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스타벅스가 문두드린 '에코매스' 생분해성플라스틱 시장 주도

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스타벅스가 문두드린 '에코매스' 생분해성플라스틱 시장 주도

2019.09.10 06:00
구본욱 지능형청정소재그룹 수석연구원(왼쪽)과 한승길 에코매스 대표가 인천 소재 에코매스 본사 공장에서 친환경 포장재를 들어보이고 있다. 동아사이언스DB
구본욱 지능형청정소재그룹 수석연구원(왼쪽)과 한승길 에코매스 대표가 인천 소재 에코매스 본사 공장에서 친환경 포장재를 들어보이고 있다. 동아사이언스DB

지난 8월 5일. 35℃를 넘나드는 폭염 속에서 인천 서구 도담로에 위치한 바이오플라스틱 전문기업 ‘에코매스’ 공장의 입구에는 CO2모니터링 시스템이 공장 내에서 발생하는 이산화탄소를 실시간으로 측정하고 있고, 공장 내에서는 비닐 포장재가 롤처럼 쉴 새 없이 생산라인에서 나오고 있었다. 겉으로 보기엔 일반 플라스틱 기반 비닐 포장재처럼 생겼다. 그러나 에코매스가 생산하는 비닐 포장재는 기존 석유화학 제품이 아닌 바이오매스 플라스틱이다. 브라질에서 생산되는 사탕수수에서 설탕을 정제하고 남은 폐당을 100% 활용하여 만들어진 천연소재라고 한다.

 

“언뜻 보기에는 같아 보이지만 저쪽 라인과 이쪽 라인에서 생산되는 포장재의 기계적 물성은 다릅니다. 천연소재이지만 신장율이 높은 제품이 있는가 하면 인장 강도가 강한 제품도 있습니다. 인장 강도는 비닐 포장재를 양쪽으로 잡고 늘리는 힘을 가했을 때 찢어지지 않고 버티는 정도를 말합니다.”

 

청정생산시스템연구소 지능형청정소재그룹 구본욱 수석연구원의 설명이다. 한승길 에코매스 대표와는 3년 전인 2016년 구 연구원이 생기원에 입사, 바이오매스 유래 소재 및 생분해성 플라스틱 연구를 본격 시작하면서 인연이 됐다. 구 연구원의 인천 쪽 지인이 구 연구원의 연구 분야와 유사한 기업인 에코매스를 소개했고 에코매스가 2017년 생기원의 파트너 기업으로 인증받으면서 본격적으로 협력연구가 이뤄지고 있다. 에코매스와 생기원은 바이오매스 플라스틱의 경쟁력을 높이는 동시에 아직 기계적 물성 및 가격경쟁력이 떨어지는 생분해성 수지를 개선하여 생분해성 플라스틱 시장을 주도한다는 야심찬 비전을 제시했다. 

 

에코매스가 스타벅스에 공급하는 친환경 에코 롤백. 동아사이언스 DB
에코매스가 스타벅스에 공급하는 친환경 에코 롤백. 동아사이언스 DB

 

12년간 바이오플라스틱 ‘한우물’...대기업들이 스스로 찾아온다

 

한승길 대표가 에코매스를 창업한 해는 2007년이다. 대학에서 기계공학과를 전공한 한 대표는 친환경 플라스틱 제품의 가능성만을 보고 생분해성 플라스틱 사업계획서를 들고 신용보증기금을 찾았다. 사업계획서 발표에서 좋은 평가를 받았고 그 결과 에코매스를 창업했다. 

 

‘지속가능한 사회기반을 구축할 수 있는 제품을 개발, 사회 구성원에게 지구를 살리는 제품을 제공하는 것’을 기업모태로 출발하였으나, 생분해성 플라스틱은 가격경쟁력뿐만 아니라 기계적 물성이 떨어져 제품으로 출시했을 때 소비자의 외면을 받았다. 최근 미세먼지, 지구온난화, 쓰레기 대란 같은 환경이슈가 부각되면서 플라스틱 오염이 전지구적인 관심사가 되자 생분해성 플라스틱에 대한 연구 및 제품화가 활발히 진행되고 있지만 에코매스 사업초기 시장이 본격적으로 열리기까지는 연구개발뿐만 아니라 사회적 인식도 부족한 상황이었다.

 

이에 한 대표는 바이오매스 플라스틱으로 눈을 돌렸다. 바이오플라스틱 시장은 천연소재를 기반으로 한 바이오매스 플라스틱과 생분해성 플라스틱 두 종류로 나뉜다. 한 대표가 주목한 것은 사탕수수에서 설탕을 정제하고 남은 폐당을 100% 활용하여 만든  바이오매스 플라스틱이었다. 석유자원인 아닌 식물자원을 사용하고 버려지는 폐자원으로 플라스틱을 만들어 제품을 개발하면, 사회 구성원에게 지구를 살리는 제품을 제공하는 진정한 친환경 플라스틱 제품을 만들 수 있다는 확신을 가지게 됐다.

