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생분해성 바이오플라스틱: 저렴하고 내구성이 뛰어난 플라스틱을 기반으로 한 "쓰고 버리기 경제"의 탈탄소화 | 클린테크그룹

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플라스틱에 의존하는 글로벌 인프라 

일상생활에서 플라스틱이 전 세계적으로 활용되면서 플라스틱 없는 삶을 상상하는 것이 불가능해졌습니다. 대부분의 플라스틱은 포장, 특히 일회용품으로 사용되지만 자동차, 섬유, 엔지니어링 및 산업 응용 분야에도 사용됩니다.  

플라스틱은 내구성, 유연성 및 비용 효율성으로 인해 널리 인기를 얻었습니다. 따라서 2023년에 전 세계 플라스틱 시장의 가치가 712억 달러에 달했고 1년에는 2033조 달러를 훨씬 넘어설 것으로 예상되는 것은 놀랄 일이 아닙니다.스태티스타 2024). 이러한 시장 성장은 놀라운 성과이지만 동시에 상당한 우려를 불러일으키는 원인이기도 합니다.  

대부분의 기존 플라스틱은 생분해되지 않기 때문에 폐기 시 마이크로/나노 플라스틱 입자가 배출될 수 있습니다. 이는 지역 환경에 해를 끼치고 수로를 오염시키며 건강 문제를 야기합니다.  

2040년까지 플라스틱 생산, 사용, 폐기로 인한 전 세계 온실가스 배출량은 1.9년 2019억 톤에서 3.1억 톤으로 증가할 것입니다.2 배출량—60% 이상 증가(시스템릭 2023). 연간 플라스틱 생산량은 1.2년까지 2060억 톤에 달해 생산량은 두 배, 폐기물은 세 배로 늘어나 가장 발전된 재활용 인프라에도 부담을 줄 것입니다.2022년 OCED).  

아이러니하게도 플라스틱은 플라스틱 위기를 해결할 수 있다 

바이오 기반 플라스틱 및 대체재(이하 바이오 플라스틱이라고 함)는 일반적으로 폐기물 또는 실험실에서 재배한 바이오매스에서 파생된 물질로, 정확한 바이오 기반 대체재는 아니더라도 유사하거나 동일한 기능을 가진 기존 플라스틱을 대체하기 위한 것입니다. 분자 수준.  

바이오매스 공급 가용성에 대해 우려하는 사람들을 위해 국가들은 바이오매스 공급망을 구축하기 시작했습니다. 지난 3월, 미국 농무부는 "국내 바이오 기반 제품 제조를 위한 바이오매스 공급망 탄력성을 강화하는 동시에 중소 생산자를 위한 환경 지속 가능성과 시장 기회를 향상시키는 전략"을 발표했습니다. (USDA) 

바이오플라스틱은 거의 모든 기존 플라스틱 제품과 해당 응용 분야에 존재합니다. 실제로 PLA/PHA와 같은 바이오플라스틱은 기술 준비도(TRL) 8~9로 상업적으로 생산되고 있습니다. 2028년까지 PLA와 PHA 생산량은 각각 3.2만톤, 1만톤으로 증가한다.​ (유럽 ​​바이오플라스틱 2023). 

바이오플라스틱 생산의 새로운 혁신은 유기 폐기물 흐름의 가치를 높여 PHA용 미생물 재배와 같은 다른 생산 방법에 비해 공급원료 조달로 인한 간접비를 줄입니다. 바이오플라스틱은 제품의 탄소 배출량을 40~70%까지 줄일 수 있습니다(CE 델프트), 자연적으로 생분해되는 바이오플라스틱은 자연 환경에서 분해될 때 마이크로/나노 플라스틱을 배출하지 않습니다.  

바이오매스에서 파생된 물질은 생분해성과 동일하지 않으며 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 생분해되지 않는 생체재료도 있습니다. 그리고 산업적으로 퇴비화되거나 생분해되는 기존 플라스틱이 있습니다. 자연적으로 생분해된다는 것은 제품이 집에서 퇴비화될 수 있음을 의미하는 반면, 산업적으로 생분해성/퇴비화 가능하다는 것은 제품을 가공 시설로 보내 처리해야 함을 의미합니다.  

신흥 혁신가들은 폐기물을 억제하기 위해 특히 일회용에 대한 생분해성 문제를 다루고 있습니다. 예를 들어 뉴질랜드 기반 슬릭텍 는 대부분의 생산 라인과 호환되는 유기 폐기물에서 파생된 일회용 플라스틱을 대체하기 위한 생분해성 생체고분자 개발업체입니다. 그 재료는 실제로 개선 그것이 분해되는 환경의 토양 영양분. 노보 일회용 화장품용 수용성 바이오필름을 개발했습니다. 

프랑스 기반 카비오스 PLA는 TRL 9로 가정에서 퇴비로 만들거나 자연적으로 생분해되도록 만드는 효소 솔루션을 개발했습니다. 이는 최근 미국 식품의약국(FDA)으로부터 안전한 식품 접촉 물질로 승인되었습니다. 

드롭인 솔루션을 사용하면 바이오플라스틱을 기존 생산 라인에 수직 통합할 수 있습니다. 덴마크 공과대학교 스핀아웃, 크바시르 테크놀로지스는 바이오플라스틱뿐만 아니라 바이오 연료, 바이오 숯 및 기타 비식품 리그노셀룰로오스 폐기물 제품을 생산하는 업체입니다. 최근 덴마크에 시범 시설을 건설하기 위해 3.2만 달러의 초기 자금을 모금했습니다. 

