WHITE가 대세! ALL WHITE, 화이트바이오 산업

WHITE가 대세! ALL WHITE, 화이트바이오 산업

대학생신재생에너지기자단 19기 김수정, 19기 이희정

우리는 지금까지 석유화학 산업을 통해 많은 발전을 이뤘다. 그러나 플라스틱사용 급증으로 인한 폐플라스틱, 온실가스 배출 문제 등으로 인류는 다시 한번 위기를 직면하게 되었다. 이러한 시점에서 우리는 이 문제들을 해결하기 위해 화이트바이오산업에 주목했다. 미래 사회를 이끌어갈 화이트바이오 산업에 대해 알아보자.

화이트바이오 산업의 개괄

“화이트 바이오산업”은 바이오 화학 산업이라고도 부르며 탄소 기반의 화학제품을 대체하는 ‘깨끗함’을 상징한다. 식물 등 재생 가능한 자원을 이용하거나 미생물, 효소 등을 활용하여 기존의 화학산업의 소재를 바이오 기반으로 대체하는 산업이다. 

 

[자료1. 화이트바이오 대표 이미지 ]

출처: 픽사베이

이에 따라 연료, 플라스틱, 개인 생활용 제품, 시약 효소 등 다양한 제품이 바이오 기반으로 대체될 수 있다. 화이트바이오제품들은 기존의 석유화학산업과 비교했을 때 생산 과정에서의 이산화탄소 배출량도 적지만, 바이오산업의 원료인 식물 등의 바이오매스가 이산화탄소를 흡수하기 때문에 탄소중립적이다. 따라서 최근에는 환경오염 해결을 위한 대안으로 화이트바이오 산업에 대한 관심이 높아지고 있으며 이에 대해 미생물, 효소 등 바이오 제품을 활용한 화이트바이오 제품 시장 출시도 활발해졌다. 화이트바이오산업은 '바이오연료->바이오플라스틱->바이오 기반 정밀.특수화학 제품'의 분야로 발전 중이며 앞으로 유전자가위 등의 바이오 신기술과 접목하여 제품 확장 등의 신시장을 창출할 것이다.

지금까지의 국내 화이트바이오산업은 아직 산업 형성 초기단계로 상용화의 실적이 미미한 상태였다. 플라스틱의 사용규제, 유전자 변형기술 규제는 엄격하지만 화이트 바이오 제품의 보급 및 확산을 위한 제도, R&D 등의 지원이 부족했기 때문이다. 실제로 2019년 기준 정부의 바이오분야 R&D 투자비율에서 화이트바이오산업은 7%에 불과했다. R&D 소재 산업으로 신소재 개발에 많은 비용이 소요되고 있지만 소규모 과제 중심의 지원이기 때문에 사업화 지원 및 민간투자를 유인하기에는 부족하였다는 지적이다.

정부의 화이트바이오 산업 활성화 전략

화이트 바이오 산업은 독일계 BASF, 미국의 Dupont 처럼 주요 선진국 기업들의 시장선점 및 투자 확대로 글로벌 시장의 바이오 플라스틱, 바이오 기반 정밀 특수 화학 분야에 매우 앞서있다. 이에 정부도 적극적인 활성화 전략을 펼쳐 한국도 화이트 바이오 초기 시장 창출과 핵심기술 확보로 글로벌 경쟁력을 제고하겠다는 비전을 세웠다.

 

[자료2. 산업통상자원부 화이트바이오산업 활성화 전략(과제)]

출처: 산업통상자원부

비전을 실현하기 위해 고안한 주요 과제는 3가지 축으로 구성됐다. 국내 기업들의 활발한 연구로써 어느 정도 발전을 이룬 바이오 플라스틱 분야는 개발-보급 확대를 목표로 두어 ①소재, 제품화할 수 있도록 기술개발을 지원하고, ②실증사업 효용성 검증과 지자체 시범 확대 등을 통해 단계적으로 사용이 확대될 수 있도록 유도하며, ③바이오 플라스틱 인증제 운영을 현실화 해 바이오플라스틱 사용을 촉진할 기반을 제고하도록 하였다. 한편 아직까지는 연구 수준에 미치는 정밀 특수 화학 분야에 대해서는 고부가가치 제품 중심 밸류체인 강화를 목표로 설정하여 신기술 개발 위주의 R&D 지원을 늘리는 계획을 택했다. 마지막으로 정부는 화이트바이오 산업의 전반적인 생태계를 활성화하기 위해 인프라 구축을 통해 상용화와 사업화를 지원하고 해외시장을 개척할 수 있는 지원과 함께 인재양성 교육 프로그램을 마련하겠다는 대안을 냈다. 이처럼 정부가 내놓은 활성화 전략을 따라 산업과 시장에서 국내 기업들이 얼만큼의 진전을 보일 것인지 귀추가 주목된다.

