바이오플라스틱 산업의 글로벌 생산 및 수요 변화 추이와 용도별 시장 전망 및 발전 과제 doc_id PCY_201504090239092151_6

2008년까지 전세계적으로 바이오플라스틱의 생산을 주도하는 국가는 미국, 서유럽, 일본 등이었다. 이들 지역에서 세계 생산량의 90%를 생산하였으나, 2008년 이후에는 광활한 토지를 보유한 남미지역을 중심으로 판세가 바뀌었다. 2008년 기준 신흥개도국의 생산량은 2,000톤에 불과했으나, 2013년에 55만 톤(전세계 생산량의 61.2%)을 생산하며 기하급수적 성장을 이루었다. 생산뿐만 아니라 수요측면에서도 바이오플라스틱산업은 빠른 성장세를 보이고 있다. 바이오플라스틱에 대한 범세계적인 수요는 탄소배출에 대한 관심이 높아진 2003년부터 연평균 15.3%의 성장률로 확대되기 시작하였고, 2013년에는 35.1%의 증가율을 기록하면서, 총 900만 톤이 소비된 것으로 추산된다. 종류별로 살펴보면, 2008년 이전에는 옥수수, 사탕수수 등 식량자원을 원료로 한 바이오플라스틱 수요가 우세하였으나, 점차 비생분해성 바이오플라스틱 수요가 증가하는 추세이며, 그 중 필름부터 전자소재 등 다양한 산업에 활용될 수 있는 바이오폴리에틸렌의 전망이 가장 밝다고 보고 있다. 후발주자인 아시아는 2013년까지 PLA 중심으로 수요가 증가하다 그 후에는 PHA의 수요가 크게 증가할 것으로 분석되었다. 2013년까지 아시아에서 PLA의 수요는 3만 5,000톤 수준에 도달 후 전 세계 PLA 수요의 30.4%를 차지하며 북미의 뒤를 잇고 있다(북미: 39.1%, 서유럽: 24.3%). PLA는 일반 플라스틱에 비해 재질 강도가 약하기 때문에 녹말베이스와 혼합하여 보완하게 되는데, 이 때 강도(强度)는 증가하는 대신 재질이 깨지기 쉬워져 제품 성형에 큰 제약이 생기게 된다. 또한, 후발자로서 미주지역보다 기술수준이 뒤쳐지고 원활한 원료 확보가 어렵다고 판단되는 바, 시장 및 제품 경쟁력을 확보하는 데 큰 애로사항이 있다. 따라서 아시아 내에서는 성능이 우수한 PHA 품목에서 그 활로를 찾는 데 노력하고 있고, 기술개발과 생산원가 절감으로 차츰 화장품용 용기, 잉크 카트리지, 핸드폰 케이스 등으로 수요처를 확대해 갈 것으로 판단된다. 식품용기나 포장재가 유망한 이유는 현재 이미 바이오제품이 적용되는 분야이며, 폐기물 문제 등으로 인한 환경오염 방지에 효과적이기 때문인 것으로 평가하고 있다. 또, 자동차 내장재의 경우도 규제를 통한 시장 확대가 이루어질 가능성이 높고 시장규모가 대규모로 발생할 수 있을 가능성이 높은 분야이며, 글로벌 차원의 탄소세 대응 차원에서 규제 가능성이 높기 때문인 것으로 평가하고 있다. 다음으로, 섬유나 바닥재의 경우 주로 사람의 피부나 호흡에 석유화학제품에 비해 다소 친화적인 측면, 즉, 건강적인 측면에 의해 시장이 확대될 가능성이 높다는 의견이 주를 이루고 있다. 한편, 향후 기술적 측면에서 유망할 것으로 판단되는 ‘3D프린터’의 잉크 재료로서 바이오화학 제품의 유망도는 다른 기존 제품에 비해 다소 떨어지는 것으로 평가하고 있으나, 바이오플라스틱의 물성을 활용할 경우 개발단계에서부터 석유화학을 대체할 수 있는 가능성이 높은 것으로 평가하고 있다. 따라서 이 분야의 경우, 3D프린팅 시장 및 산업의 확대에 대응하는 차원에서 소재분야에 대해서도 선도적인 기술투자가 이루어질 필요가 있는 것으로 판단된다. 주지하는 바와 같이, 화학산업은 전방 수요산업(특히 전기전자, 자동차, 섬유, 정밀화학, 건축/포장재 등 5대 주력산업)에 각종 원·부자재를 공급하는 기초 소재산업이다. 완제품의 조립생산 능력이 세계적으로 평준화되면서 가치(공급)사슬의 후방에 위치한 소재산업이 국가경쟁력의 핵심요인으로 등장하고 있다. 다시 말해, 산업경쟁력의 원천이 완제품 및 부품에서 소재로 이동해 가고 있는 추세이며, 소재산업의 경쟁력이 수요산업의 경쟁력을 좌우하고 있는 것이다. 