생분해성 커피컵은 어떻게 재활용할까?
퇴비화 시설 확대 필요
커피컵은 재활용이 어렵기로 악명이 높으며, 많은 사람들은 많은 비용이 드는 재활용보다는 대체재료의 이용이 더 낫다고 믿고 있다. 그렇다면 생분해성 컵은 환경친화적이고 재활용하기 쉬운가?
지난해 1월 영국은 일회용 커피컵에 대한 기사로 떠들썩했다. 영국 정부가 매년 25억 개 소비되지만 재활용 비율은 0.25%에 지나지 않는 1회용 커피컵에 25펜스를 부과하는 ‘라떼 부담금(latte levy)’을 추진하려한 것이다. 더욱이 생분해성 컵이 보다 지속가능한 대체제로 언급되고 있지만 이들이 정말로 좋은 선택일까?
현재 이용되는 커피컵의 다수는 종이로 된 외층과 플라스틱 소재의 내층으로 구성되어 있다. 이들 재료들은 서로 분리하기 어려우며 컵에 남겨진 플라스틱 성분과 커피액은 종이와 판지 재활용망을 오염시킬 수 있다.
James Cropper와 같은 일부 제지기업들은 컵 생산의 자투리를 재생해 얻은 섬유를 50% 함유해 컵을 만드는 ‘컵 사이클링(cup cycling)’ 계획을 개시했다. 포장기업인 DS Smith도 표준 커피컵을 재활용할 수 있는 방법을 보유하고 있다고 보고했다. 따뜻한 물과 압력을 가하여 컵 내부의 플라스틱 성분을 종이섬유와 분리할 수 있다고 한다.
그러나 공공수거장이 매우 적기 때문에 재활용을 위해 컵을 회수하는 것도 큰 문제라고 한다. 지방자치단체의 재활용자문위원회(Local Authority Recycling Advisory Committee)의 Lee Marshall은 “현재의 커피컵 문제는 사용 후에 이들을 수집하기 위한 인프라가 보다 확대되어야만 해결할 수 있다”고 밝혔다. 또한 현재 매립 또는 소각되는 엄청난 양의 커피컵에 영향을 주기 위해서는 James Cropper나 DS Smith에서 제안하는 해결책에 관한 인프라를 대거 갖춰야 한다. 결국 영국 정부가 라떼 부담금의 의무적 도입 거부했음에도 불구하고 기업들은 일회용 컵이 매립지로 향하는 것을 막기 위하여 여러 조치들을 취하고 있다.
Costa Coffee는 소비자가 머그컵이나 텀블러와 같은 자신의 컵을 가지고 오면 음료수를 25펜스 할인해주고 있다. 해당 브랜드는 2020년까지 매년 최대 5억 개의 테이크아웃 컵의 재활용도 희망하고 있다. 또한 폐기물수집업체와 협력해 수집된 일회용 컵 5톤 당 70 파운드를 지불함으로써 커피컵이 바람직한 폐기물로 변하는 것을 희망하고 있다고 한다.
Starbucks도 일회용 컵을 이용하는 소비자에게는 5펜스를 추가 부과하는 반면에 컵을 가지고 오면 25펜스를 할인해주고 있다. 그러나 뜨거운 음료 중에서 1.8%만이 재사용 가능 머그컵에서 판매됨으로써 소비자들에게 충분한 인센티브가 되지 못한다는 의견이 나오고 있다.
종이컵 재활용설비 부족과 재사용 가능 컵의 이용 부족 때문에 생분해성 컵이 문제 해결책으로 제안되고 있다. 그러나 이들 컵들도 적절히 처리되지 않으면 더 큰 문제를 유발시킬 수 있다. EU의 퇴비화 가능 포장 기준을 인증 받기 위해서는 12주 내에 산업 퇴비화 설비에서 컵이 완전히 퇴비로 변해야 한다. 이들 설비에서 컵은 분쇄된 후에 다른 유기성 폐기물과 함께 퇴비로 성숙된다.
그러나 하나의 컵을 퇴비화 하기 위해 음식물 쓰레기와 분리하고, 별도로 처리하는 공장을 찾는 것이 쉽지 않다. 또한 커피컵의 방수를 보장하기 위해 이용되는 플라스틱 대체품에서도 잠재적인 문제가 있다.
