플라스틱 재활용의 대전환

매년 823만t 규모 폐플라스틱 발생
281만t은 재활용 안 되고 소각·매립
現 재활용방식 품질·횟수 제약 많아

석유 제품 만드는 ‘열분해’ 대안 부상
분리·세척 없이 대부분 연료화 가능
2030년까지 90만t 열분해 추진 나서

지난달 국민권익위원회 조사에서 국민의 97.8%가 플라스틱 폐기물로 인한 환경 오염이 ‘심각하다’고 인식하는 것으로 나타났다. 이 중 81.3%는 기업의 플라스틱 폐기물 감축 의무 강화에 찬성했다. 그러나 응답자의 74.8%는 1주일에 2∼3회 이상 일회용 플라스틱 용기를 사용했고, 특히 24.8%는 매일 1개 이상을 쓴다고 답했다.

우리 사회가 플라스틱에 포위돼 있다. 생활의 편리함으로 사용을 줄이는 게 쉽지 않다. 더욱이 코로나19로 감소 추세이던 플라스틱 사용이 급증했다. 반면 우리나라의 재활용 시스템은 나아가지 못했다. 불안한 재활용시장과 다양한 플라스틱 재질 등에 제동이 걸렸다. 이런 가운데 환경부가 폐플라스틱을 열분해해 원유·가스를 생산하는 정책을 추진한다. 물질 재활용이 가능한 품질 좋은 폐플라스틱이 아닌 소각·매립 대상을 활용할 수 있게 된 것이다. 경험하지 못한 ‘도시유전(油田)’이 가시화하고 있다. 도시유전은 배출가스가 없어 탄소중립에도 기여할 수 있다. 폐플라스틱 재활용의 전환이 시작됐다.

●코로나 영향 플라스틱 사용량 급증

24일 환경부에 따르면 2018년 기준 국내 폐플라스틱 발생량은 823만t에 달한다. 사업장폐기물이 전체의 54%인 443만t으로 가장 많고 생활계폐기물이 39%(323만t), 건설폐기물이 8%(67만t)를 차지하고 있다. 폐플라스틱의 66%(542만t)는 재활용되지만 여전히 34%(281만t)는 소각·매립되고 있다. 코로나19로 비대면이 강화되면서 플라스틱 사용량이 급증했다. 지난해 12월 기준 택배 물량은 전년 같은 기간 대비 약 20%, 음식 배달은 약 75% 늘어난 것으로 집계됐다. 이로 인해 폐플라스틱 발생이 15%, 폐비닐은 11% 증가했다. 정부가 플라스틱 원천 감량과 재활용 확대 정책을 강화하면서 투명 페트병을 활용한 의류 생산 등 일정 성과를 거뒀지만 확산성이 떨어졌다. 더욱이 소각장 및 매립장 건설은 환경 문제에 발목이 잡히고 순환경제에도 부합하지 않는다.

플라스틱 재활용은 물리적·화학적 재활용으로 나뉜다. 현재 우리나라의 대부분 재활용은 폐플라스틱을 녹여 섬유나 파이트·재생 플라스틱 등을 만드는 물리적(물질) 재활용 방식이다. 여기에 고형연료(SRF)와 시멘트 소성로, 소각 등 열적 재활용이 더해진다. 다만 물리적 방식은 재질별로 방식이 상이한 데다 품질 저하 등의 문제로 재활용 횟수가 제한적이다.

화학적 재활용은 플라스틱에 열을 가해 생산된 열분해유를 석유·화학 제품의 원료로 사용하는 방식이다. ‘소각’과 전혀 다르다. 열을 가하지만 산소 공급을 차단해 타지 않고 분해가 되면서 기름으로 바뀐다. 폐플라스틱이 태초의 모습으로 돌아가는 것이다. 생산된 열해유는 원유와 성분 차이가 있지만 오히려 황 등 불순물이 적어 다양한 활용이 가능하다는 분석이다. 열분해는 컴퓨터 자판이나 가전제품 등 열경화성(열을 가하면 딱딱해지는) 자재를 제외한 모든 플라스틱을 사용할 수 있다. 분리나 세척 등 별도 과정이 필요 없어 배출 불편을 최소화할 수 있다. 방치돼 농촌의 환경 훼손 및 산불의 불쏘시개 역할 등을 했던 농업 폐기물도 활용가능한 자원으로서 가치를 인정받을 수 있게 된다.

현재 국내에는 민간 분야에서 생활계폐기물을 대상으로 저품질 연료유를 생산하고 있다. 전국적으로 11개 열분해시설이 가동 중인데 생산량은 1만t 수준에 불과하다. 이곳에서 생산된 열분해유는 주로 연료 용도로 사용되고 있다.

