바이오플라스틱이란?

‘바이오매스(biomass)’는 생명(bio)과 덩어리(mass)를 결합한 용어로서, 여기서는 ‘양적 생물자원’을 의미한다.

 

일반적으로, 대기 중의 이산화탄소가 광합성에 의해 고정된 형태의, 사탕수수, 옥수수 같은 식물자원, 미생물 대사 생성물, 그리고 클로렐라(chlorella), 스피루리나(spirurina) 같은 미생물 및 해조류를 총칭한다.

 

참고로, 바이오매스의 사전적 의미는, 앞의 정의와는 조금 다르게, 화학적에너지로 사용 가능한 식물, 동물, 미생물 등의 생물체, 즉 바이오에너지로서의 에너지원을 의미한다.

 

전 세계적으로 1년간 생산되는 바이오매스의 양은 석유의 전체 매장량과 맞먹는 막대한 양이며, 실질적으로 고갈될 염려가 없어서 무한 자원으로 간주되기도 한다.

https://www.parekhplast.com/blog/bioplastics-classification-types-uses/

 

‘바이오플라스틱(bioplastic)’은, 통일된 기준의 정의가 있는 것은 아니지만 European bioplastic에 의하면, 바이오매스로부터 유래된(de-rived) 플라스틱, 즉 ‘바이오 기반 플라스틱(bio-based plastic)’과 생분해성(biodegradable)플라스틱을 의미한다.

 

여기서 생분해성플라스틱은, 미생물에 의한 분해작용에 의해 수개월 내지 수년 이내에 물, 이산화탄소, 메탄가스 등으로 완전 분해되는 플라스틱을 말한다.

 

또한 바이오 기반 플라스틱은 생분해성일 수도 있고, 아닐 수도 있다.

 

이에 따라 전체 플라스틱은 그림 1과 같이 분류할 수 있다.

 

여기서 색상이 있는 부분이 바이오플라스틱 영역이며, 1사분면은 바이오 기반 플라스틱이면서 생분해성인 경우의 바이오플라스틱이다. 또한 2사분면은 바이오 기반 플라스틱이면서 생분해성이 아닌 경우인데, 예를 들면 바이오 기반 PET(polyethylene glycol terephthalate)가 있을 수 있다.

 

바이오 기반 PET는 석유 기반 PET와 동일한 화합물이지만 기존 플라스틱이 아니라 바이오플라스틱으로 분류되는데, 이는 ‘탄소중립(carbon neutral)’ 개념으로 설명될 수 있다. 탄소중립이란 개념은 성장기에 물, 이산화탄소, 태양광을 이용하여 엽록체에서 광합성작용을 통해 이산화탄소를 소비하고, 폐기되어 자연에서 분해될 때 성장기에 흡수한 정도의 이산화탄소만을 발생시켜 지구상의 이산화탄소 총량을 증가시키지 않는 개념이다. 따라서 바이오 기반 PET는 석유 기반 PET와 달리 탄소중립이 성립하여서, 친환경 플라스틱으로 간주되고 바이오플라스틱 범주에 포함되게 된다. 또한 이러한 바이오 기반 PET는 100% 바이오매스 기반일 필요는 없다. 예를 들면, 바이오 기반 MEG(monoethylene glycol)와 석유 기반 PTA(purified terephthalic acid)의 혼합물로 바이오 기반 PET를 구성할 수 있다.

※ PE: polyethylene, PP: polypropylene, PBAT: polybutylene adipate terephthalate, PTT: polytrimethylene terephthalate.

 

참고

- https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchReport.do?mainDiv=P2&cn=KOSEN000000000001089 

- https://www.bioenergyconsult.com/biomass-energy-introduction/