플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)

과학(Science)/산업 (Industry)

플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)

SURPRISER - Tistory 2023. 7. 7. 08:53

0. 목차

플라스틱 사용 증가로 인한 환경 문제
'플라스틱 업사이클링'이란?
'플라스틱 업사이클링' 핵심 기술
다채로운 소재 기술 개발
폐플라스틱 리사이클링 기술
폐플라스틱 분리선별 기술의 고도화
'플라스틱 업사이클링' 관련 정책 동향
'플라스틱 업사이클링' 관련 기업

1. 플라스틱 사용 증가로 인한 환경 문제

플라스틱 중에서도 특히 '난분해성 플라틱'으로 인한 환경문제가 심각한 수준이다. 플라스틱이 완전히 분해되는데 걸리는 시간은 200~300년에서 길게는 500년까지 소요되는 것으로 추정된다. 플라스틱은 1868년에 처음 생산되기 시작했고, 플라스틱 사용량은 19050년대 이후 폭증하였다. '유엔환경계획(UNEP: United Nations Environment Programme)'에서 조사한 바로는 2010년에만 480~1270만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 흘러갔다고 발표되었다. 또한 1997년에 발견된 북태평양 거대 쓰레기 섬은 2009년까지 두 배 가까이 커져 한반도 크기의 7배나 되며, 2017년에는 남태평양에도 텍사스주의 1.5배 크기에 달하는 쓰레기 섬이 추가로 발견되었다.

이러한 플라스틱으로 인한 환경 오염은 '생태계 파괴'는 물론, 정화작업을 위한 자금 및 인력을 소비하여 큰 손실을 가져온다. 때문에 이에 대한 처리 방법이나 대체 소재가 필요한 실정이다. 21세기 들어 세계의 선진국들은 '지구 온난화의 방지', '재생 가능 자원의 사용 촉진'을 통한 순환형 사회의 형성 등을 위해 다양한 산업적, 정책적 전략들을 수립하여 추진하고 있다. OECD의 화학제품의 '생산공정 방식(PPMs: Product Process Methods)' 규제를 비롯해 '비환경친화제품 규제', '유럽연합(EU)'의 '전기 전자제품 폐기물 처리 규제' 등 국제 환경규제에 근본적으로 대응하기 위해 제품 전 과정의 친환경 제품 설계 및 청정생산 공정 기반 Green Process 전환이 필요하다는 의견이 지속적으로 대두되고 있다. 한국에서도 화학제품인 폐플라스틱의 '효율적인 자원 재활용'을 위한 기술 개발이 매우 중요하게 요구되고 있다. 국가적 자원 재활용 관점에서 접근해야 하는 시점이라고 볼 수 있다.

2. '플라스틱 업사이클링'이란?

'플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)'은 각종 플라스틱 재질의 폐기물에 첨단 기술을 적용하여 제품화하거나 창조적인 디자인을 결합하여, 보다 높은 부가가치의 신제품을 창출하는 산업을 의미한다. 즉 재활용이 가능한 플라스틱 폐기물을 제품화하는 과정에서 부가가치를 높여 재탄생시키는 방법이다. 자원순환이라는 사회적·환경적 가치와 경제적 가치를 동시에 달성 가능하도록 하는 산업에 해당한다.

'업사이클링(Upcycling)'은 기존의 재활용품이 가지는 저품질·저수요라는 선입견에 따른 한계점을 극복하기 위해 등장한 개념이다.'업사이클링(Upcycling)'이란 성능이나 기능성을 기존 대비 향상시키는 '업그레이드(Upgrade)'와 불용품이나 폐기물을 재생·재활용하는 '리사이클(Recycle)'의 합성어로, 국문으로는 '새사용'의 개념이다. '업사이클링'은 그 소용을 다해 버려지는 폐기물 중 재활용 가능한 자원을 대상으로 한다. 리사이클과 대비하였을 때, 기존의 재활용 공정 중에서 일어나는 가치 하락 단계를 거치지 않는다는 특징을 가지고 있다. 업사이클링 산업은 사업자 중심의 시장으로써, 관련 기술의 발전에 따라 섬유·패션 제품 위주의 시장에서 점차 영역이 확대되고 있다.

'플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)'은 기본적으로 폐기물 처리 산업과 유사하게, 플라스틱 단독 사용보다는 '복합소재' 활용이 필수적이며, 이러한 소재 융복합을 통한 성장 잠재력이 높다. 또한 폐기물 처리 비용의 절감과 부가가치 향상이 동반되기 때문에 경제적·환경적 부가 효과가 높다. '플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)'을 포함한 폐기물 재활용 산업은 대표적인 '정맥 산업(산업 폐기물을 해체·재생·재가공하는 산업)'으로서, 산업의 발전에 따라 소외된 계층을 노동시장으로 유입시키는 효과가 발생하기도 한다. 국내 업체들은 제품 생산 과정에서 지역 자활 공동체와 협력하여 일자리 나눔을 실천하기도 한다.

