전 세계적으로 당면한 환경 이슈에 적극적으로 대응하기 위해 LG화학은 다양한 지속가능한 전략을 펼치고 있습니다. 그중 하나가 바로 재활용 플라스틱 사업입니다. 사용하고 버려진 폐플라스틱을 펠릿(Pellet) 형태로 만들어 일정 비율로 기존 플라스틱과 혼합해 제품을 생산하는데요. LG화학이 PCR(Post-Consumer Recycled, 최종 소비자가 사용하고 버린 제품을 재활용하여 만든 제품) 방식으로 생산하는 제품은 대표적으로 PCR PC(Polycarbonate)가 있습니다. 이러한 재활용 플라스틱 제품의 역량을 강화하고 관련해 새로운 사업을 기획하기 위해, 또 기술을 연구∙개발하기 위해 TDR(Tear Down & Redesign)을 새롭게 구성했는데요. 그 이름부터 예사롭지 않습니다. 바로 Phoenix TDR입니다. 마치 스타트업처럼 일하고 있다고 하는데요. 오늘은 LG화학의 ‘친환경 엔지니어링 플라스틱’ 사업을 전담하는 Phoenix TDR을 만나보겠습니다.

재활용 플라스틱 사업을 넓히기 위해 남들보다 한발 빠르게 움직이는 Phoenix TDR

안녕하세요! 자기소개 부탁드립니다

•김민지 책임: LG화학 엔지니어링소재사업부, Phoenix TDR 입사 11년 차 김민지 책임입니다. 저는 사업개발팀에서 원재료 소싱 및 신규 공급사 발굴 업무를 맡고 있습니다.

•박병준 선임: 안녕하세요, 사업개발팀 고객개발 파트에서 근무 중인 7년 차 박병준 선임입니다. 고객을 위해 지속가능한 소재를 소개하는 일부터 추후 고객개발 확대를 위한 영업/기술적 업무도 같이 진행하고 있습니다.

•권영경 선임: 안녕하세요! 사업개발팀 기획 파트에 올해 2월에 경력직으로 입사한 권영경 선임입니다. 저는 제품 전 과정 환경영향평가 및 사회 가치평가를 하고 그 외에도 지속가능관련 업무도 지원하고 있습니다.

•이기재 책임: Chemical PCR 개발팀 입사 9년 차 이기재 책임입니다. PC 파트에 속하는데요. 버려지는 PC의 화학적 분해 개발 업무를 진행하면서 비분해/공정적용 등의 전반적인 업무를 조율하고 있습니다.

•김민수 선임: 만나서 반갑습니다! Mechanical PCR 개발팀 입사 7년 차인 김민수 선임입니다. Mechanical Recycle 개발 중 현재 자동차에 적용되는 소재 개발을 담당하고 있습니다.

팀 이름이 Phoenix(피닉스)인데요. Phoenix TDR 이라고 불리는 이유가 무엇인가요?

•박병준 선임: Phoenix TDR 조직은 지속가능성 측면에서 관심이 높아지고 있는 Recycle 플라스틱, Bio 플라스틱 사업을 성장동력으로 삼고 관련된 역량을 강화하고자 2020년 9월에 만들어졌습니다. Phoenix TDR은 사업개발팀, M-PCR팀, C-PCR팀으로 구성되어 있으며 고객개발, SCM, 환경성 평가, 소재 및 공정 개발 등 다양한 기능을 한 조직 안에서 수행하고 있습니다. Phoenix는 생명을 다하면 자기 몸을 불살라 재로 만들고 부활한다고 합니다. 플라스틱의 순환, 재생을 이에 빗대어 Phoenix TDR로 명명하였습니다.

화학에서 스타트업 같은 분위기로 일한다고 들었는데요 어떤 점 때문에 스타트업이라 표현된 건가요?

•박병준 선임: Phoenix TDR은 현재 진행 중인 기계적/화학적 재활용 소재 이외에도 미래 기술까지 소개하며 고객의 현재와 미래를 함께하는 파트너십 구축을 최종 목표로 삼고 있습니다. 석유를 기반으로 한 전통적인 플라스틱 산업에서 벗어나 PCR 제품을 모든 고객에게 확대하려고 합니다. 이를 바탕으로 새로운 비즈니스 영역까지 넓혀가려고 합니다. 그런 의미에서 스타트업과 유사하다고 생각합니다.