 

국내 화이트바이오 산업의 현황과 성과

국내 화이트 바이오 산업은 바이오 연료와 바이오 플라스틱 이 두 기술을 중점으로 가장 두각을 나타내고 있다. 국내 기업들은 바이오 연료와 바이오 플라스틱 기술을 어떻게 선점해가고 있으며 정부의 화이트 바이오 산업 활성화 전략에 부응할 수 있는 성과를 보였을지 궁금하다.

(1)바이오 연료

콩기름, 유채기름, 폐식물기름과 같은 식물성 기름을 원료로 하여 생산하는 바이오 연료는, 경유를 사용하는 디젤 자동차 경유에 혼합하여 쓰거나 또는 그 자체로의 차량 연료로 사용된다. 현재 정부는 정유사가 공급하는 경유에 바이오 연료 3%를 의무적으로 혼합하도록 규제하고 있고 오는 7월부터는 비율을 3.5%로 상향, 2030년에는 5%까지 끌어올릴 계획이다. 이에 따라 기업들은 원가경쟁력을 확보하기 위해 바이오 연료를 직접 생산하는 체계를 갖추려는 시도를 보인다.

화이트바이오 산업에 적극 진출함으로써 그 시도에 박차를 가한 현대오일뱅크는 화이트바이오 공장 건설 기반작업에 착수하여 이르면 내년부터는 사업에 본격 진출할 것으로 보인다. 이 공장에서 연간 13만t의 자가 수요를 충족하는 바이오연료가 생산될 것이며, 팜슬러지 등 저가 원료에 수소를 첨가한 차세대 바이오항공유로써 2023년부터 국제민간항공기구에 보급할 계획이다. 이는 정유업계 체질 전환의 신호탄으로 볼 수 있다. 탄소 저감을 위해 국내 정유사 중 처음으로 '그린 밸류체인(가치사슬)'을 구축한 현대오일뱅크는 앞으로 바이오디젤을 포함한 재생에너지 사업과 석유화학 사업으로 전환하는 큰 성과를 낼 것이다.

(2)바이오 플라스틱

바이오 플라스틱은 생분해성 플라스틱으로, 최근 들어 가장 활발한 연구로써 뜨거운 관심과 기대를 한 몸에 받는 분야가 됐다. 미생물의 체내에 있는 폴리에스터(과립자로 저장돼있는 고분자 폴리에스터류)를 합성하여 만들어지는 바이오 플라스틱은 토양 중의 세균에 의해 분해될 수 있는 생물학적 활성을 가지게 돼 매립 과정에서도 아무런 환경오염을 미치지 않는 친환경 플라스틱이 될 수 있다. 그 중 미생물 합성계 형태 소재로써 여러 바이오 플라스틱 소재들 중에서도 생분해성이 독보적인 PHA 소재는, 토양의 세균에 의해서만 분해되는 것이 아니라 해양에서까지 6개월이면 생분해된다는 장점으로 각광을 받고 있다. PHA는 기술 확보에 있어 어려움이 있지만 기존 석유계 플라스틱 분야(비닐, 플라스틱 포장재 등)를 대체해 폭넓게 적용할 수 있다.

환경위기, 탄소 저감 시대에 절대 거부할 수 없는 PHA 소재를 향한 국내 기업의 관심은 당연히 뜨거웠다. 그중에서도 효소 분야 국내 선두주자였던 CJ제일제당이 PHA 기술을 선점함에 따라 자기업의 기술로 PHA 소재를 생산, 시제품인 식품 포장재에 적용하는 혁신을 이뤘다. 이러한 성과는 PHA를 시중 제품의 식품 포장 비닐에 적용한 세계 최초의 사례였기 때문에 더욱 의미가 있다.