Go-Pak은 폴리에틸렌 대신 식물 기반 PLA가 이용되는 커피컵을 만들고 있다. 그러나 PLA는 온도, 습도 및 다른 변수들이 정밀하게 조절되는 상업설비에서만 분해될 수 있다고 한다. 기존 커피컵을 재활용하는 공장에서는 오염문제 때문에 PLA가 이용된 컵을 받아주지 않는다. 또한 PLA가 매립되는 경우에는 혐기적으로 분해되기 때문에 메탄을 발생시킨다고 한다. 따라서 퇴비화 가능 컵이 일회용 컵보다도 환경문제를 유발시킬 잠재력이 크다고 한다.
300여 종의 퇴비화 인증 포장재를 생산하는 Vegware는 이러한 문제를 해결하고 자신들의 제품이 적절한 처리설비에 도달할 수 있도록 노력하고 있다. 동사는 적절한 폐기물 수집을 보장하기 위해 객 및 폐기물 업자들과 긴밀하게 협력하고 있다. 결정형 PLA를 이용하는 회사의 커피컵은 산업 퇴비화 설비에서 식품 폐기물과 재활용될 수 있다고 한다. 동사의 Eilidh Brunton는 “해당 컵이 이벤트, 병원, 학교와 같이 폐기물을 쉽게 수거할 수 있는 곳에서 주로 이용된다”고 밝혔다. 더욱이 동사는 상기 장소에서도 제품 처리를 보다 잘할 수 있도록 간결한 표지판을 세우는 등의 조치를 취하고 있다. 고객 중 일부는 소비자들이 제대로 된 수거함에 컵을 버렸을 때에 도장을 찍어주는 수거계획도 진행하고 있다고 한다.
Vegware는 적절한 수거시스템의 부재 때문에 지난 2017년에 자체 수거서비스인 ‘Close the Loop’를 본사가 소재한 스코틀랜드의 여러 곳에서 진행했다. 현재 해당 서비는 잉글랜드 서부까지 확대되었다.
동사의 컵은 평균적인 가정용 퇴비화 용기에서도 퇴비화되지 않기 때문에 HOTBIN과 협력해 가정용 퇴비화 용기를 60도로 가열하면 컵이 12주 만에 성공적으로 퇴비화되는 것을 실험을 통해 보여주었다. 제대로 퇴비화되는 생분해성 컵은 기존 커피컵보다 훨씬 환경친화적이다. 또한 Vegware와 같은 기업들은 퇴비화 설비에서 보다 쉽게 적용될 수 있도록 폐기물 산업계와 협력하고 있다. 그러나 이들 품목을 잔류 폐기물과 건조 재활용으로부터 분리시키고 별도의 단순한 복합 폐기물 처리망을 만들기 위해서는 공동의 노력이 필요하다.
포르투갈 Hi Fly, 플라스틱 사용하지 않은 첫 비행 완료
플라스틱 포장을 금지한 항공사들
포르투갈 항공사 Hi Fly가 항공분야에서 일회용 플라스틱 제품 금지를 시행한 가장 최근의 기업이 되었다. 이는 비슷한 조치를 취했던 히드로공항(Heathrow Airport), Thomas Cook항공, Virgin Australia항공 등을 뒤이은 것이다.
베자(Beja) 소재의 이 항공사는 지난 2018년 12월 27일 브라질에서 포트투갈로 가는 비행에서 수십 년 만에 처음으로 플라스틱으로 기내서비스를 제공하지 않고 비행했다고 밝혔다. 10시간가량의 비행에서 승객들과 승무원들은 운반 봉투, 일회용 식기류 및 구토 봉투 등과 같은 일회용 플라스틱 제품들의 사용이 금지되고 대나무나 종이 같은대체소재를 이용했다.
Hi Fly는 지난 몇 년간 플라스틱 오염에 맞서기 위해 노력해왔다. 2017년 동사는 볼보(Volvo)의 오션레이스(Ocean Race) 요트경주에서 볼보의 Turn The Tide on Plastic 요트를 후원했다.
지난 7월 회사는 12개월 내에 플라스틱이 없이 사업을 운영하겠다고 공표하면서 ‘산호초를 구하자(save the coral reefs)’라는 메시지를 기체에 새긴 새로운 항공기를 공개했다.
Hi Fly의 회장 Paulo Mirpuri는 “이번 비행이 올해 말까지 전체 항공기에 확대할 수 있도록 노력할 것”이라며 “이는 다양한 바이오플라스틱 대체소재를 평가하는 것에 큰 도움이 될 것이다”라고 말했다.
△ 포르투갈의 Hi Fly항공사는 최근 플라스틱 없는 항공에 성공했다.