•김민지 책임: 새로운 영역으로 비즈니스를 확장하는 팀이다 보니 LG화학 내 여러 영역의 전문가들이 긴밀하게 협력해서 Phoenix TDR 만의 고유한 체계를 구축하는 중인데요. 기존 업무수행 방식과 다르게 업무를 진행하거나 신규 업무를 추진할 때 적극적으로 지원해주시기에 프로젝트를 빠르게 진행할 수 있습니다. 동시에 새로운 영역임에도 실패에 대한 두려움보다 목표를 달성하려는 열정이 스타트업과 닮았다고 생각합니다.

•이기재 책임: PCR 소재 개발 업무이기 때문에 자유로운 의견, 생각을 표현하는 것이 중요한데요. 이러한 측면에서 직급보다 영어 이름을 사용하는 팀 분위기, 누구든지 언제 어디서든 미팅 콜을 할 수 있는 팀 그라운드룰 등 수평적이고 자유로운 근무 분위기가 스타트업과 견줄 만하다고 생각합니다.

충격을 잘 흡수하는 가벼운 친환경 플라스틱, PCR PC!

Phoenix TDR에서 다루는 PCR PC는 무엇인가요?

•김민수 선임: PCR PC는 사용 후 버려지는 플라스틱을 재활용해 만든 폴리카보네이트입니다. 엔지니어링 플라스틱(금속을 대체할 수 있는 고성능 플라스틱 소재)으로 충격과 열을 잘 견디고 투명성이 뛰어나 산업용 소재에 두루 사용됩니다. LG화학은 원재료 전문 업체로부터 PCR PC 원료를 공급받아 컴파운드(Compound)에 적용하고 있습니다. 오랜 시간 동안 축적해 온 포트폴리오를 토대로 공급받은 원재료에 LG화학만의 컴파운드 노하우를 적용하여 PCR PC를 개발하고 있습니다.

타사 제품과 비교했을 때 LG화학만의 경쟁력, 기술력 등 특별한 점이 있나요?

•김민수 선임: 고객들은 기존 사용하던 제품과 동등한 수준의 물성을 보유하면서 PCR이 적용된 제품을 필요로 합니다. LG화학은 고객들로부터 수집한 요구사항을 토대로 PCR 함량별로 다양한 제품군에 PCR을 적용해 왔는데요. 이를 통해 보다 폭넓은 PCR 제품의 포트폴리오를 확보했습니다. 현재 PCR 제품은 버진 원료(순수한 원료)와 동등한 수준의 성능을 보유하고 있습니다. 덕분에 향후 재활용 플라스틱 시장에서 큰 장점을 지니고 있다 생각합니다.

•이기재 책임: PC를 화학적 재활용하는 기술은 많이 알려졌지만 경제성 측면 때문인지 상용화한 사례는 아직 없다고 알고 있는데요. LG화학이 개발한 화학적 재활용 기술은 버려진 PC를 석유화학 기반의 PC나 BPA(Bisphenol A) 급으로 재생산하는 동시에 분해 과정 중 추가로 나오는 DEC(Diethyl carbonate)를 정제/회수해 배터리 전해액으로 고부가화는 방안을 모색하고 있습니다. 특히 ‘부산물 고부가화’라는 주제로 DEC를 EMC(Ethyl methyl carbonate) 등으로 전환/정제/회수하여 배터리 친환경 전해액 제품 등으로 고부가화하려고 합니다. 이건 우리 기술의 강점이고 동시에 상용화에 보다 가깝게 다가갈 수 있는 중요한 동력입니다.

