플라스틱의 원료인 고분자라는 개념이 세상에 나온 지 100년 만에 우리는 바야흐로 플라스틱의 시대에 살게 되었습니다. 플라스틱이라는 신소재는 원래 자연환경을 보호하기 위한 목적으로 개발되었습니다. 1870년대에 코끼리 상아 밀렵을 막기 위해 최초의 합성 플라스틱인 셀룰로이드로 만든 당구공이 발명되었고, 그로부터 100년 후에는 쇼핑 붐이 일어나면서 나무벌목을 막기 위해 폴리에틸렌으로 만든 봉투가 대량 보급되었습니다. 사용량이 크게 늘면서 사람들이 간과한 것은 쓰고 버려진 후의 운명에 관한 뒷이야기입니다. 수도권 매립지가 2025년에 포화되는 것으로 전망돼 쓰레기 대란이 목전에 있는 상태이고, 해양 쓰레기의 80%를 이미 플라스틱이 차지하여 2050년에 들어서는 해양생물보다 그 숫자가 많아질 것으로 예측되고 있습니다. 이대로 사태를 방치하면 2050년의 탄소배출 허용총량의 15%를 플라스틱 산업이 차지하게 될 것입니다.
재사용·재활용이 어려운 플라스틱 제품들은 생분해성 소재로의 변화가 필요한 시점입니다.
생분해성 플라스틱 비중 1%가 안돼
하지만 플라스틱 시장에서 생분해성 플라스틱이 차지하는 비중은 1%가 되지 못하는 것이 현실입니다. 생분해성 플라스틱 시장이 근래에 들어서 큰 폭으로 성장하고 있지만, 아직 실생활이나 산업용 소재로 적용하기에 부족한 기계적 물성과 높은 가격이 발목을 잡고 있어, 이를 극복할 수 있는 연구개발이 전폭적으로 이루어져야 합니다. 그런데 연구자들의 의지를 꺾는 일부 부정적인 견해로 ‘생분해성 플라스틱은 퇴비화 설비가 갖추어지지 않으면 분해가 안된다’ ‘어차피 비분해성 플라스틱과 섞여서 처리되기 때문에 무의미하다’는 의견이 제기되고 있습니다. 생분해성 플라스틱은 정말로 장점이 없는 소재일까요.
필자는 생분해성 플라스틱 시장은 확대되어야 하고, 이를 뒷받침하는 연구개발이 활발하게 수행되어야 한다고 강력하게 주장하는 쪽에 속합니다. 통계적으로 버려진 후의 플라스틱의 운명에서 9%만이 재활용되고, 40%는 매립되며, 32%는 적절히 처리되지 못하고 그냥 방치되거나 없어지는 부분입니다. 이러한 통계적 사실이 시사하는 바는 우리가 현재 플라스틱의 사용 후 운명을 제대로 다룰 수 없는 불완전한 상황에 있다는 것을 의미합니다. 제대로 플라스틱의 운명을 관리할 수 없다면 만들 때부터 ‘알아서’ 분해되게 생산하여, ‘뒷일’을 생각할 필요가 없게 하면 되겠지요.
생분해성 플라스틱이 퇴비화 설비 내에서 58도 온도 조건 등을 까다롭게 맞춰줘야만 분해된다는 것은 사실이 아닙니다. 상기 조건은 생분해성 플라스틱의 자격 인증을 부여하기 위해 제한된 조건에서 6개월 내에 90% 이상 이산화탄소로 전환되는지 확인하기 위한 표준 조건일 뿐입니다. 이 조건을 만족하지 못하더라도 시간이 더 오래 걸릴 뿐 분해는 천천히라도 진행됩니다.
지속가능한 플라스틱 소재 개발해야
물론 새로운 연구개발을 통한 지속적인 생분해성 플라스틱 소재 개발은 시장확대를 위해 반드시 필요한 부분입니다. 본 지면을 통해 필자가 속한 한국화학연구원(KRICT) 바이오화학연구센터에서 개발한 최근 연구 성과들을 소개함으로써 생분해성 플라스틱에 대한 억울한 오해를 풀어보고자 합니다. 고분자는 화학구조에 기반한 물질이기 때문에 이 화학구조를 바꾸는 연구를 통해서 원하는 성능을 구현할 수 있습니다. 이러한 고분자 화학구조 설계를 통해 분해 속도를 가속화해서 퇴비조건이 아닌 흙에서도 빠르게 분해되면서도, 사용할 때는 잘 찢어지지 않는 생분해성 봉투용 플라스틱을 개발했습니다. 서로 상충하는 특징인 ‘분해성’과 ‘기계적 강도’를 동시에 만족할 수 있는 방식을 제시한 연구 사례입니다. 해양오염으로 사용이 금지된 화장품용 미세플라스틱을 게 껍데기에서 추출한 키토산 천연물질을 활용해 세정력이 좋으면서도 환경오염이 없는 자연분해성 세안용 마이크로비즈도 연구개발했습니다. ‘알아서’ 분해되니 ‘뒷일’을 걱정할 필요가 없는 소재이겠지요.
앞으로의 고분자 과학 및 플라스틱 공학은 ‘지속가능형’의 명분이 있어야 한다고 필자는 생각합니다.
√ 기억해주세요
생분해성 플라스틱이 자연환경에서 분해가 안된다는 주장은 오해이고, 비분해성 플라스틱과 섞여서 처리되기 때문에 필요없다는 의견은 지나친 비관론입니다. 생분해성 플라스틱은 어떠한 자연환경에서도, 또 비분해성 플라스틱과 섞여도, 그 속도가 다를 뿐 언젠가는 분해돼 자연으로 돌아갈 수 있는 친환경 소재입니다. 지속가능한 연구로 생분해성 플라스틱 산업을 지지하고, 플라스틱 줄이기 운동에 참여해 새로운 플라스틱 시대를 같이 열어가보지 않으시겠습니까.