식품에서 발생하는 균을 죽이는 바이오플라스틱
비브리오, 살모넬라 등 병원균에 효과적
식물 전분으로 만든 생분해성 및 식용가능 필름과 항균성 복합소재(compounds)가 해산물 제품에서 병원균이 증식하는 것을 억제하는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
미국 펜스테이트대학 식품과학과 교수 Catherine Cutter는 “음식 표면에서 발생하는 병원균을 죽일 수 있는 항균성을 가진 필름을 개발할 수 있었다”며 “산업계가 사용할 수 있도록 식품 표면의 미생물을 죽이는 방법을 고안하는 것은 고귀한 연구분야라고 할 수 있다”라고 말했다.
해산물은 비브리오 균이나 살모넬라 균 같은 병원성 미생물에 오염될 수 있다. 비브리오 균은 해양환경에서 발생하며, 살모넬라 균은 생산 또는 가공과정에서 해산물을 오염시킬 수 있다. 이 두 가지 형태의 미생물은 섭취했을 때 위장에 문제를 일으킨다. 또한 이 두 종은 냉동조건에서도 오랜 기간 살아남을 수 있기 때문에 이들에 의한 오염이 해산물산업에서 큰 걱정거리이다.
냉동하는 것으로는 미생물을 죽일 수 없지만, 음식이 냉동되면 음식 속 물에서 얼음입자가 생겨난다. Cutter는 이 얼음입자는 ‘단검’처럼 작용해서 미생물의 세포벽을 뚫어 미생물에 손상을 입힐 수 있다고 말했다.
Cutter는 “비브리오 균과 살모넬라 균은 약간 냉동에 민감하다. 따라서 만약 항균제로 처리한 다음 얼리게 되면 더 치명적이게 할 수 있다”라고 말했다.
태국의 연구진은 카사바에서 만든 생분해성 고분자, 타피오카 파우더, 열가소성 전분과 젤라틴을 혼합한 것에 니신(Nisin Z)과 라우릭알지네이트(lauric arginate, 이하 LAE)라고 알려진 항균제를 코팅한 것을 사용하였다.
연구진은 미생물 배양 혼합(culture cocktail)을 만들고 타이거 새우와 빅아이 스내퍼 물고기 조작에 접종했다. 실험에서는 다양한 니신과 LAE 조합의 실험을 통해 어떤 조합이 가장 병원균을 잘 죽이는지를 살펴보았다. 항균제가 들어간 식용필름에 시료를 담근 후, 일부 시료들은 진공포장한 후 최고 한달 동안 냉장 보관하고 다른 시료들은 90일간 냉동 하였다.
Cutter는 “만약 새우를 항균제에 담그기만 한다면, 잘 붙지 않을 것이다. 그러나 항균제를 식용필름에다 넣고 새우를 필름에 넣은 후 빼면 새우 주변으로 필름이 만들어진다. 이 필름은 시간이 지나면서 항균제를 내놓는다”라고 설명했다.
Cutter는 ‘최고의 살균효과’를 내기 위해 시간이 지남에 따라 항균제를 내놓게 되는 잘 조정된 발산(controlled release)’이 매우 중요하며, 이것은 식용필름의 독특한 성질로 가능하다고 강조했다. 항균제를 식품에 바로 적용하면 항균제가 뚝뚝 떨어지거나 희석될 수 있다.
Cutter는 “만약 식용필름을 만들고자 한다면, 플라스틱과 비슷한 성질의 필름을 만드는 것이 필요하다. 또한 소비자들은 내용물을 볼 수 없으면 사지 않을 것이기 때문에 투명한 식용필름을, 유연해서 식품에 맞추어 모양이 만들어지는 것을 원할 것이다. 식용필름을 사용하면 생분해되는 방향으로 할 수 있다”라고 말했다.
Cutter는 식품산업이 직면한 가장 큰 문제는 지난 40~50년간 사용해 왔던 플라스틱 포장에 대한 의존도를 줄이는 것이라고 말했다.
Cutter는 “어떻게 산업계가 자신들과 소비자들이 익숙하게 사용하던 것을 바꿀 수 있을 것인가? 이 연구는 개념의 증명을 통해 항균성 식용필름이 효율적일 수 있음을 증명하였다. 그러면 어떻게 이 포장형태를 상업적으로 적용할 수 있을 것인가? 그것이 바로 다음 단계에서 해야할 일이다”라고 말했다.