1. 연구 사업 소개 

   "수요맞춤형 생분해성 바이오플라스틱 제품화 및 실증" 사업은 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제를 해결하고 지속 가능한 순환 경제를 구축하기 위한 혁신적인 국가 연 구개발 프로젝트로 2020년 4월에 시작하여 올해 12월까지, 4년 8개월 동안 진행됩니 다. 이 사업은 크게 세 가지 주요 목표를 가지고 있습니다: 

① 다양한 용도에 맞는 바이오플라스틱 소재 개발 

② 개발된 소재를 이용한 실제 제품 제작 및 실증 

③ 개발된 제품의 생분해성을 평가하고 표준화하는 기술개발 

   본 사업은 한국화학연구원, SK leaveo(前에코밴스), (주)에이비넥소 등이 각 세부 연구과제 주관을 맡고 있으며, 여러 대학과 기업이 참여하는 산학연 협력 체계로 진행됩니다. 특히 이 사업은 단순히 바이오플라스틱을 개발하는 데 그치 지 않고, 실제 산업 현장에서의 적용과 검증을 통해 기술의 실용화를 목표로 합니다.

   사업의 핵심은 '수요맞춤형' 접근 방식에 있습니다. 이는 식품 포장, 일회용 생활용품(일회용 봉투, 쇼핑백, 쓰레기 종 량제 봉투, 사출품 등), 농업용 필름, 해양용 어망/어구 등 다양한 산업 분야와 용도에 따라 요구되는 물성과 분해 속도 를 조절할 수 있는 기술을 개발하는 것을 의미합니다. 예를 들어, 식품 포장재의 경우 일정 기간 내구성을 유지해야 하 지만, 일회용 제품의 경우 상대적으로 빠른 분해가 요구됩니다. 

   또한 이 사업은 바이오플라스틱의 전 주기적 관리를 고려합니다. 원료 생산부터 제품 제조, 사용, 수거, 재활용 또는 생분해에 이르는 전 과정에서의 환경 영향을 최소화하고 경제성을 확보하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해 바이오매 스 기반 원료 개발, 생분해성 플라스틱 원천 소재 및 대량 생산 연구, 생분해 메커니즘 연구, 생분해도 평가 기술개발, 생분해성 표준화 기술 등 다양한 연구를 진행하였습니다. 

2. 사업의 필요성 

   플라스틱은 현대 사회에 없어서는 안 될 중요한 소재이지만, 동시에 심각한 환 경 문제를 야기하고 있습니다. 매년 전 세 계적으로 3~4억 톤의 플라스틱이 생산되 고 있으며, 그중 단 10% 미만만이 재활용 되고 나머지는 매립되거나 소각되며, 상 당량이 해양으로 유출되고 있습니다. 특 히 코로나19 팬데믹 이후 일회용 마스크 와 포장재 등 플라스틱 사용이 급증하면 서 이 문제는 더욱 심각해졌습니다.

   플라스틱 폐기물로 인한 환경 오염은 생태계 파괴, 미세플라스틱 문제, 온실가 스 배출 등 다양한 형태로 나타나고 있습 니다. 특히 해양 생태계에 미치는 영향이 심각하여, 많은 국가에서 플라스틱 사용을 규제하는 정책을 도입하고 있습니다. 또한 플라스틱 소각 시 발생하는 유해가스와 미세먼지는 대기오염의 주요 원인이 되고 있습니다.

   이러한 상황에서 바이오플라스틱은 환경 보호와 산업 발전을 동시에 달성할 수 있는 대안으로 주목받고 있습니다. 바 이오플라스틱은 재생 가능한 자원을 원료로 사용하여 탄소 중립적이며, 생분해가 가능하여 환경 부하를 크게 줄일 수 있 습니다. 또한 기존 플라스틱을 대체함으로써 석유 의존도를 낮추고 새로운 고부가가치 산업을 창출할 수 있습니다.