•박병준 선임: 타사와 비교했을 때 가장 큰 장점은 버진 수준의 물성 구현입니다. 대부분 PCR 함량을 30~35%까지 적용하는데요. LG화학의 PCR은 50%이상, 최대 85%까지 적용해도 물성이나 외형의 변동이 거의 없습니다. 이러한 높은 품질 PCR을 한 가지 처방으로 글로벌 지역에 공급할 수 있습니다. 보통 다른 경쟁사에서는 글로벌 사업장별로 품질이나 레시피가 다르거든요. 하지만 LG화학에서는 글로벌 차원의 통합된 품질 기준과 소싱, 레시피를 갖추고 있습니다. 덕분에 어떤 사업장이든 균일하게 높은 품질의 제품을 생산할 수 있습니다.

화학이 생산하는 PCR PC의 입지는 어떤가요?

•권영경 선임: 지구 온난화와 해양 플라스틱 문제의 심각성은 전 세계가 동의하고 있습니다. 온실가스를 줄이고 폐플라스틱을 재활용하는 데 PCR PC가 기여할 수 있습니다. 이런 이유로 국제 이니셔티브 및 글로벌 회사들이 적극적으로 PCR PC 사용을 의무화하거나 권장하고 있습니다. 시장조사기관인 마켓앤드마켓에 따르면 글로벌 친환경 플라스틱 시장은 지난해 11조 8,500억 원에서 2025년에는 31조 5,000억 원 규모로 커질 것이라 예측된다고 하는데요.

이렇게 친환경 플라스틱에 대한 수요는 늘어난 데 비해, PCR PC를 버진 PC 품질 수준까지 구현할 수 있는 기술과 노하우를 가진 회사는 많지 않습니다. LG화학의 PCR PC는 물성과 색상 구현에 있어 버진 PC와 동등한 수준의 품질을 구현할 수 있는데요. 덕분에 LG화학은 PCR PC 분야에서 선도적으로 기술을 개발하고 시장을 개척하고 있습니다.

•박병준 선임: 현재 글로벌 IT 고객들은 PCR 60% 이상의 고함량 제품에 대한 요구가 높습니다. PCR이 많이 함량될수록 품질에 대한 리스크가 생기는데요. LG화학에서는 PCR 고함량이면서도 고품질의 제품을 지속적으로 개발하고 있습니다. 덩달아 고객의 요구 사항을 충분히 충족시키고 있습니다. 한편 제품당 탄소배출을 획기적으로 줄이기 위해 꾸준히 노력하고 있습니다. 최근 들어 자동차 고객들이 조금씩 지속가능한 제품을 사용하려고 움직이는데요. 이에 LG화학은 선제적으로 고객의 요구에 맞춰 움직이면서 지속해서 커뮤니케이션하며 소재 등재, 적용을 위해 노력 중입니다.

현재 어떤 제품에 적용되고 있고 앞으로 어디에 더 적용될 수 있을까요? 또 앞으로 PCR PC 및 재활용 플라스틱 시장의 전망과 수요는 어떨까요?

•김민지 책임: 재활용 플라스틱은 기존에 PC나 PC/ABS가 적용되는 모든 제품에 적용할 수 있습니다. 특히 전기/전자 제품 분야에서는 이미 오래전부터 친환경 소재에 대한 필요성이 있었습니다. LG화학은 그 필요성을 충족시켰는데요. 최근에는 기존의 노트북, 태블릿PC, 모니터, 프린터 등 IT제품 뿐만 아니라 AI 스피커에도 재활용 플라스틱이 적용되면서 사용 범위가 넓어지고 있습니다. 향후에는 자동차 내외장재, 생활용품, 산업재 등에도 전방위적으로 적용되리라 기대합니다.

기계적 재활용과 화학적 재활용

기계적 재활용과 화학적 재활용은 어떻게 다른가요?

•이기재 책임: 기계적 재활용(Mechanical Recycling, MR)은 다 쓰고 버려지는 플라스틱을 분쇄하여 기본적인 세척을 진행한 후 다시 녹여서 재생 펠릿을 만드는 방법입니다. 우리가 사용하는 플라스틱에는 주요 화학물질인 고분자 외에도 다양한 첨가제가 존재하는데요. 기계적 재활용을 하면 고분자와 함께 첨가 물질이 고온에서 용융*하는 과정에서 변형이 일어나게 됩니다. 이렇게 일정 횟수 이상 기계적 재활용이 누적되면 플라스틱 본연의 물성이 약화됩니다. 이러한 한계를 극복하고자 최근에는 폐플라스틱에서 특정 고분자만을 추출하거나, 고분자 구조를 더 작은 단위인 단분자로 분해해 순수한 단분자 물질로 회수하는 방법을 고안하고 있습니다. 이렇게 회수된 단분자 물질은 다시 고분자로 중합할 수 있으며 다른 산업에도 이용할 수 있는데요. 이러한 일련의 과정을 화학적 재활용(Chemical Recycling, CR)이라고 합니다.