2-1. '플라스틱 업사이클링' 산업의 특징

중소기업 중심 산업: '플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)'은 최근 플라스틱 폐기물에 기인한 각종 환경문제와 사회적·국가적 이슈로 인하여 자원순환의 관점에서 높은 시대적 요구를 형성하고 있다. 다만, 각종 업사이클링에 종사하는 국내 기업의 대부분은 연 매출 5000만 원 미만의 1인 스타트업의 형태를 갖춘 경우가 일반적이다. 플라스틱 업사이클링 산업은 창의적인 아이디어를 갖춘 스타트업들의 시장 진입이 용이하다. 또한 기존의 재활용 산업과는 달리 B2C 방식의 판매구조 중심이므로, 고부가가치 제품군의 기획을 통해 재활용 산업 전반에서 경쟁력을 확보할 수 있다. 국내의 '업사이클링 산업'은 '소량 생산', '수작업 위주의 공정' 등이 주를 이루고 있기 때문에 '제품의 희소성', '심미적 가치 추구', '환경보전 기여' 등 고부가가치로의 인식 전환이 필요하다. 플라스틱 업사이클링 사업에 참여하는 업체의 수가 증가하고 있는 추세이다. 하지만 전체 산업규모는 여전히 미미하고 영세하며, 대표 브랜드 형성이 미흡한 실정이다.
실용적인 지원체계 요구: '플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)' 산업을 활성화시키기 위해서는, 소규모 업사이클링 스타트업에 대한 지원체계와 육성 정책이 수입의 필요하다. 하지만 사회적 효과 측면의 수혜적 형태의 지원보다는, 사업적 평가와 판단을 통한 보다 실질적인 지원체계가 요구된다. '플라스틱 업사이클링'의 후방 산업은 폐기물 수집·처리 등의 산업이기 때문에, 정부의 체계적인 지원 역량과 장기적인 정책 수립이 필요하다. 한편, 업사이클링 산업과 그 '가치사슬(Value Chain)'은 폐기물 관리법 등에 따른 인허가 문제가 산업 성장의 한계로 작용할 우려가 존재한다.
지역별·소재별 산업 네트워크 구축: '플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)' 산업은 폐기물을 주요 원재료로 하기 때문에 '재활용센터', '소재 물류 창고' 등 관련 시설 간연계 시스템을 구축하여 '소재 정보 교환', '아이디어 공유', '유해성 검사' 등의 과정이 유기적으로 수행됨으로써, 효율적인 운영이 가능하도록 하는 것이 필요하다. 민간 차원에서는 '소재은행' 등의 관련 기업의 설립으로 시장 진출이 가능하며, 지역별·소재별 산업 네트워크 형성이 요구된다.

2-2. '업사이클링 산업'의 구분

2023년 현재, 플라스틱을 비롯한 각종 업사이클링 산업은 도입기 단계라고 할 수 있다. 중소기업 위주의 다양한 사업 형태로 구성되어 있으며, '타 소재 업사이클링 업체'나 '기존 폐기물 처리 업체' 등 유관 분야 업체들의 시장 신규 진입 가능성이 상존한다. '업사이클링 산업'은 시장 진입 요소에 따라 '디자인을 통한 업사이클링', '기술을 통한 업사이클링', '사회적 의미를 부여한 업사이클링'으로 구분할 수 있다.

디자인을 통한 업사이클링: '디자인을 통한 업사이클링'은 창의적인 아이디어를 바탕으로 시장에 진입하는 것으로, 비즈니스의 가시성 및 사업적 전망이 가장 우수하다. '스위스의 '프라이탁(Frei tag)'은 튼튼한 방수 덮개를 업사이클링한 '메신저 백(Messanger Bag)' 등을 제조하고 있으며, 국내의 '터치포굿'은 현수막으로 만든 '에코백(Eco Bag)' 등을 생산하고 있다.
기술을 통한 업사이클링: '기술을 통한 업사이클링'은 재활용·전처리·소재 기술 및 제품화 공정기술을 기반으로 하고 있으나, 현재 연구 단계에 머무르고 있다. 부가가치 창출 측면에서 가장 높은 잠재력을 보유하고 있는 영역으로, 재활용 탄소 소재 사업화 기술 등이 대표적이다.
사회적 의미를 부여한 업사이클링: '사회적 의미를 부여한 업사이클링'은 공공·민간사업영역에서 발생된 '폐기물', '재고상품', '잉여자산', '폐원자재' 등을 활용하여 새로운 부가가치를 부여하고, 이를 상업화함으로써 궁극적으로 사회적 활용도를 향상시키는 것이다.

3. 업사이클링 기술

요약: 업사이클링 기술 = 전처리 + 제품 제조 + 소재 네트워크 + 디자인

3-1. 업사이클링 프로세스

'플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)'의 핵심적인 프로세스를 요약하면, 소재를 수지·선별·가공하는 '전처리 공정'과 가공된 소재를 활용하여 제품을 생산하는 '제품 제작 공정'으로 대별될 수 있다.

