옥수수를 폴리프로필렌으로 만들 수 있을까요? 2026년에 생산에 들어갈 세계 최초의 지속 가능한 바이오프로펜 프로젝트!

바이오 기반 화학물질이나 합성생물학의 중요한 논리는 비석유화학 원료를 활용해 화학물질을 제조하는 것입니다. 특히 바이오프로펜은 큰 기대를 받고 있습니다. 실제로 바이오프로펜은 광범위하게 사용되고 있으며, 데이터에 따르면 2022년 중국의 프로필렌 생산량은 4,333만 8천 톤이었으며, 2023년에는 신규 프로필렌 생산능력이 연간 1,017만 톤으로 증가해 총 6,793만 8천 톤에 도달할 것으로 예상됩니다. 하류의 폴리프로필렌 생산량은 2,965만 5천 톤이며, 전 세계 폴리프로필렌 생산량은 연간 무려 802만 9,650톤에 달해 절대적인 수백억 달러 규모의 시장입니다.

얼마 전 LG는 북미 환경연료기업 Gevo와 공동 R&D 협약을 발표했습니다. 이 협약에 따라 Gevo는 바이오에탄올(Bio-Ethanol)을 활용한 프로필렌(Propylene) 제조 기술을 제공하고, LG화학은 공동 연구 및 공장 건설을 통해 2026년까지 바이오프로펜(Propylene)을 상용화하는 것을 목표로 합니다.

석유화학 대기업 브라스켐은 미국에서 탄소 마이너스 바이오 기반 폴리프로필렌(PP) 생산을 위한 투자를 검토하고 있다고 밝혔으며, 이를 위해 바이오에탄올을 최종적으로 바이오 기반 PP로 전환하는 방안도 모색하고 있습니다.

글로벌 시장조사기관 노바 인스티튜트에 따르면, 바이오 기반 플라스틱 생산량은 2023년에 450만 톤에 도달할 것이며, 2027년까지 연평균 14%씩 성장할 것으로 예상됩니다. 특히 폴리에틸렌과 폴리프로필렌이 가장 큰 비중을 차지하며, 이 시장은 매우 매력적입니다.

폴리프로필렌은 가장 저렴하고 널리 사용되는 플라스틱 중 하나입니다. 이 물질은 흡수성이 없고 내열성과 내충격성이 뛰어나며, 일반적으로 식품에 화학물질이 용출되지 않아 인체 건강에 미치는 해로운 영향이 거의 없습니다.

현재 이 소재는 의료, 자동차, 포장 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있으며, 주로 플라스틱 포장재, 병뚜껑, 요거트 용기 등 일상생활에서 널리 쓰이는 제품들에 사용됩니다.

폴리프로필렌 생산 과정에서 발생하는 탄소 발자국은 다른 많은 종류의 플라스틱보다 훨씬 작습니다. 또한 이 소재는 분해되는 데 걸리는 시간이 훨씬 짧아 약 20~30년밖에 걸리지 않는 반면, 폴리에틸렌이나 폴리스티렌 같은 플라스틱은 500년 이상 걸립니다.

또한 폴리프로필렌은 완전히 재활용 가능하며, 재활용 과정에서 유독성 화학물질을 전혀 배출하지 않습니다. 다만 주목할 점은 폴리프로필렌을 재활용하는 것은 좋은 선택이지만 현재 전 세계적으로 재활용되는 폴리프로필렌은 약 1%에 불과하며, 나머지 대부분은 매립되고 있다는 것입니다.

이러한 특성과 장점 덕분에 이 소재에 대한 관심이 커지고 수요도 증가하고 있습니다. 또한 여러 공정기술 개발업체와 화학제품 제조업체들이 재생 가능한 폴리프로필렌을 적극적으로 탐구하고 있습니다.

최근 루머스 테크놀로지와 시트로닉스 케미컬스는 루머스의 베르데네TM 폴리프로필렌 기술 패키지를 활용해 시트로닉스 케미컬스의 북미 지역 그린 폴리프로필렌 프로그램을 개발하기로 양해각서를 체결했다고 발표했습니다.
루머스는 시트로닉스와 파트너십을 맺게 되어 매우 기쁘며, 이 혁신적이고 지속 가능한 기술을 시장에 선보여 우리 산업의 추가적인 탈탄소화를 촉진할 것입니다.”라고 루머스 테크놀로지의 사장 겸 CEO인 레온 드 브루인은 말했습니다. ‘폴리프로필렌 기술 분야의 선두주자로서, 우리는 시트로닉스의 친환경 탄소 마이너스 폴리프로필렌이 지속 가능한 소재로 만들어진 제품에 대한 증가하는 수요를 충족하도록 ’발판” 역할을 할 수 있습니다."

