제2장 연포장 material recycle의 최신 동향과 앞으로의 전망 (2) 연포장의 chemical recycle이 움직이기 시작

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3. 연포장의 chemical recycle이 움직이기 시작한다.

세계는, 플라스틱 제품에 대해서 순환형 플라스틱의 이용에 발을 내딛었다. 석유 베이스 이외에 바이오 베이스 플라스틱이 있는데, 아직 생산량은 한정되어 있고, 석유 유래를 치환하는 것은 거의 없다.

3.1 EU의 움직임

EU 자체에서 chemical recycle은 아직 인정되지 않고 있는데, 2021년 11월 11일, ECHA(유럽 화학물질청, European Chemicals Agency)로부터 보고서가 나왔다. “It introduces conclusions and recommendations that should be considered to further develop chemical recycling and reduce plastic pollution – particularly as the global production of plastics is expected to quadruple by 2050”이라고 서술되어 있고, 현 단계에서는 학술 논문도 충분히 없고, 일괄적으로 chemical recycle을 인정하는 것은 아니고, FDA와 같은 제품에 대하여 case by case로 인정하는 방향이다. 실증 plant로 다시 확인을 추천하고 있다. 독일은 작년 chemical recycle을 재생 기술로서 인정하였다. 리사이클 기술은 차차 새로운 기술이 나오기 때문에, 단기, 중기, 장기적으로 생각하지 않으면 대응이 어렵게 된다. 장기적에서는, 에도 시대와 같이, 쓰레기의 개념이 없어버릴 지도 모른다.

또한, 세계 자연 보호기금(WWF)은, “No Plastic in Nature” (본래 자연계에서는 플라스틱은 존재하지 않는다) 행동의 일환으로서, 플라스틱의 삭감과 재이용을 소구하고, 동시에, 신뢰성이 높고, 환경 부하 삭감에 공헌하는 chemical recycle system 구축을 위한 의견서 “Chemical recycle 사회 실장을 위한 제 원칙(Chemical Recycling Implementation Principles)”을 제출하고 있다. 우리는, chemical recycle은, virgin 수지의 제조와 비교하여, 이산화탄소 배출량을 삭감하는 것을 실증하는 것이 채용의 기본인데, 이산화탄소 배출량 만을 보면 순환형 플라스틱 제조 시의 배출량은 삭감되고 있다. 지구 석유 자원의 절약의 면에서도 순환형 플라스틱의 이용은 필요하다고 생각한다. 순환형 플라스틱의 특허는 유럽 기업에서 많이 출원되고 있는데, 학술적인 연구는 아직 이제 시작 단계이고, 공개된 연구 데이터가 적고, 이 범위 내에서의 판단이 어려운 점도 사실이다. 점차 방법으로 수속할 것이라고 생각한다.

54fnztys8g_Chemical_Recycling_Implementation_Principles_2022_.pdf

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3.2 국내 상황

플라스틱의 리사이클은 mechanical recycle이 기존에 행해지고 있고, chemical recycle도 이전부터 행해지고 있다. 지금부터 양 쪽의 기술이 보완하여 순환형 플라스틱을 제조하게 된다. Chemical recycle은 기존에 고로(高爐) 원료화 기술(JFE Steel과 고베 제강소), 코크스로 화학 원료기술(신일본제 코크스) 등 우수한 방법이 가동하고 있다고 주지되었다. 화학원료로의 전환도 좋은데, 가능하다면 포장에 사용한 플라스틱은, 다시 포장 재료용 플라스틱으로 돌아오는 것이 좋다. 그 의미에서의 chemical recycle이 앞으로 진전할 것을 기대하고 싶다.

연포장의 각종 laminate 사양에 대해서, 현 단계에서는, 열분해유 타입, 가스화 타입, 초임계 타입, microwave 타입이 유망하다고 생각한다. 그 외에, 원료, monomer화 기술, 해중합하는 방법, 발효 기술을 이용하는 방법이 있는데, 어느 정도 좁혀서 이야기를 진행한다.

高炉原料化システムは地球温暖化対策の要|JFEスチール株式会社

JFEスチール株式会社

(1) 열분해 타입이나 가스화 타입은 숙지 되어 있는 방법도 많다고 생각한다. 초임계 이용은 일본에서는, 2009년경부터 행하고 있는데, 대학의 연구단계에서 실용화까지는 도달하지 않았다. 지금은 NEDO의 보조금을 얻어 대학과 산업계에서 수행하고 있다. 초임계 이용의 케미컬 리사이클은, 미츠비시 케미컬이 도입하는 Mura Technology가 10년 정도의 테스트 기간의 실적이 있고 세계에서 가장 먼저 진행하고 있다. 사용하는 열에너지도 다른 방법보다는 적다.

