글로벌 기후변화 위기에 따라 탄소중립 실현과 자원의 순환경제 체계 구축에 대한 노력이 고조되고 있는 가운데 포장업과 제지업, 인쇄업에 종사하는 각 기업들은 친환경 제품을 속속 출시하며 경쟁력을 높이고 마케팅에 적극 활용하고 있다. 

이에 못지않게 정부와 국책연구기관들도 최근에는 친환경 제품 개발에 성공하거나 일선 기업들을 후방에서 정책적으로 지원하고 있다. 해양수산부(이하 해수부)와 한국화학연구원(이하 화학연), 식품의약품안전처(이하 식약처)가 그 주인공이다.

폐의류, 화학적으로 재활용

먼저 화학연은 조정모 박사 연구팀이 최근 폐의류 내 염료의 화학적 성질을 이용해 재활용 원료를 분리할 수 있는 선별 기술을 개발했다고 밝혔다. 또한 이렇게 선별한 폐합성섬유를 합성 이전의 단량체 원료로 되돌리는 화학적 재활용 기술을 동시에 개발했다고 한다.

이번 기술은 자연에 버려지거나 소각됐던 폐의류를 화학적으로 재활용하는 자원 순환형 기술이다. 이 기술을 활용해 유색섬유나 혼방섬유를 합성 이전의 원료로 전환할 수 있어, 의류 폐기물 발생량을 획기적으로 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

특히 연구팀은 특정 소재에만 선택적으로 작용하는 저가의 화합물을 활용해 혼합 폐섬유로부터 ‘폴리에스터(PET)’ 소재만을 골라내는 ‘화학적 선별 기술’과, 분류된 폴리에스터 섬유를 저온 분해해 합성 이전의 단량체 원료로 되돌리는 ‘화학적 재활용 기술’을 동시 개발했다.

단순한 화학적 원리를 이용해 섬유의 재질을 쉽고 정확하게 구분하는, 매우 경제적이고 획기적인 선별 기술을 개발한 것이다. 이 방식은 오차율이 매우 낮고, 기존에는 분리가 어려웠던 염료까지 제거가 가능해 고품질 폴리에스터 소재만을 선별할 수 있다고 한다. 또한 폐섬유 선별과 탈염료화 과정에 생분해성 화합물이 사용되고, 사용 후 염료가 포함된 추출제 또한 회수 후 재사용하는 등, 경제적이고 자연 친화적인 선별기술이라는 게 화학연의 설명이다.

아울러, 연구팀에서는 유색 폐PET나 폐폴리에스터 섬유를 빠르게 분해해 고부가 단량체를 제조할 수 있는 저온 글라이콜리시스(에틸렌글리콜을 반응물로 첨가하여 고분자를 이루고 있는 에스테르 결합을 분해하는 기술) 반응 기술 개발에도 성공했다. 

이 기술은 200℃ 이상 고온 조건의 폐PET 분해 공정과 달리 150℃의 저온 반응에서도 원료의 구조나 형태에 상관없이 2시간 이내 완전히 분해할 수 있다.

이를 화학적 선별기술을 연계하면 반응과 정제의 부담을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 에너지 사용량도 획기적으로 낮출 수 있어, 기술 상용화에 높은 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 전망했다. 

굴껍데기로 플라스틱 제조한다

해수부는 그동안 불순물이 많이 섞여 버려지던 굴껍질에서 플라스틱을 만드는 사업을 시작한다. 정부는 이를 위해 수산부산물 재활용률을 2020년 19.5%에서 2027년 30%까지 높이고 1,000억원을 투자해 관련 산업을 육성한다는 방침이다.

해수부가 지난달 발표한 ‘제1차 수산부산물 재활용 기본계획’을 살펴보면 먼저 수산부산물 발생-재활용-판로 확대까지 전(全) 주기에 걸쳐 자원순환 기반을 구축한다. 이를 위해 수산부산물법에서 규정하고 있는 재활용 가능 품목을 패류 6종의 껍데기에서 갑각류·피낭류(우렁쉥이 등)에서 발생하는 부산물까지 확대할 방침이다.

분리배출 체계 안착을 위해 공동집하장 등 지역단위 분리배출시설을 확충하고 수협 등 생산자단체가 영세어업인의 분리배출 업무를 위탁 수행할 수 있도록 허가한다.

패류 껍데기의 재활용률을 높이기 위해 전처리 시설을 확충한다. 패류 껍데기는 양식 과정에서 플라스틱 코팅사가 섞여 상대적으로 재활용이 어려웠다. 플라스틱 코팅사는 굴·홍합 등을 매달기 위해 양식장에서 사용하는 플라스틱 코팅 로프를 말한다.

수산부산물을 고부가가치 품목으로 재활용하기 위한 기술도 개발한다. 우리나라에서 수산부산물은 분쇄·건조 등 단순처리를 거쳐 비료, 사료 등으로 재활용됐으나 해외에서는 바이오 플라스틱, 양식어장 바닥 저질개선제 등 고부가가치 품목으로 재활용하고 있다.

굴 껍데기를 활용해 자연 해안선을 조성하고 바다숲 조성 기반이 되는 인공어초 제작 기술을 개발한다. 어류, 해조류, 패류 등 부류별 수산부산물을 기능성 식품, 화장품 등을 위한 해양바이오 소재로 개발하는 한편 괭생이모자반과 같이 식용으로 섭취하지 않는 해조류 부산물도 대체 사료로 개발할 예정이다.

마지막으로 올해부터 수산부산물 실태조사를 실시해 수산부산물 맞춤형 자원순환 지표를 발굴할 방침이다. 지금까지 폐기 처리 위주였던 수산부산물 산업 구조가 재활용 중심으로 전환될 수 있도록 탄소배출권 거래 지원, 수산부산물 처리업에 대한 정책자금 지원 등 각종 인센티브도 제공한다.

투명 폐PET병을 재활용한 식품용기

식약처는 지난달 17일 식품용 투명 폐PET병을 재활용해 물리적으로 재생된 원료(PET)를 식품용기의 제조에 사용할 수 있도록 국내에서 처음으로 인정했다. 물리적 재생원료란 사용된 합성수지 제품을 분리수거·선별해 분쇄·세척 후 불순물을 제거해 화학적 변화 없이 재생한 원료를 말한다.

식약처는 이번 인정이 PET병의 재활용을 보다 활성화하는 등 자원순환을 촉진해 순환경제를 구축하는데 도움을 주고, 새로운 플라스틱 사용을 절감해 환경을 보호하는데 기여할 것으로 기대하고 있다. 그동안 매년 30여만톤의 재생 PET원료는 대부분 산업용 자재(부직포·단열재 등)로 재활용되던 것에서 연간 최소 10만톤(약 30%)까지 식품용기로 재활용될 것으로 예상된다.

국내에서 폐EPT병 등 플라스틱을 재생해 식품용기의 제조에 사용하고자 하는 경우, 플라스틱을 가열, 화학반응 등에 의해 원료물질 등으로 분해하고 이를 다시 정제·중합하는 화학적 방법으로 재생한 경우에만 사용이 허용돼왔다.

식약처는 국제적 추세인 탄소중립의 실현을 위해 재활용을 확대하고자 물리적 재생원료까지 식품용기의 원료로 사용할 수 있도록 필요한 안전기준을 마련했다.