   그러나 현재 바이오플라스틱 기술은 여러 가지 한계에 직면해 있습니다. 기존 플라스틱에 비해 물성이 떨어지고 생 산 비용이 많이 들어 경제성이 낮다는 점, 사용 환경에 따라 분해 속도를 조절하기 어렵다는 점, 대량생산 기술이 부족 하다는 점 등이 주요 문제로 지적됩니다. 또한 바이오플라스틱의 생분해 과정에서 발생할 수 있는 환경 영향에 대한 우 려도 있습니다.

   따라서 본 사업은 이러한 기술적 문제를 해결하고 바이오플라스틱의 실용화를 앞당기는 데 필요합니다. 특히 다양한 산업 분야의 요구를 충족시킬 수 있는 '수요맞춤형' 바이오플라스틱 개발은 시장 확대와 산업화를 위해 필수적입니다. 또한 바이오플라스틱의 전 주기적 관리 기술개발을 통해 진정한 의미의 순환 경제를 구현할 수 있습니다.

   더불어 이 사업은 국가 차원의 탄소중립 목표 달성과 신성장 동력 창출에도 기여할 수 있습니다. 바이오플라스틱 산 업은 높은 성장 잠재력을 가진 미래 유망 산업으로, 관련 기술의 선제적 확보는 국가 경쟁력 강화에 중요한 역할을 할 것입니다. 또한 플라스틱 문제 해결을 위한 글로벌 노력에 동참함으로써 국제 사회에서의 위상을 높일 수 있습니다. 

   결론적으로, "수요맞춤형 생분해성 바이오플라스틱 제품화 및 실증" 사업은 환경 문제 해결, 산업 발전, 국가 경쟁력 강화라는 다중적 목표를 달성하기 위한 필수적인 연구개발 프로젝트입니다. 이 사업의 성공적 수행을 통해 지속 가능 한 미래를 위한 혁신적인 솔루션을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 3. 연구 내용 및 추진 전략 

   본 사업은 크게 세 가지 세부 과제로 구성되어 있으며, 각 세부 과제의 역할은 다음과 같습니다. 

● 1세부과제 (국내 바이오플라스틱 소재 자립화)

- 신규 생분해성 바이오플라스틱 원천 소재 개발 

- 바이오플라스틱 생분해 속도 조절 기술 개발 

​- 분자 구조 제어, 복합화 기술 등 다양한 접근 방식을 통한 맞춤형 소재 개발

●  2세부과제 (생분해성 바이오플라스틱 시제품 개발 및 실증)

- 생분해성 바이오플라스틱 대량생산 (파일럿 규모 1톤 생산 목표 달성) 

- 개발된 소재를 이용해 다양한 시제품 개발

- 지자체와의 협업을 통해 실증화 진행

●  3세부과제 (순환형 바이오플라스틱 산업 생태계 구축을 위한 생분해 평가 기술개발) 

- 개발된 제품의 생분해성 평가 및 표준화 작업

- 다양한 환경 조건에서 바이오플라스틱의 분해 특성 이해 

   이 세 가지 세부 과제는 유기적으로 연계되어 있습니다. 1세부과제에서 개발된 소재 기술은 2세부과제의 제품화 과정에 적용되며, 2세부과제에서 제작된 시제품은 3세부과제의 평가 대상이 됩니다. 이러한 통합적 접근을 통해 소재 개 발부터 제품화, 평가에 이르는 전 과정에서의 일관성과 효율성을 확보할 수 있습니다.

   특히 2세부과제에서는 다양한 실증 평가를 진행하였습니다. 예 를 들어, 울산시에서는 실제 생활 환경에서의 바이오플라스틱 제 품 성능과 분해성을 평가하기 위한 실증 실험을 진행하였습니다. 2022년 9월 8일 울산시 문수야구장 주 출입로에서 '생분해성 바 이오플라스틱 리빙랩 평가' 행사를 개최했습니다. 이 행사에서는 부채, 쇼핑 봉투, 과자 용기 등 10종의 바이오플라스틱으로 만든 시제품이 시민들에게 제공되었으며, 사용 후 수거된 제품은 울산 시 내 매립지에 묻어 실제 생분해성 평가에 활용되었습니다.

