유럽 CDP, ‘변화를 위한 촉매’ 보고서 발표
플라스틱 포장 제조사, 변화에 준비해야
매년 에펠탑 2,000개 중량에 해당하는 800만 메트릭 톤의 플라스틱 포장들이 바다에 투기되고 있다. 화학분야는 모든 공급망에 깊게 관여하고 있어서 전 세계 제조제품의 약 95%가 화학물질에 의존하고 있다. 화학분야의 주요 생산품은 플라스틱 포장이며, 이들은 전체 플라스틱 이용의 약 4분의 1을 차지하고 있다.
플라스틱 포장에 관련된 문제는 잘 알려져 있다. Ellen MacArthur 재단에 따르면 연간 800억~1,200억 달러에 이르는 플라스틱 포장의 가치 중에서 95%가 경제 및 현재의 길에서 멀어지게 되며, 그 결과로 2050년에는 전 세계의 해양에서 물고기보다도 플라스틱이 더 많아지게 된다고 한다.
CDP는 ‘변화를 위한 촉매(Catalyst for change)’ 보고서를 발표하고, 화학기업들이 제품의 기후 영향에 대한 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있고, 22개 주요 화학기업의 수익 중 약 20%가 이들 솔루션에서 발생하고 있다고 밝혔다. 그러나 혁신적인 솔루션을 통하여 생성된 830억 달러가 매립되거나 환경으로 유출되어 플라스틱 포장을 줄이는데 거의 도움이 되지 못하고 있다고 지적했다.
CDP의 Carole Ferguson 투자 연구 책임자는 “플라스틱 포장이 규제와 소비자들의 반발에 직면하고 있으며, 화학 분야가 파리 협약의 목표에 부합하기 위해서는 신속한 공정 혁신이 필요하다”고 말했다.
Ferguson은 자동차 제조사들이 디젤 엔진 배기가스 조작 스캔들을 직면한 것과 유사한 상황을 플라스틱 제조자들도 직면할 수 있다고 강조했다. 그는 “내가 이렇게 지적하는 것은 규제기관과 소비자들로부터의 저항의 조합을 보았기 때문이다. 실제로 이들이 영향을 끼쳐서 많은 나라들이 플라스틱 포장을 금지하고 있다. 이러한 점이 앞으로 나아가기 위한 좋은 계기가 된다”며 “세계적인 관점에서는 누가 투자를 하고, 누가 여기에 비용을 지불할 지가 문제가 된다. 케냐 같은 국가는 플라스틱 비닐을 금지하는 극단적인 조치를 취하고 있으며, 이러한 점을 기업들이 중요하게 고려해야 할 필요가 있다”라고 밝혔다.
플라스틱의 대부분이 재활용 가능함에도 불구하고 여전히 선형 접근법을 통하여 만들어지고 있다. 플라스틱 생산은 지난 50년간 20배 이상 증가했으며, CDP는 플라스틱이 사람들의 일상생활에 뿌리를 내리고 있기 때문에 이들의 수치가 2배 증가할 것으로 예상하고 있다.
플라스틱은 전 세계에서 생산된 석유의 6%를 이용하는 주요 석유 화학물질이다. CDP는 통상적인 방식에 기초하여 2050년까지 플라스틱이 전 세계 탄소 배출량의 15%를 차지하며, 이들의 석유 생산 비중은 20%까지 성장할 것이라고 지적했다.
Ferguson은 상황을 개선시키기 위해 수행되는 여러 솔루션들이 있지만 가치 사슬을 폄하하는 것은 성과를 거두지 못할 것이라고 지적했다. 이용되는 플라스틱의 양을 줄이고 재활용 및 수집 방법을 향상시키는 것도 분명한 방법이지만 생산자가 공급망을 제대로 유지할 경우에 화석 연료 원료를 바이오 기반 솔루션으로 전환하는 것이 가장 큰 영향력이 있다고 제안했다.
그는 “좀 더 깊이 생각할 필요가 있다. 지속가능성이라는 점에서 바이오 기반 원료가 농업 및 다른 목적과 경쟁하고, 생산하는데 더 많은 비용이 든다는 문제가 있기 때문에 플라스틱에서 기존 화석 연료를 쉽게 대체할 수는 없다”며 “우리는 사용하는 양을 줄이고 보다 더 생분해 가능하도록 만드는 길을 찾을 필요가 있지만 플라스틱의 재료적 가치도 보다 잘 유지해야 한다. 특정 국가에서는 플라스틱의 재활용이 더 잘 이루어지지만 전 세계적으로 잘 처리되지 않는다. 또한 이는 전 지구적인 문제로 일개 국가의 사람들이 버려도 전 세계 모든 해변에 영향을 줄 수 있다”라고 밝혔다.