(2) Toppan 인쇄의 news release에 조금 보충하여 요악하면 다음과 같다. 신 에너지, 산업기술 종합 개발 기구(NEDO)의 “혁신적 플라스틱 자원순환 프로세스 기술개발”에 Toppan 인쇄, 토호쿠 대학, 산업기술 종합연구소, Tosoh, Tohzai 화학 산업, Keiwa 흥업이 협동 참가하고, 복합 플라스틱의 케미컬 리사이클 기술의 실용화를 목표하고 있다. NEDO의 수탁사업(사업기간 2020년도~2024년도)의 추가 공모에서 실시하는 것으로, 2021년 11월부터 몰두하고 있다. 연구개발의 테마는 “복합 플라스틱으로부터의 monomer 회수 액상 프로세스의 개발”로, 포장, 용기 등에 이용되고 있는 복합 플라스틱으로부터 monomer(플라스틱을 구성하는 최소 단위)를 회수하는 액상 프로세스 개발을 목표하고 있다. 식품 등의 포장에는, 다층 플라스틱 필름이 사용되고 있다. 내용물의 보호나 기능, 성능을 유지시키기 위해, 성질이 다른 복수 종의 플라스틱을 복합한 패키지가 주류를 점하고 있다. 하지만, 복합 플라스틱의 리사이클에서는, 종류별로 분리하는 것이 어렵고, 그 대부분이 소각에 의한 thermal recycle(열 회수)에 의존하고 있는데 이것은 소재의 순환형 패키지는 아니기 때문에, 순환형 패키지 때문에 미래에는 폐지의 방향으로 된다. 복합 포장재료는, PET, PA 등의 가수분해성 플라스틱이나 PE, PP, PS 등의 비가수분해성 플라스틱으로 구성되어 있는 것이 많다. 해당품을 초임계 또는 아염(亞鹽)계의 고온 고압의 수중에서 처리하면, 가수분해 플라스틱은 다시 동종의 monomer류로, 비가수분해성 플라스틱은 석유화학의 원료로 각각 분해되어, 각 monomer를 고선택, 고수율, 소순도로 회수 가능하다. 연속의 액상 프로세스에 의한 케미컬 리사이틀 기술을 확립하는 것으로, 복합 포장 재료 및 쓰레기를, 분리하지 않고 그대로 처리할 수 있는 가능성이 있다. 이 때문에, 일반 쓰레기의 리사이클율 향상에 크게 공헌할 것으로 보여지고 있다. Sekisui 화학이 실증 실험하고 있는 쓰레기 분별없이 처리하는 면과는 다르다. Mitsubishi Chemical은 같은 류의 초임계 기술 이용을 Mura Technology로부터 기술 도입하여 실용화로 향해 진행하고 있다.

(3) 케미컬 리사이클은 EU에서는 ①열분해 타입은 일부 실용화, ②기타는 실증 실험의 한 가운데, 또는 plant 건설 중, ③microwave 타입은 개발 자금을 모으고 있는 상태이다. 일본의 화학 메이커가 케미컬 리사이클을 향해, 기술 제휴에 들어가, Mitsubishi Chemical과 Mura Technology, Sumitomo 화학과 Rever 홀딩스, Mitsui 화학과 BASF, Sekisui 화학과 Lanzatech, Denka와 미국의 PS 처리 메이커 등이 있고, 실증 실험을 개시하는 단계이다. 당분간 제휴 러쉬가 지속될 것 같다. 뒤따르더라도 좋은, 비즈니스는 이제부터 이기때문에, 상업상의 기회는 충분히 있다. Certified Resins의 인증도 받을 것이다. 원재료의 추적도 block chain 이용으로 행해져 안전성이 확보될 것이다. Global standard에 따라 화동하는 것이 중요하다. 케미컬 리사이클 기술은, 플라스틱 포장의 연속에는 필수인 순환 시스템이고, 지구 자원의 유지, 이산화탄소 배출량 삭감을 위해 지금 이상으로 기술은 더욱더 진척된다. 이하 공개 정보로 사례를 설명한다.