Update2024.04.20 (토)
바이오소재 석유화학 대체 소재 ‘뜬다’
■ 바이오화학소재들 석유 대체 자원으로서 각광
대부분의 화학소재는 석유를 원료로 해 고분자 등의 화학소재를 얻고 있다. 하지만 유가 변동이 심하고 석유 고갈 문제, 그리고 환경오염 문제 등으로 인해 인류는 석유 대체 원료에 대한 연구를 계속적으로 진행했다.
석유 대체 자원으로서 식물 등의 생물자원(바이오매스)을 이용해 바이오화학 소재 및 제품을 만들기 위한 연구들이 해외에서 다양하게 진행됐으며, 그 결과 최근 다양한 바이오화학소재들이 제품화 되고 있다.
해외에서는 △네이쳐웍스(NatureWorks)사에서 옥수수를 이용해 만든 화학소재인 PLA(polyactic acid) △인비스타(Invista)사의 바이오 폴리우레탄섬유(PU)(상품명 Lycra) △듀퐁(Dupont)에서 PTT 섬유(상품명 Sorona) △브라스켐(Braskem)에서 바이오 PE 및 바이오 PP △레디시그룹(RadiciGroup)에서 바이오 나일론 섬유(Polyamide 6,10) △피티티엠씨씨(PTTMCC)에서 바이오PBS(polybutylene Succinate) 등이 개발돼 상업적으로 판매되고 있다.
이런 화학소재를 바탕으로 자동차 내장재 등의 다양한 화학제품에 바이오화화소재 적용이 증가하는 추세에 있다.
■ 정부 바이오화학 강국 도약 목표 설정
전 세계 생분해 플라스틱 및 바이오유래 플라스틱의 생산능력은 2013년 기준 59만1,000톤과 99만톤이었으며, 2019년에는 128만7,000톤과 656만1,000톤이 될 것으로 예상된다.
또한 바이오매스를 이용해 바이오화학소재 및 제품을 생산하는 과정에서 발생하는 이산화탄소의 양이 석유를 이용해 생산할 때보다 적게 발생하는 이점이 있다.
우리나라도 2020년 온실가스배출전망(Business As Usual, BAU) 대비 30% 감축이라는 중기 국가 온실가스 감축목표를 가지고 있기 때문에 바이오매스를 원료로 하는 바이오화학소재 및 제품의 생산 능력 확보가 필수적이다.
바이오소재 사용 여부·함량 시험인증 필요
2019년 656만1,000톤 전망, 인프라 갖춰야
이런 흐름에 맞춰 국내에서도 바이오화학산업 육성을 위해 산업통산자원부(구 지식경제부)에서 2012년 ‘바이오화학 육성전략’을 마련해 2020년까지 석유화학수준(세계 5위) 바이오화학 강국 도약 목표를 설정했다.
이를 지원하기 위해 정부에서 2014년부터 바이오화학산업화촉진기술개발사업를 진행하고 있다. 이를 통해 우리나라의 바이오화학 강국 도약을 위한 노력을 진행해 나아가고 있다.
바이오화학소재가 포함된 제품이 시장에서 일부 판매되고 있지만 소비자들이 이런 사항을 알 수 없다. 소비자에게 올바를 정보 제공을 위해 바이오소재 사용 여부와 그 함량에 대한 시험인증이 필요하다.
기존 분석법으로는 화학소재에 함유된 바이오유래물질의 함량을 분석할 수 없어, 방사성탄소동위원소(radioactive carbon, 14C) 분석을 통해 바이오유래물질과 석유유래물질의 비율을 분석할 수 있는 방법이 미국에서 최초로 개발돼 전 세계적으로 이 방법을 사용하고 있다.
이 분석법을 이용해 미국, 유럽 및 일본에서는 바이오화학소재에 인증제도가 만들어져 시행 중에 있다.
■ 바이오소재 공인인증 인프라 마련 필요
국내에서도 바이오소재 인증제도가 도입됐으나 바이오화학소재 분석과 관련된 방사성탄소동위원소 분석인프라가 부족해 구축 중에 있다.
국내의 바이오소재 공인시험기관은 현재 한국의류시험연구원이 유일하나, 액체섬광계수기를 이용한 방사성탄소동위원소분석법을 사용하고 있어 분석속도가 매우 느려, 이를 해결하기 위해 2016년 말까지 가속질량분석기 도입을 진행 중에 있다.
이를 통해 기업에서 생산한 바이오화학제품을 소비자들이 믿고 사용할 수 있는 사회를 만들 것으로 기대된다.
또한 한국의류시험연구원은 국내 기업의 생분해소재 및 제품 개발을 위해 다양한 화학소재의 생분해도 시험평가 인프라도 일부 구축했으며, 수중 생분해 등의 다양한 종류의 생분해도 시험장비도 추가 구축이 진행 중에 있다.
