하수구가 '플라스틱 유전'으로…폐수로 만드는 바이오플라스틱, 국가 로드맵 수립할 때 > 환경

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버려지던 하수·폐수로 미세조류 키워 생분해 플라스틱 생산…'순환 경제' 실현할 아이디어?

정부·지자체·민간 3단계 로드맵 통해 10년 내 상용화 목표로 추진 제안…초기 시장 창출 관건

플라스틱 오염 문제의 혁신적인 해법으로 '하수 연계형 조류 바이오플라스틱' 상용화 아이디어에 관심이 간다. 도시와 공장에서 버려지던 폐수를 영양분 삼아 미세조류를 대량 배양하고, 이를 원료로 썩는 플라스틱을 만드는 이 아이디어가 실현되면 하수 및 폐수를 자원으로 바꾸는 순환 경제의 핵심 모델이 될 수 있다.

폐수가 '녹색 황금'으로…비용은 낮추고 탄소는 잡고

이 기술의 핵심은 발상의 전환에 있다. 기존 하수처리의 골칫거리였던 질소와 인은 미세조류에게는 성장에 필수적인 '먹이'다. 미세조류를 하수처리 과정에 투입하면, 비싼 비용을 들여 영양염류를 제거하는 3차 처리 공정을 대체하면서 동시에 바이오플라스틱의 원료인 조류 바이오매스를 얻을 수 있다. 이는 원료 비용을 획기적으로 절감하는 동시에 수질 정화 효과까지 거두는 일석이조의 효과를 낸다.  

나아가 미세조류는 광합성 과정에서 막대한 양의 이산화탄소를 흡수한다. 발전소나 공장에서 나오는 배기가스를 미세조류 배양 시설에 공급하면, 미세조류 100톤 생산 시 약 183톤의 이산화탄소를 고정할 수 있다. 이는 탄소중립 목표 달성에도 기여하는 강력한 친환경 솔루션이다.  

이렇게 수확된 미세조류는 발효, 중합 등 다양한 공정을 거쳐 폴리락트산(PLA)이나 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)와 같은 바이오플라스틱으로 재탄생한다. 특히 PHA는 바다에서도 분해되는 특성 덕분에 해양 플라스틱 문제의 근본적인 대안으로 주목받고 있다.  

가격 경쟁력, 아직은 '넘사벽'…'틈새시장' 공략이 우선

장밋빛 전망만 있는 것은 아니다. 가장 큰 현실적 장벽은 '가격'이다. 현재 바이오플라스틱인 PLA와 PHA의 생산 단가는 톤당 각각 2,000~8,000달러 수준으로, 1,000달러대의 기존 석유화학 플라스틱(PP, PET 등)에 비해 최대 5배 이상 비싸다. 내열성이나 강도 등 일부 물성도 아직은 기존 플라스틱에 미치지 못한다.  

따라서 전문가는 전면적인 대체보다는 '생분해성'이 핵심 기능이 되는 특정 시장을 우선 공략하는 '비치헤드(beachhead)' 전략이 필요하다고 조언한다. 음식물에 오염돼 재활용이 어려운 일회용 식기류, 사용 후 수거가 힘든 농업용 멀칭 필름 등이 대표적이다. 이 틈새시장에서 규모의 경제를 달성해 생산 단가를 낮추고, 기술을 고도화해 점차 시장을 넓혀가야 한다는 것이다.  

정부·지자체·민간 '삼각편대'…10년 로드맵 가동해야

이 같은 과제를 해결하기 위해 정부, 지자체, 민간의 역할을 명확히 구분한 3단계 실행 계획이 필요하다.

◇ 1단계 (1~3년): 기반 구축 및 리스크 완화

이 시기에는 정부가 주도적으로 '폐자원-바이오플라스틱' R&D 플래그십 프로그램을 가동해 핵심 원천 기술을 확보하는 데 주력한다. 특히 하수 환경에 강한 '슈퍼 균주' 개발과 에너지 소모가 큰 수확 공정의 효율을 높이는 기술이 핵심 과제다. 지자체는 관내 하수처리장을 기업과 연구소의 '테스트베드'로 제공하고, 민간 벤처캐피털(VC)은 기술력을 갖춘 스타트업에 대한 초기 투자를 확대한다.  

◇ 2단계 (4~7년): 규모 확장 및 인프라 구축

파일럿 성공을 바탕으로 상업 생산에 돌입하는 단계다. 정부는 공공기관이 바이오플라스틱 제품을 의무적으로 구매하는 '녹색 공공조달' 제도를 도입해 안정적인 초기 시장을 만들어준다. 민간 대기업과 금융권은 프로젝트 파이낸싱(PF)을 통해 수천억 원 규모의 상업용 플랜트 건설을 주도하고, 정부는 대출 보증 등으로 금융 리스크를 덜어준다. 지자체는 바이오플라스틱 전용 분리수거 체계와 산업용 퇴비화 시설을 구축해 순환 경제의 마지막 퍼즐을 맞춘다.  

◇ 3단계 (8~10년 이상): 자생적 생태계 완성

정부의 직접 지원에서 벗어나 시장 원리에 따라 산업이 자생적으로 성장하는 단계다. 정부는 유럽연합(EU)처럼 재활용되지 않는 플라스틱에 세금을 부과하는 '플라스틱세'나 탄소세 도입을 검토해 바이오플라스틱의 가격 경쟁력을 간접적으로 지원한다. CJ제일제당, LG화학 등 이미 이 분야에 대규모 투자를 단행한 국내 대기업들은 차세대 고성능 바이오플라스틱 R&D와 글로벌 M&A를 통해 시장 지배력을 강화해 나간다.  

하수 및 폐수 연계 바이오플라스틱은 단순히 플라스틱을 대체하는 것을 넘어, 하수 및 폐수 처리, 온실가스 감축, 신산업 육성이라는 세 마리 토끼를 동시에 잡는 혁신 모델이며 로드맵의 성공적인 이행은 대한민국이 순환 경제 선도국으로 도약하는 중요한 시금석이 될 것으로 기대된다.

(이 기사는 제미나이 AI를 활용해 초안을 작성하고, 정화일 기자가 최종 편집·검토하고 수정, 보완, 추가 했습니다)