   이러한 실증 실험은 바이오플라스틱 제품의 실용성과 대중의 반응을 직접 확인할 수 있는 중요한 과정입니다. 실제 사용 환경 에서의 성능, 사용자 만족도, 분해 속도 등을 종합적으로 평가함 으로써, 개발된 기술의 실효성을 검증하고 개선점을 도출할 수 있 었습니다.

   더불어, 본 사업에서는 산학연 협력을 통한 기술개발 및 상용화 전략도 중요하게 다루고 있습니다. 대학과 연구소의 기초 연구 결 과를 기업의 제품화 노하우와 결합하여 시너지 효과를 창출하고, 개발된 기술의 신속한 산업화를 추진하고 있습니다. 또한, 정부 정책과의 연계를 통해 바이오플라스틱 산업 육성을 위한 제도적 기반도 함께 마련해 나가고 있습니다. 대표적으로 각 세부 사업 간의 기술을 체계적으로 적용하여, 현재 SK leaveo는 베트남 하이난에 세계 최대 규모의 PBAT (Polybutylene Adipate-co-Terephthalate) 생산 공장을 착공하였으며, 이를 통해 내년 3분기 양산 및 사업화를 목표로 진행하고 있습니다.

   이러한 종합적이고 체계적인 접근을 통해, "수요맞춤형 생분해성 바이오플라스틱 제품화 및 실증" 사업은 기술개발 부터 산업화, 제도 마련에 이르는 전방위적인 바이오플라스틱 생태계 구축을 목표로 하고 있습니다.

4. 맺음말

  올해 12월에 마무리되는 이 사업은 ‘생분해성 바이오플라스틱을 이용한 시제품에 관한 최초의 실증사례’로 이 사업 의 성패가 향후 국내 바이오플라스틱 시장에 큰 영향을 미칠 것으로 생각됩니다. 사업에서 목표로 했던 여러 정량적/정 성적 목표는 이미 달성하였으나, 이 사업이 계획될 당시 궁극적으로 목표했던 ‘플라스틱 폐기물 저감 및 자원 순환 경 제’를 완수하기 위해서는 여전히 많은 과제가 남아 있습니다.

   가장 큰 도전은 기존 석유 기반 플라스틱과의 가격 경쟁력 확보입니다. 현재 바이오플라스틱의 생산 비용은 기존 플 라스틱에 비해 상당히 높은 편이며, 이는 시장 진입의 큰 장벽이 되고 있습니다. 따라서 대량생산 기술개발과 원료 다변 화 등을 통한 비용 절감이 시급합니다.

   생분해 조건의 최적화도 중요한 과제입니다. 퇴비화 조건 외에도 토양, 해양, 담수 등 다양한 환경에서 바이오플라스 틱이 어떤 생분해 특성을 가지는지 이해하고, 이를 좀 더 정교하게 제어할 수 있는 기술개발이 필요합니다.

   또한, 바이오플라스틱의 효과적인 수거 및 재활용 시스템 구축도 필요합니다. 비록 생분해가 가능하더라도, 가능한 한 재사용과 재활용을 통해 자원 효율성을 극대화해야 합니다. 이를 위해서는 기존의 플라스틱 재활용 시스템과의 연 계 방안 등을 고려해야 합니다.

   마지막으로, 소비자와 산업계의 인식 개선도 중요한 과제입니다. 바이오플라스틱의 장점과 올바른 사용법, 그리고 환 경적 영향 등에 대한 정확한 정보를 제공하고 교육하는 것이 필요합니다. 이를 통해 바이오플라스틱 제품에 대한 수요 를 창출하고, 산업계의 적극적인 참여를 유도할 수 있을 것입니다.

   결론적으로, "수요맞춤형 생분해성 바이오플라스틱 제품화 및 실증" 사업은 환경 문제 해결과 산업 발전을 동시에 추 구하는 혁신적인 프로젝트입니다. 이 사업의 성공적인 수행을 통해 우리나라가 바이오플라스틱 분야에서 세계적인 기 술 경쟁력을 확보하고, 지속 가능한 발전 모델을 제시할 수 있기를 기대합니다.