●환경부 “신기술 연구개발 등 지원”

지난 6월 사업화를 추진 중인 폐플라스틱 열분해 연구시설 등을 방문한 한정애 환경부 장관은 “폐기물 분야 탄소중립과 순환경제 실현을 위해 소각·매립되는 폐플라스틱을 열분해 및 가스화해 재활용하는 것이 매우 필요하다”며 “신기술 연구개발 등을 지원해 활성화를 뒷받침할 계획”이라고 밝혔다.

환경부의 ‘폐플라스틱 열분해 활성화 방안’에 따르면 2030년까지 국내 폐플라스틱 발생량의 10%인 90만t을 생산한다는 계획이다. 지방자치단체가 20만t, 대기업이 60만t, 재활용업계가 10만t을 분담한다. 이를 위해 올해부터 제도적 기반 마련에 나선다.

현재 열분해유는 발전용 연료와 같은 산업용 에너지원으로만 사용할 수 있도록 제한돼 있다. 이에 따라 석유화학 원료로 사용할 수 있도록 폐기물관리법을 개정할 계획이다. 열분해시설을 재활용시설로 분류하고 폐비닐 열분해유를 화학원료로 사용 시 순환자원으로 인정하기로 했다. 또 재생원료 사용비율에 따라 플라스틱 제품의 폐기물 부담금을 전액 면제하고 열분해유에 대한 지원금 신설 및 분담금 감면도 추진한다. 열분해유·가스 생산·사용에 따른 국내 온실가스 감축 효과를 인정하는 인센티브도 마련했다.

정부는 특히 폐플라스틱의 차질 없는 공급을 위해 수도권 2기를 비롯해 권역별 비축시설을 구축하고 업계와의 공급협약 체결을 통해 안정적인 수급체계를 마련키로 했다. 폐비닐류 선별을 위한 시설을 2030년까지 50곳 설치하고, 종량제 봉투에서 폐비닐을 분리하는 파봉·선별시설도 30곳을 구축할 계획이다.

홍동곤 환경부 자원순환정책관은 “열분해유 활성화를 위해서는 현재 60%인 수율을 높일 수 있는 연구와 석유화학 원료로 사용할 수 있는 시설 확대가 필요하다”며 “빠르면 2024년 상용화가 가능할 전망”이라고 소개했다. 그는 이어 “열분해유에 이어 중장기적으로 열분해가스를 활용해 수소를 생산하는 후속 조치를 검토하고 있다”고 밝혔다.

남은 과제는 석유사업법이다. 현행 체계는 유사석유 생산을 막기 위해 정제 시 원유만 사용할 수 있어 열분해유는 대상이 아니다. 다만 자원순환과 탄소중립이 중요해지면서 법 개정 필요성에 힘이 실리고 있다.

●SK, 울산에 2025년까지 6000억 투자

국내 석유·화학기업들이 열분해유에 눈길을 돌리고 있다. 유럽연합(EU)이 탄소 규제에 나서면서 재생원료 사용이 불가피해졌다. 플라스틱 원료인 납사 생산 세계 5위국으로서 수출에 비상이 걸릴 수밖에 없는 상황이다.

SK종합화학이 투자 계획을 내놨다. 울산에 폐플라스틱을 재활용한 열분해유 생산 시설을 건설한다. 2025년까지 약 6000억원을 투자해 울산미포국가산업단지 내에 축구장 22개 크기인 16만㎡의, 국내 최대 규모 폐플라스틱 재활용시설을 건설할 계획이다.

정유시설을 보유한 SK는 열분해유를 원유와 합쳐서 정제하는 방안을 추진 중인 것으로 알려졌다. 한화와 롯데 등 정유시설이 없는 기업들은 추가 정제를 거친 후 휘발유와 혼합해 생산하는 방식을 검토하며 열분해업체와의 협력을 모색하고 있다.

전문가들은 대기업들의 움직임을 긍정적인 ‘시그널’로 평가한다. 개발과 투자가 뒷받침되면 경제성도 확보할 수 있다는 분석이다.

오세천 공주대 환경공학과 교수는 “열분해유는 경제성을 넘어 기업 생존의 문제와 직결돼 있다”며 “국내 석유화학 기업에는 탄소중립이 만들어 낸 규제이자 기회”라고 평가했다. 오 교수는 이어 “대기업 참여로 투자가 확대된다면 세계 시장을 선도할 수 있는 경쟁력을 확보할 수 있을 것”이라고 강조했다.