*용융: 고체 상태의 물질이 에너지를 흡수하여 액체로 상태변화가 일어나는 일

기계적 재활용 소재를 개발할 때 가장 신경 쓰는 부분은 무엇인가요?

•김민수 선임: 아무리 원료 품질이 좋더라도 기계적 재활용된 PCR 원료는 버진 원료와는 약간의 차이가 있습니다. 저희 팀에서는 이를 보완할 수 있는 처방 확보에 힘쓰고 있습니다. 더불어 고객에게 신뢰를 얻을 수 있도록 장기내열 비교평가 등 다양한 데이터를 수집하는 것 또한 신경 쓰고 있습니다.

그럼, 화학적 재활용은 구체적으로 어떤 방법인가요?

•이기재 책임: C-PCR 개발팀에서는 두 가지 방향으로 화학적 재활용 기술을 개발하고 있습니다. 원료인 폐 PC를 구성하는 화합물 중에서 PC 고분자만을 깨끗하게 회수하는 ‘비분해 정제’ 기술. 그리고 원료를 화학적 분해하여 PC를 구성하는 단량체 BPA(Bisphenol A)만 회수하는 ‘분해 정제’ 기술입니다.

더 쉽게 설명하면 비분해 정제는 페인트로 프린트된 티셔츠를 특수한 방법으로 세탁하여 흰색 티셔츠로 다시 만드는 개념입니다. 이렇게 만들어진 PC는 기계적 재활용 PC에 비해 첨가제나 불순물이 제거된 순수한 PC 자체만 남기에 물성이 우수하고 재가공 시 가공 등도 자유롭습니다.

분해 정제는 버려진 티셔츠를 흰색 실로 되돌리는 기술이라고 말할 수 있습니다. 이 흰색 실로 우리가 원하는 다양한 티셔츠를 새로 만들 수 있습니다. 물론 비분해 정제보다 복잡한 공정을 거치고 상대적으로 에너지도 더 많이 필요하지만 이렇게 얻은 실로 다양한 크기의 흰색 티셔츠를 다시 만들거나 신발이나 이불 등 다른 제품을 만들 수 있습니다.

현재 화학적 재활용 기술은 어느 정도로 개발이 진행되었나요?

•이기재 책임: 현재 분해 정제 기술은 초기 실험을 진행했고 최적화하여 석유 화학 기반 BPA(Bisphenol A)와 유사 수준으로 회수할 수 있는 기술을 개발했습니다. 최적화된 Lab(실험실) 단계 기술인데요. 이 기술의 공정 적용을 위해 팀 내 공정 파트 구성원들과 협력하여 2022년에는 시험공장(Pilot Plant)을 가동하고 2025년까지 상업화 공정(Plant) 설계를 착수하는 게 목표입니다.또한 C-PCR 개발팀에서는 PC 외에도 PET(Polyethylene terephthalate)에 대한 화학적 재활용 기술 개발도진행하고 있습니다. Phoenix TDR에서는 폐 PET 화학적 재활용과 관련해 외부기술 도입과 자체기술 개발을 동시에 검토하고 있는데요. 이 기술은 폐 PET에서 LG화학의 PBT/TPEE 중합 제품으로 만드는, 업사이클링(Upcycling)을 목표로 하고 있습니다.

재활용 원료를 사용하기에 공급망 관리에서도 신경 쓰는 부분이 있을 텐데요.

