential fatty acid; EFA)을 함유하고 있어서 석유 및 플라스틱을 대체하며 비누에 사용된다. 지속가능 비누 브랜드 Dr. Bronner는 다양한 제품에 삼을 사용하고 있다.   <o:p></o:p>감자(Potatoes)   <o:p></o:p>전분이 많은 감자는 식물유래 플라스틱 용으로 좋은 후보이다. 감자는 식품용으로 탄수화물을 제공해 주기 때문에, 바이오소재용으로의 사용에는 약간의 논쟁이 있다.   <o:p></o:p>BioLogiQ는 감자 가공 공장에서 발생하는 전분 부산물을 이용해서 NuPlastiQ bioPolymers를 발명했다. 감자를 대량으로 구매할 때 포장하고 있는 그물 형태의 봉투 Tatermade Bag은 감자유래 NuPlastiq로 만들어진 것이다. 영국 바이오플라스틱 제조사 Biome Bioplastics은 감자 전분, 옥수수 전분, 셀룰로스 혼합물로 만든 생분해성 테이크아웃 커피 컵을 개발했다.   <o:p></o:p>Solanyl Biopolymers는 포장재, 식물 화분 또는 식기류 같은 일회용 플라스틱을 대체하는 데 사용될 수 있는 생분해성 플라스틱을 감자 부산물로 만든다. Toyota는 자사의 Prius Eco-Plastic 수지를 만드는데 전분이 많은 고구마에 눈길을 주었다. 효소는 전분을 분해하고 당으로 전환하며, 당은 이를 발효해서 유산(lactic acid)로 만들고 다시 PLA를 만드는데 사용된다.   <o:p></o:p>대두(Soy)   <o:p></o:p>대두와 대두유는 소비재 제품용 폼, 접착제, 코팅, 잉크 같은 산업용과 퍼스널케어 제품 증점제, 식용 필름, 고기 대용 식품에 이르기까지 다양한 대체-플라스틱에 사용될 수 있다. 대두 기반 바이오플라스틱은 매우 유용해서, 어떤 화학적 변화를 거치냐에 따라서 다양한 내구성과 강도를 가질 수 있다. 수백 개의 기업들이 식물 유래 제품에 대두를 사용하고 있다.   <o:p></o:p>헨리포드(Henry Ford)는 1942년 대두로 만들어진 바이오플라스틱 차체로 오리지널 Ford Model T를 만들었었다. 하지만, 유가가 떨어져서, 산업은 플라스틱에 화석연료를 사용하는 것으로 바꾸었다. 그럼에도 최근 기업들은 차량의 쿠션이랑 좌석에 대두유래 폼을 사용한다. (Ford는 여러 차량 부품에 사용하기 위해 데낄라 회사인 Jose Cuervo와 협력해서 데낄라 생산 부산물에서 바이오플라스틱을 만드는 일을 하고 있다). 타이어 기업 Goodyear는 기존 석유 대체로 타이어 트레드에 대두 오일 유래 복합소재를 사용하고 있다.   <o:p></o:p>친환경 기업 EarthGrown Crayons는 비독성 플라스틱 대체소재로써 자사의 컬러링 제품에 대두 왁스를 사용한다. (대부분의 크레용은 석유유래 파라핀 왁스로 만들어진다) Cox Industries는 대두 유래 생분해성 산업용 세정제 및 오일제거용 제품군 Soybase Clean을 가지고 있다. Soysilk는 섬유를 만들기 위해 두부 제조에서 나오는 대두 부산물을 이용한다. 회사는 수-염색 섬유를 판매하며, 디자이너들은 장인 옷을 만든다.   <o:p></o:p>당(Sugar)   <o:p></o:p>당은 다양한 플라스틱 대체소재로 바꿀 수 있는 독특한 화학적 특성을 가지고 있다. 사탕수수, 사탕무, 바개스(발효될 수 있는 사탕수수 부산물)은 매우 인기 있는 자원이다. 이들은 가장 인기 있는 바이오플라스틱인 PLA용 중간 물질로 사용될 수 있다. 이 소재는 포장재에서 화장품에 이르기까지 다양한 산업용 용도에 사용된다.   <o:p></o:p>브라질 석유화학 기업 Braskem은 브라질 사탕수수 유래 에탄올에서 폴리에틸렌(생분해되지 않지만 재활용가능한)을 생산하는 세계 최대 바이오고분자 생산 기업이다. 사탕수수 기반 제품 중 가장 유명한 것 중 하나는 Coca-Cola의 PlantBottle이라는 사탕수수 기반 PET 병이다. 