바이오플라스틱 가격경쟁력 보완 시급

바이오기반 폴리머의 발전은 소비자의 압력과 새로운 법안에 대한 응답으로 가속화되고 있지만 서로 다른 프로세스의 비용과 그 완제품 특성의 변동은 이 분야 성장을 방해한다. 기술 중 일부는 넓은 스케일 상용화가 전통적인 석유계 플라스틱 비용과 비교했을 때나 어떤 경우에는, 제품의 품질에 의해 제한되고 있다.

바이오기반플라스틱의 수요증가와 개발에도 불구하고, 경제적/비용과 제품특성은 변동된다. 화학보고서에 따르면 바이오기반 폴리머의 발전은 소비자의 압력과 새로운 법안에 대한 응답으로 가속화되고 있지만 서로 다른 프로세스의 비용과 그 완제품 특성의 변동은 이 분야 성장을 방해한다.

바이오 플라스틱이나 바이오폴리머로 언급되는 바이오기반 폴리머는, 재생가능한 자원에서 생산되는 물질이다. 바이오기반 폴리머 재생 원료는 설탕과 탄소화물 바이오제품(씨로 만든 오일과 지방질 기반의 바이오제품, 셀룰로오스 유도체, 단백질 및 바이오매스)을 포함한다. 스타치는 전 세계적으로 다양한 곳에서 나오지만, 옥수수, 감자, 카사바나무 및 사탕수수에서도 얻을 수 있다.

폴리머의 나머지 부분은 화석연료 기반의 탄소에서 나온다. 바이오기반 폴리머는 일반적으로 낮은 CO2 배출량을 가지고 지속가능한 환경친화적 제품을 만들기 위한 노력과 연관돼 있다. 현재, 대부분의 바이오기반 폴리머는 천연고무와 셀룰로오스 물질이다. 천연고무, 셀룰로오스 물질, 셀룰로오스 아세테이트 / 트라이 아세테이트 및 나일론 11은 성숙된 시장에서 오랫동안 확실히 자리를 잡은 제품이다.

2012년, 두 개의 가장 중요한 상업적 생분해성 폴리머는 폴리유산과 스타치 기반의 폴리머였으며 각각 47%와 41%였다. 이 폴리머는 모두 바이오 기반이며 생분해성이다. “바이오기반 폴리머는 현재 세계 총 폴리머 시장의 1% 미만을 차지하고 있지만, 소비자의 수요와 그 수요로 인한 비닐봉투 금지 및 지구온난화 조치법안으로, 바이오폴리머는 시장에서 많은 기회가 생겼다”고 수잔 L. 벨, IHS화학의 연구와 수석 애널리스트 저자는 말했다. 그러나 현재 이러한 기술 중 일부는 넓은 스케일 상용화가 전통적인 석유계 플라스틱 비용과 비교했을 때나 어떤 경우에는, 제품의 품질에 의해 제한되고 있다.

새로운 시판노선의 개발과 바이오기반 공급 원료는 바이오기반 폴리머의 발전을 가속화시키고 있다. 예를 들어, 바이오기반 폴리카보네이트(PC)는 일본 미쓰비시화학과 프랑스 로케트의 공동연구를 포함해 여러 회사들의 관심이 있다. 바이오기반 폴리카보네이트(polycarbonate), Durabio™는 단량체로서 당류 이소솔바이드를 사용하여 개발되었다. 이소솔바이드 폴리카보네이트는 가장 널리 사용되는 엔지니어링 플라스틱인 비스페놀A (2012년 370만 톤의 글로벌 수요) 와는 다른 성질을 가지고 있다.

‘이소솔바이드 폴리카보네이트(polycarbonate)’는 현재 년 300톤만이 공동연구를 통해 생산되지만, 2015년까지 연 2만톤으로 그 생산을 확대 할 계획이다. 분석결과, BPA 기반 폴리카보네이트(polycarbonate)의 세계 생산 규모에 필적하는 규모로 상용화하기 위해서는 높은 비용이라는 어려움을 극복해야 한다. 그러나, 폴리부틸렌숙시네이트 (PBS)와 같은 다른 플라스틱 기반제품, 바이오기반의 대안은 실제로 석유에서 나온 규격 보다 덜 비싸다. PBS는 1, 4-부탄디올(BDO) 및 숙신산으로 제조한 생분해성 폴리에스테르이다.

이는 식품 및 음료용기 및 엔지니어링 애플리케이션에 사용되는 합성섬유 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET),폴리에스테르 등의 고분자 수지와 유사한 특성을 갖는다. 오늘날, 단량체는 일반적으로 석유계 자원으로부터 생산된다. 현재 PBS 시장은 PBS의 비교적 높은 비용 때문에 작다. 그러나, 바이오기반 숙신산 및 바이오기반 BDO의 최근 발전으로 PBS는 재생원료를 사용하여 제조될 수 있고, 몇몇 회사들은 현재 바이오기반 PBS를 개발하고 있다.

미쓰비시화학은 예를들어, Genomatica(바이오기초공급원료 BDO)와 BioAmber(바이오기반 숙신산공급 원료)과 함께 공동연구를 한다. 태국에 건설하는 PBS 공장은 2014년 완공예정이고 연 2만톤을 생산할 예정이다. HIS화학의 기술경제 분석에 따르면 바이오기반 PBS는 석유계 PBS 보다 실질적으로 낮은 순생산비가 들기 때문에 바이오기반 대안이 생산자들에게는 비용 효율적인 해결책이다. 보고서를 평가하는 또 다른 방법은 세계 최고 생산량인 폴리에틸렌의 경제성에 있다. 전통적으로 화석연료에서 생산된 바이오기반 에틸렌은 상업시장에 진입하는 최초상용 바이오기반 폴리머이며, 상업생산은 2010년에 시작했다.

브라질의 브라스켐은 에탄올을 생산하고 탈수하여 에틸렌기반을 형성하는 사탕수수에 의존하는 바이오기반 폴리에틸렌의 가장 큰 생산자다. “브라스켐에 의해 판매되는 녹색 폴리에틸렌은 석유기반의 폴리에틸렌과 같은 성능의 특성을 가지고 있지만, 에테놀에서 추출한 에틸렌(브라질 사탕수수)이 에테인에서 추출된 에틸렌 보다 비싸다.

북미 가스공급 증가로 인해 에탄 원료의 극적인 가격하락을 볼 수 있다. 현재, 녹색 폴리에틸렌은 석유계 폴리에틸렌 보다 약 15~20% 가격이 높고 이것은 아주 큰 가격차이이다”라고 벨씨는 말했다.

관련 IHS 보고서에 따르면, 북미, 유럽 및 아시아에 있는 생분해성 폴리머(플라스틱)에 대한 수요는, 2012년에 26만9,000톤에서 2017년 약 52만5,000톤으로 증가했고 5년 동안 연평균 성장률은 15% 정도라고 한다. 이 보고서는 퇴비물질 등의 생분해성 폴리머에 초점을 맞추고 있지만, 모든 바이오 기반제품을 포함 하지는 않는다. 생분해성 폴리머는 전체 바이오플라스틱 / 바이오폴리머 시장의 일부이다. 일반적으로 바이오 플라스틱은 바이오기반 또는 생분해성이지만 일부 물질은 두 성질을 다 가지고 있다.

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출처 : 플라스틱 코리아 http://www.plasticskorea.co.kr