플라스틱의 재활용을 중심으로 혁신을 향한 앤트워프 화학 클러스터의 노력이 가시화되고 있다.

이러한 움직임은 입법을 앞둔 유럽연합의 포장 및 포장재 폐기물 규정(PPWR, Packaging and Packaging Waste Regulation)과도 관련이 있다. EU의 포장 및 포장재 폐기물 규정은 지난 3월 입법 기관 간 합의를 거쳐, 이제 유럽 이사회의 최종 승인만을 기다리고 있다. 합의안이 승인되면, 세계 최초로 재생 플라스틱 원료 사용을 의무화하는 법률이 입법돼, 2030년부터 일부 품목*을 제외하고는 역내 제품을 출시하는 모든 기업이 재활용된 원료가 포함된 플라스틱 포장재를 사용해야 한다.

* 주: 우유, 유제품, 와인 등 쉽게 변질되는 음료 용기와 접촉에 민감한 의료기기, 영유아 전용 식품은 적용 예외

네덜란드에 본사를 둔 Rabo 은행의 2024년 7월 보고서에 따르면, 폐기물 규정이 입법되면 법에서 제안하는 2030년 목표를 충족하기 위해 2021년 역내 생산된 재생 플라스틱보다 3배 많은 양이 필요할 것으로 예상된다. 세부적으로는 재생 폴리프로필렌과 폴리에틸렌이 5배, 재생 PET는 2배 규모의 플라스틱이 필요하다. Rabo 은행의 포장재 및 물류 수석 애널리스트인 J 씨는 특히 재생 PET의 경우 수요가 공급을 앞지르는 분기점이 임박해 있다며 시장 안정을 위한 추가 공급 및 정책적인 조치가 필요하다고 강조했다.

이렇게 유럽을 중심으로 재생 플라스틱 시장의 확대가 예상되는 가운데, 유럽 최대 화학 클러스터가 있는 앤트워프는 어떻게 다가오는 재생 플라스틱 시대를 준비하고 있는지 살펴보자.

Indaver, 식품 포장용 고품질 재생 플라스틱 공장 건설

앤트워프에 본사를 둔 벨기에 회사 Indaver는 산업용 폐기물을 수거하고 처리하는 전문 기업이다. 창립 이래 유럽 곳곳에서 용매나 유해 화학물질 등 산업용 폐기물을 주로 처리했으나 2017년부터 플라스틱을 사용하는 고객 기업에 폐쇄 루프식 플라스틱 재활용 순환 솔루션인 Plastic2Chemicals(이하 P2C)을 제공하고 있다. P2C는 현재까지 100개가 넘는 플라스틱 원료를 시험해 다양한 분야의 솔루션을 개발하고 있으며, 재활용 공정의 원료가 되는 플라스틱 쓰레기의 분류, 전처리, 잔류물 처리, 관련 물류까지 플라스틱 재활용의 전 순환 공정에서 서비스를 제공하고 있다.

<참고: EU의 순환경제 모델과 Indaver의 플라스틱 순환 모델>

[자료: 유럽의회 조사처와 Indaver 사 웹사이트]

2024년 10월 1일 Indaver는 앤트워프 항구에 산업용 P2C 공장 설립을 발표했다. 앤트워프에 건설될 P2C 공장에서는 유럽 최초로 식품 포장용 고품질 재생 플라스틱 원료가 산업용 규모로 생산될 예정이다. 해당 공장에서 재활용되는 플라스틱은 두 종류로 요구르트나 요거트 등 주로 유제품 용기로 사용되는 폴리스티렌(polystyrene)과 일상생활에서 주로 사용하는 비닐, 투명한 필름 등을 만드는 데 이용되는 폴리올레핀(polyolefin)이다. 현재 이 두 플라스틱은 식품 포장재로 사용하기에 재생 품질이 적합하지 않아 거의 재활용되고 있지 않은데, Indaver의 자체 열분해 기술을 거쳐 스티렌과 나프타 등 고품질 화학 원료로 전환될 예정이다. 현재 해당 공장의 건설이 시작됐으며 2028년까지는 연간 6만5000 톤의 재생 플라스틱 원료 생산을 목표로 하고 있다.