현재 바이오 기반 플라스틱은 전 세계 플라스틱 생산의 1%를 넘지 않는다고 한다. 30%의 바이오 기반 재료를 100%로 늘리기를 희망하는 코카콜라처럼 높은 수준의 수요도 존재하지만 규제와 소비자라는 지렛대를 통해 바로 큰 영향을 이끌 필요가 있다. Ferguson은 유럽에서 디젤차의 배기가스 스캔들에 대한 소비자들의 인식이 커진 것과 비슷한 맥락으로 해양의 플라스틱에 대한 캠페인이 엄격한 정책을 통하여 결과를 낼 수 있다고 주장하였다.
케냐의 플라스틱 봉지 금지와 함께 다른 20여 국가들에서도 플라스틱 포장에 대하여 일정 형태의 정책적 제한을 두기 시작했다. 이러한 점에서 Ferguson은 플라스틱 포장 공급망에 관련된 사업체들은 새로운 솔루션 개발에 힘을 합쳐야 한다고 제안했다.
그는 “이는 한 부분만의 문제가 아니며 선택권을 갖고 있는 소비자들에게도 책임이 있다. 기업들은 회사의 평판에 위험을 줄 수 있거나 가치 사슬 내에서 충분한 압력이 존재하지 않는 분야의 문제도 해결해야 할 필요가 있다. 자동차에 대해서는 회사와 규제기관이 목표를 설정했기 때문에 목표가 확실하지만 거대한 가치 사슬을 갖고 있는 화학 분야에서 1차 생산자는 단순히 첫 번째 단계에 있는 것이다. 플라스틱에서 25%만이 포장 목적으로 이용되고 있다. 우리가 주목하는 많은 기업들이 자동차와 에너지 효율 분야를 위한 개선된 플라스틱과 수지를 제공하고 있다. 우리는 큰 그림을 잊어서는 안 된다”라고 강조했다.
△ CDP는 ‘변화를 위한 촉매(Catalyst for change)’ 보고서를 발표하고, 화학기업들이 제품의 기후 영향에 대한 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있다고 발표했다.
독일, PLA 필름 이용한 습도 조절 기술 개발
소금 용액의 고정화가 중요해
바이오 폴리머 폴리락틱산(PLA)의 수증기투과계수(water vapor coefficient)는 많은 응용 분야에서 너무 높게 나타난다. 그러나 습도 조절 및 수증기 흡수재료의 경우 PLA의 높은 수증기투과계수가 유리하다.
환경에서 상대습도를 조절하는 고분자재료는 포장 및 건축의 응용 분야와 관련이 있다. 이들 제품의 저장수명과 품질은 다른 요인들과 마찬가지로 수분활성에 의해 커다란 영향을 받는다. 포장된 제품의 부패는 수증기 흡수, 또는 이미 결합된 수분의 탈착(desorption)에 의해 유발되는데, 스낵 제품의 경우 바삭바삭해져서 손실을 입거나 미생물 성장과 같은 문제를 유발할 수 있다. 반면 수분 함량이 높은 제품은 건조해져서 조직 특성을 변화시킬 수 있다. 건물에서도 습도는 내부의 상대습도 수준을 제어하고 곰팡이 발생을 방지하는 데 중요하다.
많은 양의 소금과 소금 용액은 환경으로부터 많은 양의 수증기를 흡수하고 탈착한다. 따라서 소금과 소금 용액은 실제 소금물에 따라 특정 범위의 환경에서 상대습도를 조절할 수 있다. 폴리머 매트릭스가 소금의 적절한 담체(carrier)이지만 문제는 수증기 흡수 중에 형성되는 소금 용액의 고정화(immobilization)이다.
해답은 염 용액을 저장하기 위해 고분자 매트릭스 내부에 공동(cavities)을 만드는 것이다. 이러한 공동은 분산된 탄산칼슘 입자, 또는 염화나트륨(NaCl, 소금) 입자가 있는 폴리프로필렌(PP)과 같이 채워진 고분자를 발포시키거나 스트레칭 하여 얻을 수 있다.
최근 Fraunhofer Institute와 뮌헨 공과대학(Technical University Munich)의 연구팀은 PLA 및 PP에 2 및 4 wt. %의 염화칼슘 결정이 분산된 연구를 발표했다. 이들 물질은 연속적으로 공동 형성을 유도하기 위해 이축 연신된(biaxially stretched) 필름을 제조하는데 사용되었다. 이러한 공동은 수증기 흡수 동안 염화칼슘 결정으로 형성된 염화칼슘 용액을 포획하고 고정시킨다.
연구자들은 이 필름이 상대 습도 75%에서 15 wt. %의 수증기를 흡수한다는 것을 발견했다. 염화칼슘을 함유한 PLA 필름은 염화칼슘을 함유한 PP 필름보다 10배나 빠르게 수증기를 흡수하고 탈착했다. PP에 비해 PLA의 수증기 투과 계수가 100배 큰 값이기 때문이다.
현재 Fraunhofer연구소는 이 기술을 TRL(Technology Readiness Levels, 기술성숙도) 4~5단계에 해당하는 첨단기술 준비 수준으로 가져오기 위해 학계 및 산업 파트너를 찾고 있다고 전했다.