전처리 공정: '전처리 공정'은 재활용 소재의 선별·분류를 비롯하여 해체·분해·절단·재단·연마 등의 소재 가공 공정 및 세척·염색·채색 등의 '후가공 공정' 등을 포함한다.
제품 제작 공정: '제품 제작 공정'에서는 전처리된 소재들을 일련의 제품화 공정을 통해 최종적으로 새로운 제품을 생산한다. 최종 제품의 종류나 성질에 따라 조립·접착·용접·용유·성형·연마 등 플라스틱 소재와 관련된 다양한 공정이 적용될 수 있다. 전처리된 폐플리스틱은 중간재의 성격으로서 '펠렛(Pellet)', '후레이크(Flake)', '잉곳(Ingot)', '장섬유', '단섬유' 등의 형태를 띠며, '압출성형(Extrusion Molding)', '사출성형(Injection Molding)' 등 플라스틱 성형기술을 통해 '업사이클링(Upcycling)' 제품을 제작한다. '압출성형'은 열가소성 재료에 대한 성형 방법으로서, 전처리된 폐플라스틱을 실린더에 넣고 가열 용융시켜, '스크류(Screw)'를 이용해 연속적으로 '다이(Die)'로부터 압출하는 방식이다. '사출성형'은 실린더 내부의 스크류를 회전시켜 원료를 전방으로 보내고, 실린더 히터에서 마찰열로 용융시킨 뒤 고속·고압 사출하여 금형의 '공간(Cavity)'에 충전시키면 가압·냉각·고화되면서 추출되는 방식이다.

그 외에도 제조 공정 상에서 다양한 플라스틱 가공 공정이 복합적으로 적용될 수 있다. 하지만 원재료의 제한된 물성으로 인해 기존 제작 방식과는 달리 기계적·반복적 공정 적용에는 어려움이 있다. 한편, 기술사업화 과정에는 R&D와 유통·판매 등의 활동이 포함된다. 그런데 이 중 R&D는 업사이클링 기획·진행을 위한 필수 과정으로서, 업사이클링 제품의 사업화를 위한 핵심요소로 작용한다.

3-2. 소재 네트워크

'플라스틱 업사이클링'에서 주로 활용되는 소재로는 '포장재', '합성섬유 및 섬유제품', '각종 플라스틱 제품·부품', '기타 생활용품' 등이 있으며, 소재의 종류는 지속적으로 확대되고 있는 추세이다. 또한 플라스틱 단일 소재뿐 아니라, 타 소재와의 융합 시도 역시 확대되고 있다.

'플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)' 관련 산업은 폐기물을 주원료로 사용한다는 점에서 원료 수급 안정화 문제의 해결이 중요하다. 따라서 일반 제조업과는 다른 방식의 '원료 수급 네트워크 구축'이 필요하다. 구체적으로는 '재활용 선별장', '민간 재활용센터', '지역별 폐소재 물류창고', '제품화 시설(디자인 공방 등)' 등 간의 연계성 확보가 필요하다. 국내의 경우, 이천·여주·광주·양주·의왕·파주 등에 '소재 회수 및 소재화 시스템'을 구축하고 있고, 저장시설 인프라를 마련하고 있다. 한편, '소재은행(Material Bank)'이라는 새로운 형태의 사업자가 등장하여, '업사이클링 소재 네트워크(Upcycling Material Network)' 관련 온라인·오프라인 서비스를 제공하고 있다. '온라인'에서는 소재의 위치와 거래 가능 정보 DB를 제공하며, '오프라인'에서는 직접적으로 판매 가능 소재의 실물을 제공한다. 또한 '공공기관', '대기업' 등과의 소재 네트워크를 통해 참여자 간 상생이 가능한 B2B, B2C 체계 협업구조를 구축하고자 노력하고 있다.

분류	대표적인 업사이클링 소재
포장재	알루미늄캔, PET병, 종이 포장재 등
섬유·가죽·고무	항공·자동차·지하철 시트커버, 의류 및 잡화, 자투리 원단, 재고의류, 군복, 낙하산, 에어백, 현수막, 카펫, 폐가죽, 자투리 가죽, 타폴린, 자동차 타이어, 소방호스 등
종이	종이 포장지, 잡지, 책, 신문지, 중고서적 등
기타	폐가구, 폐자전거 부품, 폐군용물품, 레코드판, 시계 부품, 전자제품 등

3-3. 디자인(Design)

'한국 업사이클 디자인 협회(KUD: Korea Upcycle Design Association)'에 따르면, 플라스틱 업사이클링 산업에 적용 가능한 제품군은 매우 다양하다. 하지만 현재는 대부분 가방, 파우치, 액세서리 등의 패션잡화나 인테리어 상품에 집중되어 있는 실정이다. 국내 산업의 경우, 업사이클링 업체가 제품의 기획부터 홍보·가공·판매에 이르기까지 전 과정을 담당하고 있어, 사업자·생산자 위주의 산업을 형성하고 있다.