이 병은 30%가 식물유래이며, 생분해되지 않지만 재활용 가능하다.   <o:p></o:p>PlantBottle을 만드는 이 사탕수수 유래의 소재는 Heinze와 Proctor & Gamble의 포장재와 일부 Nike 제품, Ford Fusion의 Energi 플러그인 하이브리드 차량 내부 등에도 사용되고 있다. 거대 화학회사 BASF도 농업용 필름에서 퇴비화가능 커피 캡슐에 이르기까지 다양한 곳에 사용될 수 있는 퇴비화가능 사탕수수 유래 바이오플라스틱 Ecovio를 개발했다.   <o:p></o:p>Lego사도 자사의 블록을 더욱 지속가능한 것으로 하기 위해 (사탕수수에서 만들어진) 새로운 재생가능 자원 플라스틱들을 테스트 해왔다. 호주 스타트업 BioPak은 B2B 로 바이오플라스틱 식품용 포장재를 생산하기 위해 사탕수수를 사용한다. 회사는 호주의 지방자치단체에 퇴비화 시스템을 갖추는 데에도 투자해오고 있다.   <o:p></o:p>프랑스 Lyspackaging는 Veganbottle이라는 사탕수수 기반 포장재를 만드는 또 다른 스타트업이다. 제품은 산업적으로 퇴비화 가능하며, 매년 판매되는 500억 개(미국에서만)의 생수병을 대체할 수 있다. 이탈리아 기업 BIO-ON은 다양한 용도로 사탕수수 기반 바이오플라스틱을 만든다. 최근 회사는 식물유래 선크림을 만들기 위한 Unilever와의 협력에 대해 발표했다. 인도 Anandi Eco+는 생리대를 만드는데 현지에서 조달한 바개스, 바나나 섬유, 부레옥잠, 삼을 사용하고 있다.   <o:p></o:p>목질(Wood)   <o:p></o:p>다양한 나무에서 얻어지는 목질은 오랜 동안 건축용 및 다른 제품들에 사용되어온 천연소재이다. 팜에서 대나무, 유칼립투스, 전통적인 목재에 이르기까지, 여전히 여러 종류의 나무에서 다양한 목재 제품들이 얻어지고 있다.   <o:p></o:p>독일 기업 Tecnaro의 Arboform라는 제품은 ‘액상 나무(liquid wood)”라는 것을 만들기 위해 목질 펄프 기반 리그닌과 왁스 같은 첨가제 및 삼, 아마 또는 목질 섬유 등을 혼합한 것이다. 이 제품은 플라스틱처럼 사출 성형기에 들어갈 수 있으며, 생분해된다. 활용된 사례로는 기어, 툴, 전체가 나무로 된 자전거 등을 들 수 있다. Origin Materials는 자사가 주장하는 세계 최초 탄소-네거티브 PET를 만들기 위해 목질 또는 목질 기반 제품을 사용한다. 회사는 이미 Nestle Waters, Danone 및 PepsiCo와 협력하고 있는데, 이 회사들은 자사의 용기에 이 소재를 사용할 계획이다.   <o:p></o:p>Dyper는 생분해되고 플라스틱의 독성 물질을 피할 수 있게 대나무로 친환경 기저귀를 만든다. 대나무로 만든 칫솔도 인기다. BrushWithBamboo, Green Root Bamboo Toothbrushes 등 많은 제품들이 온라인과 상점에서 이미 판매되고 있다.   <o:p></o:p>화장품에서 빤짝이는 입자는 원래 플라스틱으로 만들어진다. 화장품 브랜드 Blue Sun와 Cosmetic Bioglitter 두 회사는 환경에서 생분해될 수 있는 플라스틱 대체소재를 만들기 위해 유칼립투스를 사용하고 있다. 소재 연구소 Scion은 물에 녹는 바이오유래의 지속가능한 접착 목질 소재를 개발했다. 소재는 리그닌, 타닌(tannin), 단백질로 만들어지며 기존 석유화학 접착소재로 만들어진 것보다 생애주기 영향이 줄어든 엔지니어링 목질 제품을 만드는데 사용될 수 있다. 포장재 기업 Tetra Pak은 Just Water라는 제품에 사용되는 종이와 식물유래 플라스틱으로 만들어진 하이브리드 골판지 용기를 만들었다.   <o:p></o:p>“식물 유래” 플라스틱 세상이 여전히 상대적으로 신생시장이지만 빠르게 성장하고 있다. 기술개발의 빠른 진보와 바이오경제 분야에 대한 투자 증가로, 향후 시장에서는 더 많은 바이오플라스틱 옵션을 만나게 될 것이다.