 

▲바이오매스 플라스틱 원료가 되는 ‘트레마’. 동아사이언스DB
바이오매스 플라스틱 원료가 되는 ‘트레마’. 동아사이언스DB

에코매스는 사탕수수 폐당을 이용한 바이오매스 플라스틱 양산화에 성공해 시장에 제품을 선보였다. 그러나 환경부의 친환경 인증을 받는 데 꽤 오랜 시간을 들였다. 천연 소재로 만들어진 바이오 플라스틱은 모두 생분해 된다는 인식 때문에 바이오매스 플라스틱의 친환경 인증 기준이 없었다. 해외에서는 바이오플라스틱이 생분해와 비생분해로 구분되는데 국내에는 생분해성 기준만 있어서 에코매스의 제품은 친환경 인증을 받을 수가 없었다. 에코매스는 환경성 측면에서 화석연료 사용량절감, 온실가스 감축량의 자료와 안전성 측면에서 6대 유해원소, 나노물질, 프탈레이트 가소제, 난연제 등이 검출되지 않도록 기준을 제시하여 바이오매스 합성수지(EL.727)인증 기준을 마련하도록 주도했다. 양산에 성공한 뒤 4년이 지난 2013년에 환경부에서 이를 받아들여 새로운 친환경 인증기준을 신설하였고, 에코매스가 바이오매스 플라스틱으로 첫 인증을 획득했다.

 

친환경 인증을 받자 글로벌 기업인 삼성전자가 에코매스의 문을 두드렸다. 삼성전자가 생산하는 TV 제품의 케이블, 부품 등을 위한 포장재를 친환경 포장재로 바꾸기 위해서였다. 지금도 전 세계에 수출되는 삼성전자 TV 제품의 각종 부품 패키징에 에코매스의 친환경 바이오매스 플라스틱이 활용되고 있다. 

 

스타벅스의 내부 부자재로 사용하는 에코롤백에도 에코매스의 제품이 활용된다. 한승길 대표는 “기업들의 탄소 저감 노력과 지속가능 경영, 친환경 경영 등이 화두로 떠오르면서 기업의 환경 경영 역량이 기업을 평가하는 중요한 잣대가 되고 있다”며 “삼성전자, 스타벅스, 크린랩 등 이름만 들어도 알 만한 대기업들이 에코매스가 생산한 친환경 바이오매스 플라스틱을 쓰고 있다”고 말했다. 

 

생분해성 플라스틱 상용화 ‘속도’

 

에코매스와 생기원 연구진이 연구개발중인 생분해성 플라스틱. 옥수수 전분을 이용해서 만든 포장재 시제품을 구본욱 수석연구원(왼쪽에서 세 번째)과 한승길 대표(왼쪽에서 네 번째), 에코매스 연구진이 들어보이고 있다. 조금만 힘을 줘서 당겨도 찢어진다. 기계적 강도를 높이는 게 관건이다. 동아사이언스DB
에코매스와 생기원 연구진이 연구개발중인 생분해성 플라스틱. 옥수수 전분을 이용해서 만든 포장재 시제품을 구본욱 수석연구원(왼쪽에서 세 번째)과 한승길 대표(왼쪽에서 네 번째), 에코매스 연구진이 들어보이고 있다. 조금만 힘을 줘서 당겨도 찢어진다. 기계적 강도를 높이는 게 관건이다. 동아사이언스DB

에코매스가 생산하는 바이오매스 플라스틱은 아직 완벽한 수준이 아니다. 기존 화학 기반 플라스틱 제품에 비해 가격이 1.3배가량 비싸다. 친환경 경영이 중요한 대기업이 아닌 곳에서 도입하긴 쉽지 않다. 바이오매스 플라스틱 유래 친환경 포장재 제품의 기계적인 물성을 추가로 개선해 시장 경쟁력을 높이는 것도 과제다.

 

구본욱 수석연구원 연구팀은 2017년 생기원의 파트너기업으로 선정된 에코매스의 바이오매스 플라스틱의 경쟁력을 높이는 데 도움을 주고 있다. 협력연구를 진행하며 25%선에 머물고 있는 바이오매스 함유량을 높이면서도 기계적인 물성을 유지 또는 개선하는 연구과제를 진행하고 있다. 