일련의 업사이클링 과정 가운데 '디자인(Design)'은 가장 중요한 기술이라고 할 수 있을 정도로, 제품의 사업화를 좌우한다고 볼 수 있다. 업사이클링 디자인을 통해 제품에 사용된 원재료가 어디로부터 기인하였고, 어떠한 과정을 거쳐 소비자에게 전해졌는지 등에 대한 '스토리텔링(Storytelling)'이 가능하다. 유럽의 주요 업사이클링 업체들은 단순히 친환경 캠페인 목적의 전시품이나 예술품에 국한되지 않고, 스토리텔링과 더불어 상품성을 갖춘 생활패션 아이템을 디자인하여 고부가가치를 실현하고 있다. 북미에서는 '에코 크리에이터(Eco Creater)'에 의해 스토리가 있는 업사이클링 브랜드 '홀스티(Holstee)', '이코이스트(Ecoist)' 등이 런칭되었고, 실용성과 디자인적 요소를 갖추고 기성 제품과의 경쟁에서 생존해 나가고 있다.

'업사이클링(Upcycling)' 제품에 대한 디자인이 이루어지는 방식으로는, '업사이클링 업체가 직접 디자인 작업을 진행하는 방법'과 '외부 디자이너 또는 디자인 전문 업체에게 주문을 의뢰하는 방법'이 있다. '리바이스(Levi's)'는 PET병에서 폴리에스터 섬유를 뽑아내는 기술을 개발하고, 기존의 면사에 섞어 청바지를 제조하는 기술을 보유하고 있으며, 관련 청바지를 출시하였다. '아디다스(Adidas)'에서는 몰디브 해안에서 수집한 플라스틱 그물 등 해양폐기물을 재활용하여, 운동화를 제작하고 있다. 해양 환경보호단체 'Parley for the Ocean'과의 협업으로, 한 켤레 당 평균 11개의 플라스틱병에 달하는 양이 재활용된다고 한다.

국내의 경우 '터치포굿'은 폐플라스틱을 이용하여 원색 계열의 색상을 부여하여, 디자인적 요소가 가미된 블록 장난감 형태의 수납함을 판매하고 있다. 폐플라스틱을 주요 소재로 활용하지 않는 업체의 경우에도, 부분적으로 폐플라스틱 복합소재 적용을 통해 '업사이클링 제품 디자인'에 활용하고 있다. 비영리 공익법인 '아름다운 가게'의 국내 최초 업사이클링 브랜드 '에코파티메아리(Eco Party Mearry)'는 폐현수막으로 '에코백', '각종 가방', '패션 소품' 등을 디자인하였다. '코오롱인더스트리'는 FnC부문의 업사이클링 브랜드 '레코드(RE;CODE)'를 런칭하였다. 폐기되는 옷을 다시 디자인하고 결합·해체함으로써 새로운 상품으로 제작하고 있다.

4. 다채로운 소재 기술 개발

최근 주목받고 있는 플라스틱 업사이클링 소재 기술로는 탄소 폐기물 사업화 기술과 도로포장용 폐플라스틱 섬유 제조기술 등이 있으며, 다양한 산업분야 적용과 기술 융복합 등이 이루어지고 있다. 탄소 폐기물 사업화 기술은 '폴리에틸렌(Polyethylene)'이 포함된 폐플라스틱을 분리·추출해 '안정화(Stabilization)'와 '탄화(Carbonization)' 공정을 통해, 탄소 소재를 생산하는 방법이다. '폴리에틸렌 파우더 제조 기술'과 '탄소소재 전환 기술' 등이 적용된다.

2011년에 '한국 건설 기술 연구원(KICT: Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology)'에서는 폐플라스틱에서 도로포장용 섬유를 뽑아내어 아스팔트 포장에 섞어, 일반 도로포장에 비해 수명이 길고 내구성이 강한 친환경 포장재를 개발하였다. 이 기술은 인도네시아 중국 등 도로 건설에 활용되었다. 이 기술은 수입산 섬유 동일 중량 대비 6분의 1 수준의 가격으로, 가격경쟁력 또한 매우 우수한 것으로 평가받았다.
한편, IBM에서는 전통적인 폐플라스틱 재활용 과정과는 달리, 가치 하락 없이 순수한 플라스틱을 획득할 수 있는 기술을 개발하였다. 이는 '면-폴리에스터 혼합 티셔츠'를 압력 반응기에 넣고, 촉매제를 사용하여 원유에서 만들어진 플라스틱 원료로 분해시킬 수 있는 기술이다.
3D 프린팅 산업 분야에서는 반복 실험 과정에서 다수의 시행착오가 발생되고, 제품 제작 과정에서 다량의 스크랩이 발생되는 경우가 있다. 그래서 3D 프린팅 반복 실험 또는 제품 제작 과정에서 실패하거나 버려지는 분량을 파쇄하여 '펠릿(Pellet)'이나 '필라멘트(Filament)'의 형태로 가공하여 다시 사용하는 기술도 개발되었다. 네덜란드에서는 기존 플라스틱 폐기물을 파쇄하여 3D 프린팅용 필라멘트로 만들어주는 서비스도 등장하였다.