美 소비자들, ‘organic’과 ‘non-GM’ 표시 혼동
일부 소비자들 두 라벨 동의어로 간주
미국 플로리다대학(University of Florida) 교수가 발표한 최신 논문에 따르면, 소비자들은 ‘organic’과 ‘non-GM’으로 표시된 식품들을 구분하지 못하고 혼동한다고 한다. 실제로 연구자들은 일부 소비자들이 두 라벨을 동의어로 간주하는 것을 확인했다.
2016년 6월 통과된 국가생명공학식품표시기준(National Bioengineered Food Disclosure Standard)에는 GM식품 생산기업들이 텍스트, 기호 또는 QR코드와 같은 전자적 디지털링크를 사용해 자신들이 생산한 GM식품에 대한 표시를 할 수 있도록 하고 있다. QR코드는 기계판독이 가능하며 스캔을 했을 때 관련정보를 제공해 주는 광학라벨이다.
McFadden과 퍼듀대학(Purdue University)의 농업경제학 교수인 Jayson Lusk는 식품의 GM성분 포함 여부를 알려주는 최선의 방법을 찾기 위해 이번 연구를 수행했다. 소비자들이 식품 포장에 어떻게 표시된 식품들에 돈을 지불할 의향이 있는지를 측정하기 위해 연구원들은 1,132명이 응답한 전국적인 여론조사를 실시했다.
연구원들은 우선 소비자들이 ‘농무부 유기농(USDA Organic)’ 또는 ‘non-GMO 프로젝트 인증(Non-GMO Project Verified)’이라고 표시된 식품들에 대해 어느 정도까지 돈을 지불할 의향이 있는지를 알길 원했다.
‘USDA Organic’이라고 표시된 식품에서는 GM성분의 존재가 허용되지 않지만 ‘Non-GMO Project’라는 라벨은 그 식품에 GM형질이 0.9%이하의 비율로 포함되어 있다는 것을 의미한다. 연구원들은 그레놀라 바 12개가 들어있는 한 상자와 사과 1파운드를 사기 위해 응답자들이 돈을 어느 정도까지 지불할 의향이 있는지를 측정했다. 여기에서 그레놀라 바는 일반적으로 GM성분을 함유하고 있지 않기 때문에 차별화된 가공식품을 대표하는 한편, 사과는 만일 GM물질을 포함하고 있는 경우 반드시 표시를 해야 하는 신선한 과일을 대표한다.
이 연구에서 소비자들은 ‘non-GMO Project’라는 라벨이 붙어있는 그레놀라 바 포장을 보았을 때 ‘GM성분 함유(contains genetically engineered ingredients)’라는 라벨이 있는 상자보다 35$를 더 지불할 의향을 가지고 있었다. ‘USDA Organic’이란 라벨이 있는 경우 소비자들은 9$를 더 지불할 의사가 있었다. 사과의 경우, 응답자들은 ‘non-GMO Project’ 라벨이 붙어있으면 35$를 그리고 ‘USDA Organic’ 라벨이 있으면 40$를 더 지불할 의향을 가지고 있었다.
참가자들의 반응을 관찰한 McFadden은 소비자들이 두 종류의 식품라벨이 정의하고 있는 것에 대한 차이점을 구별하지 못한다고 결론 내렸다. McFadden은 “예를 들어 ‘Non-GMO Project Verified’라는 표시를 달고 있는 제품은 ‘USDA Organic’이라는 표시 제품보다 GM성분을 가지고 있지 않다는 의미로 전달될 수 있다”라고 말했다.
연구원들은 이와 더불어 GM성분을 포함하고 있는 것으로 표시된 식품 선택에 QR코드가 어떻게 영향을 미치는가를 알고 싶어 했다. 그들은 또 소비자들이 GM성분을 함유한 식품이라는 정보가 QR코드를 통해 전달됐을 때 그 제품에 얼마를 지불할 의향이 있는지 알고 싶어 했다. 연구결과는 소비자들이 관련정보가 텍스트나 기호보다 QR코드를 통해 제공됐을 때 GM식품에 대해 더 많은 돈을 지불할 의사가 있음을 보여준다.
McFadden은 “이 연구결과는 많은 응답자들이 QR코드를 스캔하지 않았음을 나타낸다”라고 말했다. 그는 “만일 모든 응답자들이 QR코드를 스캔했더라면, 돈을 지불하려는 그들의 의지에 큰 차이가 없었을 것이기 때문”이라고 지적했다.
McFadden은 표시에 따라 돈을 지불하려는 의지에 상당한 차이가 존재하는 것은 응답자들이 QR코드를 스캔하지 않았기 때문으로 가정할 수 있다고 말했다.
그러나 McFadden은 “이 연구가 현재 한 시점에 대한 결과에 불과하며, 시간이 지남에 따라 소비자들이 QR코드와 친숙해지고 그에 따라 스캔을 할 가능성이 높아지는 것이 가능하게 될 것이다”라고 말했다. 이 연구결과는 Applied Economics: Perspectives and Policy에 게재됐다.