3HP 기반 생분해성 플라스틱의 산업화 현황과 과제 (LG화학&GS칼텍스)

기후 위기 앞에 인류는 지구 보호를 위해 탄소 배출 규제를 점점 강화하고 플라스틱 생산과 폐기에도 관심을 기울이고 있습니다. 플라스틱 제조 과정에서 발생하는 탄소 배출과 일회용 플라스틱의 무분별한 폐기로 인해 환경오염이 심각해지고 있기 때문입니다. 이에 따라 전 세계적으로 일회용 플라스틱에 대한 규제가 강화되고 있습니다.

 

이러한 상황에서 기업과 소비자 모두가 플라스틱의 지속가능한 활용을 모색하고 있습니다. 특히 식기류, 컵, 포크, 숟가락 등 일회용품 생산에 쓰이는 플라스틱을 대체할 수 있는 생분해 및 바이오 소재에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 생분해성 플라스틱은 자연환경에서 쉽게 분해되어 폐기물 문제를 해결할 수 있고, 기존 플라스틱과 유사한 물성을 갖추면서도 환경친화적이라는 장점이 있습니다.

 

이러한 배경에서 LG화학이 개발 중인 3HP(3-Hydroxypropionic acid) 기반 생분해성 플라스틱은 주목을 받고 있습니다. 3HP는 옥수수 성분의 포도당과 비정제 글리세롤 등 식물성 유래 원료의 미생물 발효 공정으로 생산되는 친환경 물질로, 기존 합성수지와 동등한 물성을 구현하면서도 생분해성이 뛰어납니다. 따라서 3HP 기반 생분해성 플라스틱은 다양한 일회용품 소재를 대체할 수 있는 차세대 플랫폼 케미컬로 주목받고 있습니다.

3HP 기반 생분해성 플라스틱의 특징

3HP, 즉 3-Hydroxypropionic acid는 생분해성 플라스틱의 핵심 원료로 개발되고 있는 바이오 기반의 친환경 화학물질입니다. 3HP는 옥수수 성분의 포도당과 비정제 글리세롤 등 식물성 유래 원료를 이용한 미생물 발효 공정을 통해 생산됩니다. 이로 인해 3HP는 기존 석유화학 기반 플라스틱에 비해 지속가능성이 높은 대안으로 주목받고 있습니다.

 

3HP의 핵심적인 특성은 생분해성과 다양성입니다. 3HP 기반 플라스틱은 수개월 내에 생분해되어 기존 비생분해성 플라스틱으로 인한 폐기물 문제를 해결할 수 있습니다. 동시에 3HP 플라스틱은 합성수지와 유사한 기계적 물성을 가지고 있어 다양한 일회용품 소재로 활용될 수 있습니다.

 

기존 플라스틱과 비교했을 때, 3HP 기반 생분해성 플라스틱의 가장 큰 장점은 환경친화성과 탄소 발자국 감소입니다. 재생 가능한 식물성 원료에서 유래하고 생분해되는 3HP 플라스틱은 환경적 영향이 훨씬 낮습니다. 이를 통해 플라스틱 폐기물 문제 해결에 기여할 수 있습니다.

기능적인 측면에서도 3HP 플라스틱은 기존 플라스틱과 동등하거나 더 우수한 유연성과 성능을 발휘할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 일회용품 소재를 대체할 수 있으며, 기존 화학물질 대비 독성 물질 함량이 낮아 알레르기 반응 위험도 낮출 수 있습니다.

 

결과적으로 3HP를 생분해성 플라스틱의 핵심 원료로 개발하는 것은 보다 지속가능하고 환경친화적인 미래를 만들어가는 중요한 계기가 될 것입니다. 3HP 플라스틱의 독특한 특성을 활용하여 전 세계적인 플라스틱 폐기물 문제 해결과 더불어 기존 석유화학 플라스틱에 대한 대안을 제시할 수 있을 것으로 기대됩니다.

생분해성 플라스틱의 핵심 원료, 3HP의 모든 것

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산업화 현황 - 3HP 기반 생분해성 플라스틱 산업 동향

3HP 기반 생분해성 플라스틱 산업은 최근 빠르게 성장하고 있습니다. LG화학과 GS칼텍스가 선도적인 역할을 하고 있는데, 두 기업은 2023년 10월 3HP 공동사업 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했습니다.