5. 폐플라스틱 리사이클링 기술

2020년 논문 '폐플라스틱 리사이클링의 현주소 및 향후 방향(조명주·조봉규, 유용자원재활용 기술 개발 사업단)'에 의하면, 폐플라스틱 리사이클링 방법은 크게 '화학적 리사이클링(Chemical Recycling)'과 '물리적 리사이클링(Material Recycling)', '열적 리사이클링(Pyrolysis Recycling)'으로 나눌 수 있다.

폐플라스틱의 자원화를 위해서는 발생된 폐플라스틱을 종류별로 분리 선별하는 것이 매우 중요하다. 선별된 폐플라스틱은 '물리적 분쇄' 및 '고형화(Solidification)'를 통해 리사이클링 소재로서 활용될 수 있다. 이물질이 다량 함유된 폐플라스틱의 경우에는 물리적으로 리사이클링하기 어렵거나, 리사이클링 제품의 품질이 저하된다. 때문에 '화학적 리사이클링(Chemical Recycling)'을 통해 화학원료 물질을 회수하여 순환 활용할 수 있다. '물리적 리사이클링' 또는 '화학적 리사이클링'이 어려운 경우, '열적 리사이클링'을 통해 연료 또는 에너지원으로 활용하거나 열분해에 의한 유화화 및 가스화 방식으로 활용될 수 있다. 가장 경제성이 높은 방식은 재질별 분리선별이 제대로 이뤄진 경우 물리적으로 리사이클링 하는 것이다. 하지만 폐플라스틱을 종류별로 적절히 선별하였다 하더라도, 일정한 경우엔 물리적 리사이클링이 용이하지 않아 화학적 리사이클링이 더 유효한 경우도 있다.

'물리적 리사이클링(Material Recycling)'의 대표적인 예로는 'PET(Polyethylene Terephthalate)'병의 리사이클링이다. 수거된 PET병을 작은 조각으로 분쇄하여 흙이나 이물질을 제거하고 세척함으로써 '플레이크(Flake)'를 만든다. 그다음에 이를 이용해 '섬유용 원사', '재생 섬유', 'PET 시트나 필름' 등의 원료로 다시 사용하는 것이다. 다만 PET에 착색이 되어 있으며, 물리적 리사이클링에 어려움이 있어, 이 경우에는 화학적 리사이클링으로 원료화하는 기술이 적용되기도 한다.

'열적 리사이클링(Pyrolysis Recycling)'의 대표적인 기술로는 '열유화 기술(Thermal Emulsification Technology)'이 있다. 세계적인 화학 기업 중 하나인 '바스프(BASF)'에서는 폐플라스틱을 열화학적으로 처리하여 '합성가스'나 '오일'과 같은 원료를 추출하여, 기존 화학원료를 대체하는 공정을 개발하여 시현중이다. 이러한 공정을 '켐사이클링(Chem-Cycling)'이라고 하며, 제조된 재활용 원료로 식품포장재 등을 생산하고 있다.

6. 폐플라스틱 분리선별 기술의 고도화

폐플라스틱의 재질별 분리선별은 리사이클링의 첫 단추로서, 가장 중요한 영향을 미치는 요소 기술이기 때문에 지속적인 연구개발이 필요하다. 종래의 폐플라스틱 리사이클링 재질별로 선별된 경우에 한해서 '물리적 리사이클링(Material Recycling)' 위주로 이루어져 왔다. 재질별 선별이 어려운 혼합 폐플라스틱의 경우에는 저부가가치의 제품으로 리사이클링 되어 왔다. 따라서 혼합·복합 폐플라스틱에 적합한 분리선별 기술의 고도화를 통해 제품으로 리사이클링 할 수 있는 여구가 필요하다.

폐플라스틱의 분리선별을 위해서는 '비중 선별(Gravity Separation)', '정전 선별(Electrostatic Separation)', '레이저 선별(Laser Separation)', '색상 선별(Color Separation)' 등 이미 개발된 다양한 선별 기술들이 사용될 수 있다. 어느 한 기술만으로는 완벽히 선별하기는 어려우므로, 다양한 선별기술이 복합적으로 적용되어야만 고순도의 선별이 이뤄질 수 있다. 또한 가전, 자동차 등 복합소재로 구성된 제품이 함께 배출되는 경우 '금속(Metal)', '세라믹(Ceramic)', '플라스틱(Plastic)' 등을 함께 리사이클링 할 수 있는 복합 시스템화도 필요하다. 이 경우, 분리·파쇄·선별·회수·재자원화 등의 순서와 단위 공정별 기술이 어떻게 조합되어 시스템화하는 것이 경제적이고 효율적인지에 대한 기술적 근거와 실증자료가 뒷받침되어야 한다. 폐플라스틱의 경우, 파쇄되는 과정에서 다른 금속이나 이물질이 섞여 분리선별이 어려워지는 경우가 많다. 따라서 파쇄 전 가능한 최적의 선별기술을 통해 동일한 재질로 분리하는 것이 매우 중요하다.