시트로닉스 케미컬스의 그린 폴리프로필렌은 회사에 따르면 시트로닉스 케미컬스의 E2O 공정을 통해 제조됩니다. 이 공정은 옥수수를 지속 가능한 바이오원료인 에탄올로 가공하고, 광합성을 통해 옥수수가 흡수한 이산화탄소를 액체 제품에 고정하는 방식으로 시작됩니다. 이후 에탄올은 폴리프로필렌, 물 및 부산물로 전환됩니다. 이 공정은 전통적인 화석연료 탄화수소의 사용을 없애고, 제품의 전 생애주기에 걸쳐 탄소 마이너스 균형을 실현합니다.

시트로닉스 케미컬스는 이 프로젝트에 1,000억 원 이상을 투자할 예정이며, 연간 폴리프로필렌 생산능력은 35억 원 이상에 달할 것으로 예상됩니다. 회사에 따르면, 북미 지역에서 세계 최초의 규모급 지속 가능한 바이오프로펜 생산 공정을 구축할 계획입니다.

시트로닉스 케미컬스는 현재 4개의 공장을 건설할 계획이며, 그중 첫 번째 공장은 중서부에 위치해 2026년에 생산을 시작할 예정입니다. 이 공장에서는 직접 바이오 원료로 만든 제품을 물리적으로 테스트하고 인증받을 수 있습니다.

첫 번째 공장은 연간 약 120만 톤의 CO2를 고체 폴리프로필렌 알갱이 형태로 고정해 고객들에게 탄소 발자국을 줄이고 ‘환경·사회·지배구조’ 목표를 달성할 수 있는 효과적인 솔루션을 제공할 것입니다.”라고 시트로닉스 케미컬스의 공동 설립자 켈리 농프는 말했습니다. ‘고객들이 탄소 발자국을 줄이고 ‘환경·사회·지배구조’ 목표를 달성할 수 있도록 효과적인 솔루션을 제공합니다.”

한편, 시트로닉스 케미컬스의 또 다른 공동 설립자 멜 바데카는 ’회사는 경쟁력 있는 가격으로 지속 가능한 탄소 마이너스 폴리프로필렌에 대한 시장 수요 증가에 맞춰 E2O 공정의 빠른 확장 계획을 실행할 준비가 되어 있습니다.“라고 말했습니다.“
1907년에 설립된 루머스 테크놀로지는 110년 이상의 역사를 가진 기업으로 알려져 있습니다. 이 회사는 140개 이상의 기술과 3,400건의 특허 및 특허출원을 개발했으며, 보다 지속 가능하고 저탄소 미래를 지향하는 공정기술 개발업체로 자리매김했습니다. 회사는 청정에너지, 석유화학, 정유, 천연가스 처리 및 재생에너지 기술의 선도적인 라이선스 제공업체로 명성을 얻었으며, 전 세계 고객들에게 촉매제, 독자적 설비, 디지털화 및 관련 생애주기 서비스를 제공해 공정기술 개발을 지원하고 있습니다.

시트로닉스 케미컬스는 2020년에 설립된 회사로, 미국 최초의 도시인 텍사스주 휴스턴에 본사를 두고 있습니다. 이 회사는 대규모 탄소 마이너스 소재 생산을 통해 에너지 전환을 주도하고 있습니다. 바이오 기반 원료와 최첨단 기술 덕분에 E2O 공정을 활용해 온실가스를 감축할 수 있습니다. 앞서 언급한 바와 같이, 이 공정은 탄소 배출을 줄일 뿐 아니라, 이산화탄소를 유용한 플라스틱 알갱이에 영구적으로 고정함으로써 기업들이 온실가스 감축 약속을 이행하도록 돕습니다.

이 두 회사 간의 파트너십은 지속 가능성의 중요성과 혁신적 기술이 변화를 이끌어내는 데 얼마나 긍정적인 역할을 할 수 있는지를 보여줍니다. 이는 그린 폴리프로필렌 개발의 길을 열고 전통적인 플라스틱에 대한 지속 가능한 대안을 제공할 뿐 아니라, 산업계가 보다 지속 가능하고 저탄소 미래를 향한 중요한 발걸음을 내딛도록 돕습니다.