 

이번 협약에 따라 LG화학과 GS칼텍스는 3HP 공동사업 모델을 함께 검토하며, 향후 생분해성 소재와 바이오 플라스틱 시장 상황을 고려해 공동사업 확대를 위한 합작법인 설립도 검토할 예정입니다. LG화학은 세계 최고 수준의 3HP 발효 기술을 보유하고 있으며, GS칼텍스는 분리정제 공정 기술과 스케일업 역량을 갖추고 있어 두 기업의 협력을 통해 시너지가 기대됩니다.

 

특히 GS칼텍스는 2022년 7월 여수 공장에 3HP 실증플랜트를 완공하고, 2024년 1분기 내 본격적인 시제품 생산을 목표로 하고 있습니다. 이는 전 세계적으로 3HP 기술 개발이 진행되고는 있지만 아직 상용화된 사례가 없는 가운데, 세계 최초의 3HP 상용화 사례가 될 것으로 기대됩니다.

 

이 외에도 일부 국내외 기업들이 3HP 기반 생분해성 플라스틱 개발에 나서고 있습니다. 예를 들어 일본의 도레이는 옥수수 유래 3HP로 만든 생분해성 플라스틱 소재를 선보이고 있으며, 국내 기업 sk케미컬도 3HP 기반 생분해성 플라스틱 제품 개발에 박차를 가하고 있습니다.

종합적으로 3HP 기반 생분해성 플라스틱 시장은 아직 초기 단계이지만, 다양한 기업들이 상용화를 위해 노력하고 있는 것으로 보입니다. 특히 LG화학과 GS칼텍스의 적극적인 협력과 투자로 향후 기술 수준이 크게 향상되고 상용화가 가속화될 것으로 기대됩니다.

장애 요인 및 과제 - 생산 원가 및 경제성 문제

3HP 기반 생분해성 플라스틱 산업화의 가장 큰 장애 요인은 생산 원가와 경제성 문제입니다. 현재 3HP는 상용화 초기 단계이기 때문에 대량 생산 기술이 확립되지 않아 제조 비용이 높은 편입니다. 이를 해결하기 위해서는 3HP 발효 및 정제 공정의 효율성을 높이고, 규모의 경제를 달성할 수 있는 생산기술 개발이 필요할 것입니다.

 

또한 3HP 기반 플라스틱은 기존 석유계 플라스틱에 비해 성능과 물성이 다소 부족한 경우가 있습니다. 이를 해결하기 위해 3HP의 물성 개선과 더불어 다양한 응용 제품 개발이 필요할 것으로 보입니다. 특히 합성수지와 동등한 수준의 기계적 특성과 내구성을 확보하는 것도 과제라고 할 수 있습니다.

 

한편, 3HP 기반 생분해성 플라스틱의 상용화를 위해서는 일반 소비자들의 인식 제고와 수요 창출이 중요합니다. 이를 위해서는 정부와 기업의 적극적인 홍보와 교육이 필요합니다. 또한 플라스틱 폐기물 저감을 위한 규제 강화와 더불어 생분해성 플라스틱 사용 활성화를 위한 각종 인센티브 제도 마련이 중요할 것으로 보입니다.

 

생분해성 플라스틱 개발의 미래

3HP 기반 생분해성 플라스틱은 기존 플라스틱의 환경문제를 해결하고 지속가능한 발전을 이루는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. 이를 통해 플라스틱 폐기물 감소와 순환경제 실현, 그리고 탄소 배출 저감에 기여할 수 있습니다. 또한 LG화학의 ESG 경영 강화에도 도움이 될 것으로 보입니다.

 

LG화학과 GS칼텍스의 3HP 상용화 협력은 세계 최초의 사례가 될 것으로 기대됩니다. 두 기업의 기술과 역량을 결합함으로써 3HP 생산 기술의 고도화와 상업화가 가속화될 것으로 전망됩니다. 이를 통해 다양한 일회용품 소재를 대체할 수 있는 친환경 플라스틱 개발이 가능해질 것입니다.

 

그러나 생분해성 플라스틱 산업화를 위해서는 아직 해결해야 할 과제가 있습니다. 생산 원가와 경제성 문제, 기술적 한계 등이 단기적인 장애 요인으로 작용할 수 있습니다. 또한 소비자의 인식 제고와 수요 창출, 정부의 정책적 지원 등 종합적인 대책 마련이 필요할 것입니다.

 

이러한 노력을 통해 3HP 기반 생분해성 플라스틱이 상용화되고 보편화된다면, 환경 문제 해결과 탄소 중립 실현에 기여할 수 있을 것입니다. 나아가 지속가능한 미래를 위한 핵심 기술로 자리매김할 것으로 기대됩니다.

생분해성 플라스틱의 핵심 원료, 3HP의 모든 것