폐플라스틱 리사이클링의 가장 중요한 핵심기술 중의 하나는 수거와 분리선별이다. 일반적으로 수거된 폐플라스틱은 종류별 '비중 차이'를 이용하여 주로 물을 통해 분리선별하게 된다. 이러한 '비중선별(Gravity Separation)'을 통해 비교적 가벼운 플라스틱인 PE, PP, PS 류와 상대적으로 더 무거운 PET, PVC, ABS 류로 선별할 수 있다. 그 외에 다양한 분리선별 기술로 고순도의 플라스틱이 선별될 경우, 보다 용이한 방식인 '물리적 재활용'을 통해 리사이클링 할 수 있다.

이 밖에 플라스틱을 선별하는데 유용하게 사용되는 기술로는 '근적외선 선별(NIR: Near Infrared)' 방식이 있다. 컨테이너 벨트 위로 지나는 폐플라스틱에 근적외선을 조사하여, 그 반사광의 파장을 분석함으로써 종류를 식별한 후, 컴퓨터 제어를 통해 토출 장치로 분리선별 하는 방식이다. 그러나 검은색 계통으로 착색된 플라스틱의 경우, 근적외선을 조사해도 흡수되어 반사광이 방출되지 않아서 '근적외선 선별(NIR)'을 사용할 수 없다. 특히 우리나라 폐자동차 및 폐가전제품에서 나오는 대부분의 플라스틱은 흑색이나 짙은 회색 계통이 많아서 근적외선 선별로 구분하기 어렵다. 이 경우, 근적외선 대신 레이저를 사용하는 선별 방식이 적용될 수 있다.

7. '플라스틱 업사이클링' 관련 정책 동향

7-1. '유럽연합(EU)'의 정책 동향

요약: 구체적인 감축 목표를 기반으로 한 자원순환 정책 수립

2019년 5월, '유럽 환경청(EEA: European Environment Agency)'은 '유럽 내 플라스틱 폐기물 방지'에 관한 정책 보고서를 발간하였다. EU는 총 7개 지역을 포함한 총 31개 국가의 '플라스틱 폐기물 정책' 173건을 분석하여 정책의 특성, 한계, 개선 방향성 등을 모색하는 과정에서, 각 국가들의 플라스틱 폐기물 정책은 자발적 조치가 중심을 이루고 구체적인 감축 목표가 부재한 경우가 많다고 보았다. 따라서 정책 결과에 대한 평가가 어려운 상황이라고 판단하고, 정책의 집중도를 높이기 위한 방안 강구가 필요하다는 평가를 냈다.

또 2010년에 수립한 'Europe 2020 Strategy'의 7가지 주요 안건 중에 '자원의 효율화(Resource-efficient Europe)'를 선정하여, 저탄소 경제 및 자원·에너지의 효율적인 사용을 목표로 과제를 수행 중이다. 또한 '자원 효율화 로드맵(Roadmap to a Resource Efficient Europe)'을 통해 2050년까지 유럽을 지속 가능한 경제 구조로 전환하는 계획을 수립하였다.

7-2. '미국'의 정책 동향

요약: 해양 쓰레기 및 플라스틱 폐기물 저감 정책 추진

미국은 해양 쓰레기 문제 해결을 위한 'SOS 2.0 법안'이 2020년 1월, 미국 상원을 통과하였다. 법안의 주요 내용으로는 '해양 쓰레기 문제 해결을 위한 재단 설립 및 기금 신설', '해양 쓰레기 처리를 위한 국내 인프라 시설 지원', '국제적 협력과 대응 강화' 등을 들 수 있다. 특히 해양 쓰레기 문제에 있어서의 국제적 리더십을 강화하고자 하는 모습이 눈길을 끌고 있다. 이와 연계하여 'UN 환경 회의'는 '제4차 결의안(2019.03)'에서 해양 플라스틱 쓰레기 발생의 근원적 해결을 위해 회원국들에게 일회용 플라스틱 사용을 제한하고, 플라스틱을 대체할 수 있는 친환경적 소재를 개발하는 방안 마련 등을 촉구하였다.

미국의 주별 플라스틱 폐기물 저감 정책으로는, '식품 판매점에서 플라스틱 봉투 제공 금지' 및 '식당에서 플라스틱 빨대 사용 금지(캘리포니아)', '플라스틱 봉투 사용 금지(하와이)', '식당에서 빨대·포트·접시 등의 플라스틱 사용 금지 및 위반 시 벌금 부과(시애틀)', '플라스틱 봉투 사용 시 벌금 부과(텍사스)' 등이 있다.