예컨대, 화학산업의 대표적 수요산업 중 하나인 자동차산업의 경우 환경규제 강화(CO2 배출량 저감 의무화) 및 연비규제(에너지 절감)로 경량화 추세를 보이고 있다. 자동차 업계에서는 이에 부응하기 위하여 하이브리드차·전기차 등의 개발과 함께 차체(body)를 기존 철강재에서 고성능 플라스틱 복합소재(탄소섬유)로 바꾸려는 시도가 오래 전부터 있어 왔다. 또, 내장재 중 기존의 금속 및 유리 소재 대신 엔지니어링 플라스틱(EP) 소재 사용비율이 점점 높아지고 있다. 유망분야에 대한 응답에서는 현재 상용화가 이루어지고 있는 식품용기포장재 분야가 가장 유망한 것으로 집계되었다. 전 세계적으로 폐기물과 환경오염문제가 대두되고 있는 상황과 맞물려 이에 효과적으로 대응할 수 있는 방안으로 적용될 수 있기 때문이다. 다음은 자동차 내장재 분야이다. 유럽을 중심으로 자동차의 친환경성 규제가 강화되고 있고, 해외시장이 확보되면 바이오플라스틱 소재가 빠르게 도입될 것으로 전망한다. 그 외의 제품군은 인체친화성을 장점으로 살린 섬유, 건축자재 등에서 바이오플라스틱이 활발히 적용될 것으로 보고 있다. 마지막으로 정부정책 방향에 대한 산업계의 의견을 취합해 본 결과, 가장 시급하게 도입해야 할 정책은 수요, 즉 “공공조달을 통한 시장창출”이었다. 즉, 선진국들과 마찬가지로 업계 전문가들도 수요(시장)를 창출·확대하는 정책 프로그램이 무엇보다 우선적으로 도입되어야 한다는 데 입을 모으고 있다. 비포장재 부문에서는 포장재 부문보다 더욱 넓은 산업에서 바이오플라스틱이 활용될 것으로 기대되고 있다. 먼저 비닐봉투의 경우, 각국의 정부규제로 생분해성 봉투 수요가 증가하면서 2008년까지 비포장재 부문에서 가장 많은 수요가 있었던 품목이었다. 원래 비닐봉투는 리테일 산업중심으로 꾸준히 수요가 이어져 왔으나, 최근 바이오플라스틱의 생분해주기 조절과 기능성을 제품에 부여하는 등 기술이 눈부시게 발전하면서 퇴비화 처리 등의 특수 분야에까지 활발하게 이용될 것으로 전망되고 있다. 따라서 비닐봉투 부문은 단일품목으로는 가장 많은 성장을 보이면서 2018년까지 32만 톤의 수요가 발생할 것으로 예상된다. 또한 자동차 및 전자소재 분야에서는 바이오플라스틱에 수요가 급증할 것으로 보인다. 2008년까지는 6.4%의 다소 낮은 연평균 증가율을 보였지만, 이후 중합 기술, 물성 보완 등의 기술적인 진보와 함께 폴리프로필렌의 대체제로서 활발히 사용되면서 최근까지 연평균 22.9%의 가파른 수요증가를 이뤄왔다. 자동차 및 전자소재는 기타 부문보다 고부가가치 제품 중심의 포트폴리오를 형성하고 있어 선진 화학회사들이 적극 투자하고 있는 부문이므로, 앞으로 바이오플라스틱 수요의 핵심이 될 것으로 기대하고 있다. 용도별로는 비포장재 부문에서 수요가 더욱 활발히 증가할 것으로 전망된다. 2013년까지 비포장재 부문의 수요는 51.1만 톤으로 38.9만 톤인 포장재 부문을 크게 앞서고, 2018년에 도달하면 비포장재 부문의 수요가 116만 톤에 달하면서 포장재 부문과의 격차를 더욱 벌릴 것으로 전망된다. 포장재 부문에서는 2003년 이후로 연평균 12.5%의 성장을 보이다가 전 세계적으로 환경보호 규제가 점차 심화되면서 기존 포장 필름이 대체되고, 환경 인식을 가진 소비자를 타깃으로 삼아 제품의 마케팅 목적으로 전격 사용되면서 2008년 이후 34.0%의 급격한 성장을 보였다. 하지만 포장재의 저마진 구조 특성상 화석연료 대비 고가인 바이오매스를 원료를 사용하는 점은 여전히 생산 업체에게 부담으로 작용하고 있고, 중국, 동남아시아 등의 개발 도상 지역의 기존 화석연료 기반의 플라스틱 제품 수요가 꾸준히 증가하고 있기 때문에 포장재 부문에서 바이오 플라스틱 시장이 성숙하기까지는 많은 장벽이 존재할 것으로 보인다.