한편 Indaver는 제품 생산을 위한 플라스틱 폐기물 조달과 생산된 재생 원료의 공급 계약을 이미 마쳤다. 재활용을 위한 폴리스티렌과 폴리올레핀 폐기물 수급을 위해서 2022년 경쟁 입찰을 거쳐 프랑스의 PS25 컨소시엄*과 계약을 체결했으며, 벨기에 가정용 폐기물 처리 기업인 FOST Plus로부터 폴리스티렌과 폴리올레핀을 공급받고 있다. 그리고 이렇게 폐기물을 재활용해 생산된 스티렌과 폴리올레핀은 Trinseo, INEOS Styrolution, TotalEnergies로 공급돼 각각 재생 폴리스티렌 수지, 재생 폴리스티렌, 재생 폴리머로 생산될 예정이다.

* 주: PS25 컨소시엄은 포장재 재활용 솔루션을 위해 비영리 기업인 Citeo와 프랑스 유제품 및 육·가금류 부문 기업들이 공동으로 출범한 합자회사로 연간 1만 톤의 폴리스티렌 포장재 재활용을 목표로 하고 있다.

Synpet Technologies, 남유럽의 플라스틱 폐기물을 활용할 대규모 재활용 공장 설립

앤트워프 화학 클러스터에는 Indaver의 P2C 외에도 화학적 재활용을 이용한 재생 플라스틱 생산시설이 확대되고 있다. 터키-벨기에 기업으로 폐기물 관리 및 재활용 솔루션을 제공하는 Synpet Technologies 사는 글로벌 석유화학 기업 KOLMAR Group과 전략적 파트너십을 맺고 2023년 9월 앤트워프 항구에 폐기물 처리 공장 건설을 위한 투자 계획을 발표했다. 해당 투자를 통해 앤트워프 화학 클러스터에는 연간 18만 톤의 혼합 습식 플라스틱 폐기물을 처리하는 재활용 공장이 건설될 예정으로 2025년 중 가동을 시작해 2030년까지 처리 용량을 72만 톤으로 확장할 계획이다. 이 계약을 통해 KOLMAR 그룹은 Synpet 사의 주요 주주로 재활용 기술로 생산된 재생 나프타에 대한 글로벌 독점 판매 권리를 인수했으며 이를 통해 화학 산업 전반에서 1차 화석 원료를 사용하지 않은 재생 원료를 제공하기 위한 초석을 다지는 중이다.

Synpet 사는 플라스틱 폐기물을 재활용하기 위해 습한 환경에서 특정 압력과 온도를 가한 뒤 물을 시약으로 사용해 플라스틱 및 기타 다양한 폐기물을 분해해 순수한 탄화수소를 얻어내는 독점 기술을 개발했다. 이와 같은 TCP(Thermal Conversion Process) 공정은 열분해나 기화 공정과 달리 폐기물의 분류, 건조 또는 전처리 과정이 필요하지 않으며, 폐기물의 품질을 크게 따지지 않는다는 점에서 효율적이다. Synpet 사에 의하면, 이러한 재활용 공정을 거쳐 재생 나프타, 천연가스, 바이오차(Biochar)* 등을 얻을 수 있다. 한편 해당 기술을 질소나 인 등이 많이 함유된 생활 폐기물이나 하수도의 슬러지 처리에 적용하면 액상 유기 비료를 얻을 수 있다. 해당 기술은 이미 터키 이스탄불에서 15톤 규모 데모 생산을 했고, 독일 인증기관인 TÜV-SUD 및 다양한 석유화학 회사와 함께 테스트와 검증을 거친 상황이다.

* 주: 바이오차는 바이오매스(Biomass)와 숯(Charcoal)의 합성어로, 바이오매스를 제한된 조건에서 350℃ 이상 열분해해 제조한 탄소 함량이 높은 물질이다. 농업에서 비료로 사용하거나 석탄을 대체하는 원료로 사용해 탄소 배출량을 줄일 수 있다.

그 외 플라스틱 혁신 사례들

이 외에도 앤트워프는 유럽 최대 화학 클러스터라는 명성답게 여러 가지 혁신적인 프로젝트가 진행되고 있다. 2020년에는 영국의 Plastic Energy 사가 특허받은 TAC™ 공정을 사용해 TotalEnergies 사와 함께 플라스틱 폐기물로부터 오일(TACOIL)을 얻어 재생 폴리머를 생산하는 파일럿 프로젝트를 앤트워프에서 진행했다. 해당 프로젝트의 성공으로 TotalEnergies는 현재 프랑스 Grandpuits에 연간 1만5000미터톤 분량의 플라스틱 폐기물로 TACOIL을 생산할 수 있으며 화석연료를 사용하지 않는 플랜트를 건설 중이다. 공장이 가동되면 생산된 TACOIL은 앤트워프의 TotalEnergies로 공급돼 화석연료로 만든 폴리머와 동일한 품질을 가진 재생 폴리머 생산에 사용될 예정이다.

