재활용 혁명

이름조차 생소한 수많은 플라스틱이 이미 우리의 일상을 가득 채우고 있습니다. 가정용 냉장고 안만 들여다보더라도 폴리스티렌을 비롯해 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 같은 폴리올레핀계 플라스틱을 쉽게 발견할 수 있습니다. 이 플라스틱들은 기름이나 지방, 산성에 내성을 가지고 있습니다. 화학 물질이 용출되지 않고, 냄새를 배출하거나 흡수하지도 않습니다. 이러한 특성 덕분에 식품 및 음료용 포장재로 매우 적합합니다. 실제로 육류나 버섯 트레이, 요거트와 크림 용기, 보호 필름, 우유팩 내부 코팅 등 다양한 곳에 쓰이고 있습니다.

하지만 이처럼 다양한 용도에도 불구하고, 한 번 사용된 플라스틱은 대부분 소각되거나 곧바로 매립지에 버려집니다. 전 세계적으로 폴리올레핀의 재활용률은 약 10%, 폴리스티렌은 고작 1% 남짓에 불과합니다. 엔드레스하우저 벨기에 법인의 화학 산업 매니저 요한 페르데옌(Johan Verdeyen)은 “지금까지는 이 플라스틱들을 재사용하기가 매우 까다로웠기 때문”이라고 설명합니다. 식품 포장 폐기물은 벌크 밀도가 낮은 데다, 식품 잔여물로 오염되기 쉽고, 여러 소재가 복합적으로 사용된 경우가 많기 때문입니다. 이 때문에 기존의 기계적 재활용을 하려면 선별과 세척 과정에 엄청난 자원이 투입되어야 합니다. 게다가 재활용에 성공하더라도, 안전 문제로 인해 식품 등급이 아닌 샴푸병과 같은 비식품 등급 제품으로만 재가공할 수 있었습니다. 결국 새로운 식품 등급 포장재를 만들려면 계속해서 석유에서 추출한 새 원료를 쓸 수밖에 없는 구조였습니다.

Indaver는 이러한 현실을 바꾸고자 합니다. 지속가능한 폐기물 처리 분야의 선구자인 벨기에 소재 기업 Indaver의 목표는 식품 포장재의 자원 순환 체계를 구축하는 것입니다. 이를 위해 Indaver는 총 1억 500만 유로를 투자하여 지난해 획기적인 화학 재활용 플랜트를 가동하기 시작했습니다. 앤트워프에 위치한 Plastics2Chemicals 플랜트는 Indaver가 자체 개발한 기술을 적용해, 수명이 다한 플라스틱을 원래의 화학 성분으로 분해합니다. 이후 추가 정제 공정을 거치면 석유에서 갓 뽑아낸 원료와 다름없는 순수한 품질을 회복하여, 식품 포장재로 다시 사용할 수 있게 됩니다. 이제 마침내 오래된 요거트 용기로 새로운 요거트 용기를 만드는 길이 열린 것입니다.

Indaver는 별도 시설에서 폐플라스틱을 기계적으로 전처리한 뒤, 완성된 응집체를 앤트워프로 운송해 사일로에 저장합니다. 이 응집체들은 공압 이송 방식을 통해 압출기로 보내지며, 고체에서 뜨거운 페이스트 형태로 가열된 다음, 전기 열분해 반응기로 투입됩니다.

Indaver의 프로젝트 엔지니어 루엘 소멘(Roel Sommen)은 “우리 공정의 핵심 과제는 극도의 고온과 저온을 넘나드는 반응기를 제어하는 것”이라고 설명합니다. 반응기는 먼저 산소가 없는 상태에서 페이스트를 400°C 이상으로 가열해 기화시킵니다. 그런 다음 이 가스를 급랭 스키드를 통해 단 1~2초 만에 400°C에서 100°C 부근까지 떨어뜨립니다. 이렇게 급랭하여 얻은 액상 제품은 두 개의 대형 증류탑으로 이송되어 성분별로 분리된 후 최종 제품이 됩니다. Indaver는 이 제품을 25만 리터 규모의 대형 탱크 6기와 5만 리터 규모의 탱크 2기에 나누어 보관합니다.

현재 앤트워프의 Plastics2Chemicals 플랜트는 시간당 약 3톤, 연간 약 26,000톤의 처리 능력을 갖추고 있습니다. Indaver는 향후 두 번째 라인을 증설해 이 용량을 65,000톤까지 확대할 계획입니다. 화학 산업 매니저 요한 페르데옌은 “Indaver는 유럽 전역에 첨단 재활용 시설을 추가로 건설하기 위한 논의를 이어가고 있습니다다.”라고 밝혔습니다.

지난해 초기 단계에서 Indaver는 요거트 용기나 육류 트레이 등에 쓰인 식품 포장재에서 추출한 전처리된 폐폴리스티렌을 고순도 스티렌 성분으로 되돌리는 데 주력했습니다. 현재 화학 분야 파트너들이 이 성분을 다시 폴리스티렌으로 중합하고 있으며, 이렇게 만들어진 재생 플라스틱은 이미 벨기에의 한 대형 마켓 체인의 발포 육류 트레이로 유통되고 있습니다. 나아가 이 재생재를 실제 요거트 용기 제조 공정에도 일정 비율 투입할 예정입니다. 올해부터 Indaver는 폴리올레핀 폐기물을 나프타와 왁스로 재활용하는 공정에도 착수했습니다. 이러한 공정이 만들어내는 부가가치는 앞으로 계속 상승할 전망입니다. EU가 식품과 직접 접촉하는 포장재를 비롯한 특정 유형의 플라스틱 포장재에 대해 2030년까지 최소 10%의 재활용 소재를사용하도록 의무화했기 때문입니다. 이 요구사항은 재생 플라스틱을 시장에서 가치 있는 상품으로 만드는 데 도움이 될 것입니다.

Indaver Plastics2Chemicals의 영업 및 개발 총괄 매니저 에릭 무어만(Erik Moerman)은 “자체 개발한 기술력과 전략적 파트너십 그리고 지속적인 혁신 덕분에 기준이 까다로운 식품 포장재용 고순도 자원을 안정적으로 공급할 수 있게 되었습니다. 이는 순환성과 제품의 성능을 동시에 만족할 수 있음을 증명하는 사례입니다.”라고 설명합니다.

엔드레스하우저 전문가들 역시 폴리스티렌의 화학적 재활용을 상업화한 Indaver의 성과를 높이 평가합니다. 엔드레스하우저의 요한 피메이허는 “앤트워프 플랜트를 건설함으로써 Indaver는 혁신에 투자하고 기업의 원칙을 고수하겠다는 의지를 입증하고 있습니다. 순환성을 창출하기 위해 노력하고 우리 경제의 미래를 이끌어갈 주역은 바로 Indaver와 같은 기업들입니다.”라고 말합니다. 이번 프로젝트로 두 회사의 파트너십은 더욱 공고해졌습니다. Indaver의 엔지니어 루엘 소멘 역시 “두 회사 간의 협업은 매우 순조롭게 진행되었고, 개인적으로도 호흡이 아주 잘 맞았습니다. 제게 요한은 공급업체라기보다 동료에 더 가깝습니다.”라고 덧붙입니다.