 

에코매스와 생기원의 협력연구는 생분해성 플라스틱 상용화에 방향성을 두고 진행되고 있다. 에코매스와 생기원이 현재 연구를 진행하고 있는 생분해성 플라스틱 재료는 옥수수 전분 유래 PLA(Poly Lactic Acid)이다. 옥수수 전분에서 추출한 원료로 만든 PLA와 PCL(폴리카프로락탐)과 같은 생분해성 원료의 결합에 주목한다. 특히 PLA는 뜨거운 음식을 담거나 아기가 입으로 물거나 빨아도 환경호르몬은 물론 중금속 등 유해물질이 검출되지 않아 안전한 것으로 알려진 대표적인 친환경 생분해성 플라스틱의 원료이다. 

 

하지만 옥수수 전분으로 만든 PLA 필름은 기계적 강도가 낮아 조금만 힘을 가해도 쉽게 찢어지거나 열안정성이 떨어진다. 친환경 패키징 및 플라스틱 제품 시장에서 경쟁력이 없어 상용화가 어렵다. 에코매스와 구본욱 수석연구원은 옥수수 전분으로 만든 기존 PLA 필름에 PCL 등의 생분해성 원료를 중합함으로써 생분해성 플라스틱 소재의 물성 개선과 가격 경쟁력을 갖추기 위한 연구를 진행 중이다. 

 

구본욱 수석연구원은 “서로 다른 두 종의 물질을 섞어 원하는 기계적 물성을 갖추기 위해서는 ‘상용화제’라고 부르는 케미컬 첨가제가 필요한데 생분해성 플라스틱의 물성을 개선하면서도 가격 경쟁력을 갖출 수 있는 적절한 상용화제를 찾아내고 자체 생산하기 위한 연구를 진행하고 있다”며 “단순히 연구개발과 기술 지원에 그치는 게 아니라 관련 분야 글로벌 최신 연구 동향을 공유하고 각종 친환경 제품 전시회에서 쌓은 경험도 공유하고 있다”고 말했다. 

 

아직 미약하지만 성과도 있다. SKC 필름 포장용 포장재 등이 에코매스가 만든 생분해성 플라스틱을 활용했다. 구본욱 수석연구원은 “기존 제품과 차별화한 고기능성 생분해성 수지를 만들기 위해 노력하고 있다”며 “인장강도, 신장률 등 중요한 물성을 개선함과 동시에 가격 경쟁력도 확보할 수 있는 쪽으로 연구 포커스를 맞추고 있다”고 말했다. 

 

에코매스 공장 옆에 설치빗물 재활용 탱크. 동아사이언스DB
에코매스 공장 옆에 설치빗물 재활용 탱크. 동아사이언스DB

 

바이오플라스틱 제작 공정에도 친환경 적용...기술 추세에 맞춘 제도도 만들어져야

 

에코매스는 단순히 소재의 차별화가 아닌 친환경 상품 개발, 친환경 제조설비, 친환경 공정개발 등 화석연료 저감을 통한 온실가스 감축과 3R(Reduce/Reuse/Recycle)을 회사 전체 시스템에 반영해 친환경 제조 프로세스를 실천하고 있다. 특히 제품 생산 과정 중 발생하는 온실가스 배출량에 대해 자체 모니터링 시스템을 운영해 데이터를 수집하고, 매년 배출량 감축 목표를 설정해 운영한다. 저전력 하이브리드 설비 도입, 저전력 LED등 교체, 빗물 재활용 시스템 도입을 추진하여 올해에는 2016년 대비 온실가스를 25% 절감할 것으로 기대하고 있다.

 

경영 환경이 녹록치 않은 중소기업이 친환경 생산라인을 구축하기 위해 별도 투자를 하는 것은 쉽지 않다. 그럼에도 불구하고 친환경 기업으로 자리매김하기 위해 노력하고 있는 것이다. 한 대표는 “공정이나 공법, 설비 환경도 친환경적인 요소를 갖춰야 진정한 친환경 제품 생산 기업이 될 수 있다”고 말했다. 

 

한승길 에코매스 대표. 동아사이언스DB
한승길 에코매스 대표. 동아사이언스DB

아직 시장이 열리지 않고 있는 생분해성 플라스틱 시장이 활성화하는 데 필요한 규제 요소도 필요하다는 의견도 내놨다. 일부 생분해성 플라스틱이 시중에 나오고 있지만 정작 이 제품들은 일반쓰레기로 수집해 태우고 있는 실정이다. 폐기 기준이 없기 때문이다. 

 

한 대표는 “생분해성 플라스틱은 폐기 단계에서 수십일 뒤 잘 썩기 때문에 해양 플라스틱 오염을 줄일 수 있는 대안이 될 수 있다”며 “일반쓰레기처럼 소각 폐기한다면 생분해성 플라스틱을 개발할 의미가 없다는 인식을 정부도 공감하고 있기 때문에 하루 빨리 제도 요건들이 갖춰져야 할 것”이라고 지적했다.

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