한편, 기존 플라스틱을 재활용하는 것이 아니라, 처음부터 화석연료를 사용하지 않은 신소재 플라스틱 개발도 성과를 내고 있다. 2024년 9월 30일 글로벌 해운 기업 MAERSK의 최대 주주인 AP Moller는 15억 유로를 투자해 메탄올로 플라스틱을 생산하는 벤처기업 Vioneo를 설립한다고 발표했다. 2025년 최종 투자 결정을 기다리고 있는 Vioneo의 생산시설은 앤트워프 항구에 위치할 예정으로 2028년부터 상업적 규모로 공장을 가동해 연간 약 30만 톤의 플라스틱을 생산할 계획이다.

2024년 10월 유럽 환경청(EEA, European Environment Agency)이 발표한 보고서에 의하면, 유럽에서 배출되는 전체 온실가스에서 화학 산업이 차지하는 비중은 2021년 기준 5%에 육박한다. 전체 온실가스에 비하면 5%의 비중이 크지 않을 수 있지만 화학 산업은 산업에 필요한 연료뿐만 아니라 원자재까지 화석연료에 의존하고 있어 탈탄소가 어려운 산업 분야로 평가되고 있다. 따라서 앞서 설명한 재생 플라스틱이나 메탄올을 이용한 플라스틱 생산이 화석연료에 대한 화학 산업의 의존도를 줄이고 탄소 감축에도 크게 기여할 것으로 전망된다.

시사점

이렇게 앤트워프를 중심으로 유럽 기업들의 플라스틱 재활용 혁신이 이뤄지는 이유가 무엇일까? 바로 앤트워프가 글로벌 정유 단지 및 화학 회사들이 위치한 산업 클러스터라는 지역적인 전문성과 더불어 앤트워프 항구라는 물류 관련 이점이 있기 때문이다. 앞에서 살펴본 바와 같이 재생 플라스틱 산업은 플라스틱 폐기물을 모으고, 처리하고, 재생하는 공정을 거쳐 다시 기존 화학 산업 공급망에 연결돼야 하는 복잡한 상황에 놓여 있다. 앤트워프 항구는 기존의 플라스틱 펠릿을 생산, 취급, 유통하는 화학 산업의 허브로 재생 플라스틱의 원료가 유통되기에도 최적의 장소다.

하지만 이와 같은 강점에 더해 앤트워프 화학 클러스터는 미래의 재생 가능한 화학 산업 허브가 되기 위해 폐수를 재활용하고, 산업 현장에 재생 에너지를 공급하고, 현장에서 발생하는 탄소를 포집, 저장하는 CCS(Carbon Capture and Storage) 프로젝트를 추진하는 등 산업 생태계 전반에서 탈탄소 혁신을 이어 나가는 중이다.

<참고: 앤트워프의 폐수 재활용 프로젝트 CHERIS H2O>

[자료: 앤트워프 수자원 프로젝트 Wather Krecht ]

<참고: 앤트워프의 폐수 재활용 프로젝트 CHERIS H2O>

[자료: 앤트워프 수자원 프로젝트 Wather Krecht]

서두에서 이야기했던 재활용된 플라스틱 포장재 사용을 의무화하는 EU의 PPWR 외에도 유럽의 기업들은 2050년까지 탄소중립 달성 목표를 위해 추진 중인 그린딜 정책 등 기후 대응을 위한 다양한 도전과제에 직면해 있다. 탄소 감축이라는 기업들이 당면한 과제 앞에서 향후 산업 구조는 재생 가능성을 중심으로 재편될 가능성이 크다. 미래 화학산업에서 허브 역할을 지키기 위해 앤트워프 항구는 폐수 재활용, 재생에너지 사용, 배출된 탄소 포집 저장 등 자체적인 프로젝트들을 추진하고 있다.

우리 기업도 향후 재생 가능성을 중심으로 산업구조가 재편될 것에 대비하기 위해 탄소 저감에 기여할 수 있는 경쟁력 확보가 어느 때보다 필요한 시점이다. 기업의 기술 개발과 혁신, 나아가 에너지, 자원, 장비, 물류 등 관련 산업 생태계 전반의 지속가능성 향상을 위한 통합적인 협력이 필요할 것으로 보인다.

자료: 앤트워프 항구 홈페이지, 앤트워프 수자원 프로젝트 Wather Krecht 홈페이지, RAVO은행, 유럽 환경청, 유럽 의회 조사처, Synpet Technologies 사 홈페이지, Indaver 사 홈페이지, Total energies 사 홈페이지, KOTRA 브뤼셀 무역관 자료 종합