7-3. '중국'의 정책 동향

요약: 자원순환 관련 정책 및 국제적 위상 강화 중

'중국'은 2009년에 '순환 경제 촉진법'을, 2017년에 '공유경제발전 지침'을 발표하며, 자국의 자원순환 관련 정책을 강화하였다. 또한 2016년에는 '국제 표준 기구(ISO: International Organization for Standardization)'에 재제조 표준 관련 기술 위원회를 신규 제안하면서 국제적 위상을 강화하고 있다.

2017년에 발표한 폐기물 수입금지 조치에서는 연차목표가 제시되어 있다. 여기에는 2020년까지 국내 자원순환 촉진을 향한 산업구조 검토 및 실업자 보호조치 등을 포함한 정책을 실시하는 내용이 담겨 있다. 실제 중국은 2017년에 이어 2018년에도 수입 폐기물 관리 리스트가 개정되는 등 금지 품목이 단계적으로 증가하는 모습이며, 2017년 12월에는 생활 폐플라스틱 등의 수입이 금지되었다. 2018년에는 7종 스크랩 등의 수입이 금지되는 등 중국의 폐플라스틱 수입량은 현저히 감소하였다.

7-4. '일본'의 정책 동향

요약: 순환형 사회 및 경제 수립 정책 추진 중

일본의 대표적 순환 경제 관련 정책은 '순환형 사회 형성 추진 기본계획'이다. 이것은 '순환형 사회 형성 추진 기본법' 상의 법정 계획으로서 2003년에 최초로 수립된 이래 5년마다 정기적으로 수립된다. 2018년 제4차 순환기본계획에서는 환경적·경제적·사회적 측면을 통합하는 것을 고려하여 '지속 가능한 사회 만들기와 통합적 대응'이라는 큰 틀을 제시하였다. 일본 경제산업성에서는 2018년부터 '순환 경제비전연구회'를 순환 경제 비전 수립을 위한 논의를 진행하였다. '순환 경제비전연구회'에서는 전문가들이 모여 전 세계적인 순환 경제 추진 현황을 검토하고, '순환 경제 미도 입시의 시나리오 예측', '순환 경제가 일보 경제에서 갖는 의의 평가', '국내 산업 역량 분석 및 대내외 비교·분석' 등을 진행하였다.

7-5. '한국'의 정책 동향

녹색성장 5개년 계획: '녹색성장 5개년 계획'은 녹색성장위원회에서 발표한 내용이다. 저탄소 녹색성장기본법 제9조에 의하여 수립된 전략으로 3대 전략 및 10대 정책 방향을 포함하고 있는 녹색성장 관련 최상위 국가전략이다. 2019년에 발표된 3차 5개년 계획은 경제·환경의 조화와 함께 녹색성장의 '포옹성'을 강화하고 구체적 실천 계획을 중심으로 5대 정책방향 및 20개 중점과제를 추진하는 것을 주요 내용으로 한다. 5대 정책방향의 내용은 '온실가스 감축', '에너지 전환', '녹색기술·산업 육성', '녹색국토·생활 및 국제협력'이다.
한국판 뉴딜의 양대축 '그린 뉴딜': '한국판 뉴딜'은 코로나19로 인해 최악의 경기 침체와 일자리 충격 등에 직면한 상황에서 위기를 극복하고 포스트 코로나 시기 글로벌 경제를 선도하기 위해 2020년에 발표된 국가 발전전략이다. 튼튼한 고용 안전망과 사람 투자를 기반으로 하여 '디지털 뉴딜(Digital New Deal)'과 '그린 뉴딜(Green New Deal)' 2개의 축으로 추진된다. 정부는 '탄소중립(Net-zero)' 사회를 지향점으로 그린 뉴딜을 추진한다. 구체적으로는 도시·공간 등 생활환경을 녹색으로 전화하고, 저탄소·분산형 에너지를 확산하며, 전환 과정에서 소외받을 수 있는 계층과 영역을 보호한다. 아울러 혁신적 녹색산업 기반을 마련하여 저탄소 산업 생태계를 구축하고, '2030년 온실가스 감축 목표', '재생에너지 전환 계획' 등을 차질 없이 이행하는 것을 골자로 한다.
자원순환기본계획: '자원순환기본계획'은 2018년 9월 관계 부처 합동으로 발표된 2018~2017년도에 대한 기본계획으로 '태양광 폐모듈', '전기차 폐배터리' 등 미래 폐기물 재활용 기반을 구축한 국가 전략이다. 재활용의 고부가가치화를 위한 신규 R&D 추진, '업사이클링 활성화를 위해 지역별 업사이클 센터를 통한 판로 개척 및 사업 육성', '영세 재활용 산업에 대한 자금 지원 및 판로 개척' 등을 주요 골자로 한다. 아래의 표는 지역별 업사이클 센터를 정리한 것이다.