또한 100% 바이오플라스틱이 기계적 위험을 피하기에는 적합하지 않을 수 있는 엔지니어링 및 산업 응용 분야를 위한 혼합 소스 바이오플라스틱 및 석유 기반 플라스틱 혁신 제품도 있습니다. 에보코 기존 플라스틱에 바이오폼을 80% 혼합해 주요 브랜드 오너들과 파트너십을 맺어 바이오플라스틱과 관련된 내구성 문제를 해소했습니다. 텍사스 기반 EPSilyte 생분해성 및 재활용 가능한 bioPE를 생산합니다.  

플라스틱 금지는 좋은 의도를 가지고 있지만 혁신에 해를 끼치고 있습니까? 

100개가 넘는 국가에서 사회 및 환경 정의 옹호자들이 조치를 요구함에 따라 일반적으로 일회용을 목표로 하거나 내구성 있는 플라스틱을 위해 플라스틱 사용을 줄이도록 요구하는 기존 플라스틱 생산을 단계적으로 폐지하고 저해하고 있습니다. 예를 들어, 미국은 향후 90년 안에 플라스틱의 20%를 바이오 소재로 대체하겠다는 목표를 세웠습니다. 그만큼 EU 정책 선언문 기존 플라스틱에 대한 보다 엄격한 규제를 장려하면서 생체재료에 대한 지원을 촉구합니다. 그리고 태국 투자위원회는 바이오플라스틱 제조업체에게 다양한 비과세 및 세금 인센티브를 제공합니다. 

그러나 바이오플라스틱은 플라스틱 금지 품목으로 분류되고 있습니다. 이는 1세대 바이오플라스틱(PLA, PHA, bioPE 등)이 마이크로/나노 플라스틱을 배출하고 일반적으로 산업적으로만 생분해 가능하며 재활용 인프라에 해를 끼치기 때문일 수 있습니다. 이로 인해 정책 입안자들은 바이오플라스틱에 대해 기존 플라스틱과 동일한 태도를 취하게 되었습니다. 

토지 이용, 환경 영향, 폐기물 흐름 오염 및 생분해성과 관련하여 EU와 같은 국가의 정책 틀에는 오해가 남아 있습니다(European Bioplastics 2023). 정책은 바이오플라스틱이 기존 플라스틱에 비해 갖는 긍정적인 영향을 인식하지 못하고 있습니다. 이는 지나치게 신중한 견해로 바이오플라스틱 혁신가를 제한하고, 바이오기반 제품으로의 전환을 막고, 바이오플라스틱뿐만 아니라 바이오재료 환경 전반에 걸쳐 혁신을 방해합니다. 

더 나아가 이는 '바이오플라스틱'에 대한 언급 없이 바이오플라스틱 기술을 마케팅하는 문화로 이어져 소비자, 생산자, 정책입안자에게 혼란스러운 상황을 초래했습니다. 혁신가들은 자신의 솔루션이 플라스틱으로 간주된다는 사실이 밝혀지면 솔루션 판매가 금지될 것을 우려하고 있습니다. 아니면 소비자들이 바이오플라스틱에 대한 언급이 생략된 제품을 선호할 수도 있습니다. 따라서 혁신가들은 이러한 재료를 시장에 소개하기 위한 노력의 일환으로 '바이오폴리머', '바이오재료', '플라스틱 대체재' 등을 마케팅하고 있습니다. 

400년에 생산된 2023억 톤의 플라스틱 중 바이오플라스틱은 0.5%에 불과했습니다. 그리고 바이오플라스틱 생산 능력은 2.18년부터 7.43년까지 2023만 톤에서 2028만 톤으로 증가할 것으로 예상되지만, 이는 2년에 생산되는 전체 플라스틱의 2023% 미만에 불과할 것입니다(유럽 위원회 2023). 

플라스틱은 아무데도 가지 않습니다 

바이오플라스틱에 대한 관심이 높아지고 있음에도 불구하고, 기존 플라스틱이 우리 사회와 경제에 깊이 자리 잡고 있다는 사실을 인식하는 것이 중요합니다. 플라스틱의 생산, 유통, 폐기를 중심으로 구축된 인프라는 광범위하며 쉽게 교체하거나 재구성할 수 없습니다. 따라서 플라스틱 소비를 줄이고 보다 지속 가능한 소재로 전환하려는 노력이 필수적이지만, 플라스틱이 완전히 사라질 것이라고 기대하는 것은 비현실적입니다. 

플라스틱이 아닌 대체품(예: 목재, 금속, 복합재 등)이 있지만 이러한 것들은 우리 모두가 알고 있는 저렴하고 내구성이 뛰어난 플라스틱과 경쟁할 가능성이 거의 없습니다(마무리하기 전에 빨리 구조를 잃는 종이 빨대를 생각해 보십시오) 소비자의 입에 나쁜 맛을 남기는 음료). 

바이오플라스틱은 전체 인프라 점검을 피할 수 있는 가장 효율적인 솔루션입니다.  

바이오플라스틱 수요 잠재력, 공급 가용성, 생산 능력 사이에는 여전히 상당한 격차가 있습니다. 소비자 태도와 급변하는 법률이 계속해서 지속가능성을 주도함에 따라 바이오플라스틱에 대한 투자는 재정적으로 이익이 될 뿐만 아니라 기존 플라스틱이 제기하는 환경 문제를 해결하는 데에도 중요할 수 있습니다. 거의 전체 플라스틱 시장은 미개척 상태로(99.5%) 투자자들에게 거대한 시장을 혼란스럽게 하는 바이오플라스틱을 활용할 수 있는 수익성 있는 기회를 제공합니다.  

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