효소기반 플라스틱 재활용은 에너지 절감에 효율적

황원희 기자 | eco@ecomedia.co.kr | 입력 2021-07-22 13:49:07
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[이미디어= 황원희 기자] DOE(미국 에너지부) NREL(국립 재생 에너지 연구소)와 포츠머스 대학 등으로 구성된 BOTTLE 컨소시엄의 연구원들은 효소를 이용하는 것이 일회용 음료수 병, 일반 플라스틱인 PET를 재활용하기 위한 보다 지속 가능한 접근법이라는 것을 확인했다. 

 

▲사진 pxhere

이 개념은 규모에 맞게 더욱 발전되고 구현될 경우 PET 재활용의 새로운 기회로 이어질 수 있으며, 오늘날 재활용되지 않는 섬유 및 기타 소재를 재활용하는 메커니즘을 만들 수 있다. PET는 연간 8,200만 톤이 생산되며 세계에서 가장 많이 소비되는 합성 중합제 소재 중 하나이다. 또한 PET의 약 54%가 의류용 섬유 및 카펫용 섬유제조에 사용된다.

 

연구진에 따르면 1950년대 이후 생산된 플라스틱 중 10% 미만만이 재활용됐고, 대부분의 플라스틱은 쓰레기 매립지로 가는 경우가 많았다. 

 

특히 BOTTLE은 에너지와 비용을 생각한 효율적이며 확장 가능한 재활용 및 업사이클링 기술을 개발하고 있으며 현대 플라스틱을 재활용할 수 있도록 설계하는 두 가지 혁신적인 접근법으로 플라스틱 오염 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다.

 

따라서 새로운 연구 논문은 플라스틱 재활용의 문제를 다루고 있다. 바다와 다른 수로들에 떠 있는 버려진 병들의 사진은 플라스틱 쓰레기로 인한 문제를 시각적으로 상기시켜줬지만 의류용 섬유와 카펫용 섬유를 제조하는 데 사용되는 PET를 어떻게 처리해야 하는지에 대한 문제는 잘 알려지지 않았다.

 

연구진은 미국에서 연간 소비되는 300만 톤의 PET 중 극히 일부만을 차지하는 개념적인 재활용 시설을 모델링했다. 효소 재활용 프로세스는 PET를 테레프탈산(TPA)과 에틸렌 글리콜이라는 두 가지 빌딩 블록으로 분해한다. 연구팀은 기존 화석 기반 생산 경로와 비교해 효소 재활용 과정을 통해 총 공급망 에너지 사용량을 69%-83% 줄일 수 있으며, 온실가스 배출량은 TPA 킬로그램당 17%-43% 가량 줄일 수 있다고 밝혔다. 

 

또한, 미국에서의 초기 TPA와 재활용 TPA를 경제 전반으로 비교한 결과, 두 프로세스의 환경 및 사회경제적 효과가 공급망 전체에 균등하게 분포되어 있지 않다는 것을 알 수 있다. 제안된 재활용 프로세스는 환경영향을 최대 95%까지 줄일 수 있으며, 자재 회수시설에서 지역 일자리를 포함해 최대 45% 더 많은 사회경제적 혜택을 창출할 수 있다.

 

연구는 또한 효소 PET 재활용이 버진 PET 생산과 비용 대등성을 달성할 수 있을 것으로 예측하고, 이 효소 기술이 의류, 카펫 등 풍부한 자재를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라 PET 제조를 탈탄소화시킬 수 있는 가능성을 부각시키고 있다.

 

한편 이 연구는 DOE의 첨단 제조 사무소와 바이오 에너지 기술 사무소의 자금 지원을 받아 수행됐다. 이 작업은 열가소성 플라스틱을 매립지와 환경(BOOTLTLE) 컨소시엄에서 제외시키기 위한 바이오 최적화 기술의 일환으로 시작됐다.


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