 

[자료3. CJ제일제당 PHA기술적용 포장재]

출처:CJ제일제당  

앞으로는 사진에 나온 두부 포장재처럼 생분해성 소재의 투명 비닐로 싸인 제품이 유통될 것이다. 친환경 경영으로서 기존의 석유계 포장재를 생분해 가능한 친환경 소재로 교체한 이번 사업을 통해 연간 약 50t의 플라스틱 사용을 줄일 수 있게 됐다. 현재 PHA 관련 기술과 양산 기술을 모두 보유한 기업은 CJ제일제당, 일본의 카네카, 미국의 다니머 3곳뿐이라 앞으로의 발전이 더욱 기대되는 대목이다. 또한 CJ제일제당 기존의 식품 사업에 화이트바이오 기술을 결합한 이번 사업이 시너지를 발휘하기에 충분했던 전략으로 평가되어 산업의 다각화를 도모하는 타기업들에게도 좋은 본보기가 되리라 생각한다.

이렇듯 ESG 경영, 산업의 다각화(고부가가치화)로써 새로운 먹거리를 찾으려는 기업들의 움직임이 정부의 화이트바이오 산업 활성화 전략에 탄력을 받으면서 화이트바이오 산업 진흥에 본격 힘을 실어가고 있다.

국내 화이트바이오 산업의 미래

화이트 바이오산업은 ‘친환경’을 기반으로 성장하는 산업인 만큼, 정부는 기업의 시장 창출을 위해 민간 투자를 견인해야 하며 상용화가 이루어지도록 정부 R&D 지원 확대 등 여러 규제 개선이 필요하다. 과거 제도적 한계에도 불구하고 산자부의 새로운 전략과 기업 내의 다각화 전락이 조화를 이루며 성공적인 성과를 보인 앞선 사례들이 있다. 이와 더불어 지난 2일 GS칼텍스, CJ, 대상, 롯데케미칼, 애경유화 등 10여 개의 국내 바이오기업과 석유화학기업이 화이트 바이오산업 경쟁력 강화를 위해 손을 맞잡아 ‘화이트 바이오 연대협력 협의체’를 발족하였다. 이러한 성과들은 국내 화이트 바이오 산업 경쟁력 강화를 위한 노력과 결합하여 우리나라의 화이트 바이오 산업에 유의미한 변화를 가져올 것이다.

 

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참고문헌

[화이트바이오 산업의 개괄]

1) 산업통상자원부, "화이트바이오산업 활성화 전략",p1~2, 2020.12.3

[정부의 화이트바이오 산업 활성화 전략]

1) 산업통상자원부, "화이트바이오산업 활성화 전략",p8, 2020.12.3

[국내 화이트바이오 산업의 현황과 성과]

(1)바이오연료

1) “바이오디젤”,네이버 지식백과 한경 경제용어사전, 20180319,terms.naver.com/entry.naver?cid=42107&docId=2075460&categoryId=42107

2) 서영욱,”현대중공업그룹 ‘화이트 바이오’사업 진출..제약사업도 검토”,뉴스핌, 2021.3.25,www.newspim.com/news/view/20210325001268

3) 최근도,”현대오일뱅크, 2200억 투자…’화이트 바이오’ 사업 본격화”,매일경제,2021.3.30, www.mk.co.kr/news/business/view/2021/03/303160/

4) 최만수,”현대오일뱅크, 정유업계 최초로 ‘그린 밸류체인’구축 나선다”,한국경제,2021.3.31,www.hankyung.com/economy/article/202103315173i

(2)바이오플라스틱

1) 김지연,“시너지 창출하자...바이오 키우는 식품업계”,연합인포맥스,2021.3.17, https://news.einfomax.co.kr/news/articleView.html?idxno=4137384

2) 김타영,”잘 썩는 친환경 플라스틱이 뜬다”,FORTUNE KOREA,2021.3.26,www.fortunekorea.co.kr/news/articleView.html?idxno=13343

3) 김태헌,”CJ제일제당, ‘생분해 소재’식품 포장에 적용…PHA소재 사용 세계 최초”,아이뉴스24, 2021.4.1,www.inews24.com/view/1354862

4) “생분해성 플라스틱”,네이버 지식백과 미생물학 백과,terms.naver.com/entry.naver?docId=6212248&cid=61232&categoryId=61232

5) 이민우,"친환경 경영 집중 CJ제일제당, ‘화이트 바이오시대’정조준”, 아시아경제,2021.2.16,view.asiae.co.kr/article/2021021608123605057

[국내 화이트바이오 산업의 미래]

1) 산업통상자원부, "화이트바이오산업 활성화 전략",p3,p5,p16, 2020.12.3

2) 산업통상자원부,"폐플라스틱 문제, 화이트바이오가 해결합니다", 2021.4.2,www.motie.go.kr/motie/ne/motienewse/Motienews/bbs/bbsView.do?bbs_cd_n=2&bbs_seq_n=155117703