명칭	지역	연면적(m²)	개관연도
업사이클플라자	경기	2660	2019
업사이클아트센터	광명	1402	2015
한국업사이클센터	대구	3538	2016
새활용플라자(성동구)	서울	6530	2017
리앤업사이클플라자(강동구)	서울	2300	2021
업사이클센터 더새롬	순천	1115	2019
업사이클에코센터	인천	857	2017
새활용센터 다시봄	전주	2410	2020
새활용시민센터	청주	2000	2019

8. '플라스틱 업사이클링' 관련 기업

세계 주요 '플라스틱 업사이클링' 기업들은 미국을 중심으로 이루어져 있지만, 최근에는 일본, 홍콩, 브라질 등에서도 관련 산업들의 약진이 이뤄지고 있다. 세계 각국에서는 도시지역을 중심으로 업사이클 산업이 성장하고 있다. 특히 영국의 런던은 '업사이클링' 관련 기업과 디자이너들이 가장 왕성하게 활동하고 있는 도시 중 하나다. '정키 스타일링(Junky Styling)', '원 어게인(Worn Again)' 같은 업사이클링 업체들을 포함하여 세계 2차 대전 당시 생산된 잉여 군복을 업사이클링 한 유명 디자이너 등이 있다. 이탈리아의 북부 에밀리아로마냐 주에 속한 자치도시 '파엔자(Faenza)'는 소도시임에도 불구하고 'Resign Project'의 중심도시이다. '파엔자'에는 Design 2.0이라는 디자인 전문 기업 등이 위치하여 업사이클링 디자인 트렌드를 소개하고 각종 캠페인을 벌이고 있다.

8-1. 프라이탁(Freitag)

국적: 스위스

'프라이탁(Freitag)'은 1993년에 론칭된 세계 업사이클링 시장 선도 브랜드로서, '타폴린 소재의 폐트럭의 방수천', '자동차 안전벨트', '폐자전거의 고무' 등을 사용하여 가방을 제작한다. 원재료의 원형을 그대로 사용하기 때문에, 동일한 디자인이 없는 것이 특징이다. Freitag는 전 세계 350개가 넘는 매장에서 한 해 20만 개 이상의 제품을 판매하고 있으며, 2015년 기준 약 500억 원의 수익을 시현하였다. 이는 연간 방수천 200톤, 자젙거 튜브 75000개, 자동차 안전벨트 25000개를 업사이클링 한 결과이다.

8-2. 글로베호프(GlobeHope)

국적: 핀란드

'글로베호프(GlobeHope)'는 스칸디나비아 반도 지역의 업사이클링 산업을 주도하고 있는 기업이다. 재활용천, 폐타이어, 군복 등을 재료로 의류나 패션잡화 등을 생산하고 있다.

8-3. 위우드(Wewood)

국적: 이탈리아

이탈리아의 '위우드(Wewood)'는 '폐목' 및 '기타 시계 부품'의 재활용을 통해 '업사이클링(Upcycling)' 사업을 진행하고 있다. 또 '포레스트 파운데이션(Forest Foundation)'을 통해 나무를 심는 친환경 마케팅을 진행하고 있다.

8-4. 이코이스트(Ecoist)

국적: 미국

'이코이스트(Ecoist)'는 산업폐기물 재활용 사례 중 가장 혁신적인 케이스로 주목받는 기업 중 하나이다. '사탕 봉지', '라벨', '캔', '병 뚜껑' 등을 모아 패션잡화를 제조하며, 할리우드 유명 스타들이 애용하면서 매출이 급증하기도 하였다. 또한 '코카콜라(CocaCola)', '월트디즈니(Wlat Disney)', 'M&M' 등의 기업과 업사이클링 관련 파트너십을 맺고 관련 캠페인을 추진하였다.

8-5. 터치포굿(touch4good)

국적: 한국

'터치포굿(touch4good)'은 국내 대표적 업사이클링 기업이다. 주요 사업으로는 '리싱크(Re-sync)'를 운영하고 있으며, 지속적으로 폐기물을 발생하는 기업과 협약하여 기관이 직접 사용할 수 있는 업사이클링 제품을 생산하고 있다. 또한 산업의 특성상 반드시 발생하는 자원을 업사이클링 할 수 있도록 컨설팅 및 디자인기획 서비스를 제공하고 있다. 대선, 지방선거에서 사용한 선거 현수막을 업사이클링 하는 '5년의 약속', '서울의 약속' 프로젝트를 진행하였으며, 우체국의 현수막으로 우체국 기념품을 제작하기도 하였다.

8-6. 코오롱인더스트리

국적: 한국

'코오롱인더스트리'의 업사이클링 브랜드 '레코드(RE;CODE)'는 기업의 의료 재고를 새로운 제품으로 만드는 브랜드로 출발하였다. 브랜드 관리를 위해 연각 약 40억 원 규모로 소각되던 재고 의류를 소각하지 않고, 해체하여 새 원단을 만들고 이를 이요해 제품을 생산한다. 물량 해체 작업은 지적 장애인 단체인 '굿 윌 스토어(Goodwill Store)'에서 이루어지며, 제품의 디자인은 독립 디자이너들과 협업을 통해 진행된다.

현재글플라스틱 업사이클링(Plastic Upcycling)

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