•김민지 책임: PCR PC는 사용하고 버려진 제품을 수거해서 만들어집니다. 재생 원료를 사용한 제품이지만 LG화학만의 엄격한 품질 기준에 따라 재생 원료를 네 등급으로 세분화해 등급별로 관리하는데요. 가장 높은 등급의 재생 PC의 경우 모든 색상이 구현 가능하며 버진 PC와 유사한 물성을 가집니다. 고품질 PCR PC 생산을 위해서는 품질이 좋은 깨끗한 폐 PC 원료 확보가 무엇보다 중요한데요. 재생 원료 공급사를 처음 방문하다 보면 저희 품질 관리 기준이 너무 높다고 난색을 보이기도 하셔서 설득하는 데 어려움이 있기도 합니다.

재활용 소재에 대한 고객사의 반응은 어떤가요?

•박병준 선임: 자동차 고객의 경우, 이전에 재활용 소재를 사용한 경험이 없어서 실제 적용하는 데 있어 IT기업들보다 소극적인 모습을 취하고 있습니다. 재활용 소재가 아직 초기 단계이고 익숙하지 않기 때문인데요. 그럼에도 불구하고 자동차 고객이 지속적으로 관심을 두고 있고 요소 하나하나 평가하며 적용이 가능할지 확인하는 단계까지 와 있어, 앞으로 재활용 소재에 대한 수요가 더욱 증가할 것 같습니다.

한편 우리나라는 재활용을 많이 하는 나라이기도 하지만 재활용한 것에 비해 재사용률이 높지는 않습니다. 그러다 보니 아직 국내 재활용 플라스틱 시장이 선진국만큼 활발하지 않고 새로운 영역이라 사업을 확장하기가 어려운데요. 증가하는 수요에 발맞춰 국가와 기업 차원에서 국내 시장 활성화를 위해 플라스틱 재사용률을 높이는 방안을 고안하고 이를 지지하는 제도 마련도 필요합니다. 더불어 재활용 플라스틱에 대한 인식도 높아져야 하는데요. 국가와 기업에서 적극적으로 재활용 플라스틱 사용률을 높이면 이것이 곧 트렌드가 되어 최종 소비자들에게도 지속가능성에 대한 의도가 전달되리라 생각합니다.

전 과정 평가 관점에서 PCR PC는 환경에 어떤 영향을 주나요?

•권영경 선임: LCA(Life Cycle Assessment, 전 과정 평가)는 제품 및 서비스를 포함한 모든 산업활동이 환경에 미치는 영향을 평가하는 것입니다. 환경적 측면에서 PCR PC의 가장 중요한 이점은 온실가스 발생의 저감입니다. 석유는 온실가스 환경 부하가 높은 자원이기 때문에 석유 대신 폐플라스틱을 활용하여 PC를 생산하면 석유 자원 사용 저감을 통해 온실가스 감축에 기여할 수 있는데요. PCR PC를 생산할 때 재활용 펠릿 함량을 50% 적용하면 100% 버진 PC에 비해 40% 이상의 탄소 발생량을 줄일 수 있습니다.

그뿐만 아니라, 물과 에너지 사용 측면에서도 효과를 볼 수 있습니다. 제품의 전과정 측면을 고려하면, 석유 추출과 정유 공정에 투입되는 물과 에너지를 절약할 수 있는데요. 이때 저감된 에너지는 다시 온실가스 저감에 기여할 수 있습니다.

지속가능성은 환경적 측면뿐 아니라, 사회 가치적 측면도 고려해야 하는데요. 최근에 SimaPro* 소프트웨어를 만든 프레-서스테이너빌리티(Pre-Sustainability) 회사와 LG화학 제품의 전과정 사회 가치평가를 시작했습니다.

*SimaPro: 지속가능성 및 환경 영향성을 계산하는 툴

Phoenix TDR은 환경에 기여하는 꿈, 지속가능한 제품이 개발되는 시스템을 꿈꿉니다

Phoenix TDR에서 개인적으로 계획하고 있는 목표나 바람이 있다면 무엇인가요?

•김민지 책임: 전 세계적으로 플라스틱 사용량을 줄여야 하는 시대에 살고 있는 것은 부정할 수 없지만, 한편으로는 분류가 용이하고 재활용이 가능한 플라스틱이 많이 나왔으면 하는 바람도 있습니다. 제가 맡은 업무에 맞게 안정적으로 PCR 사업을 할 수 있도록 신규 공급사를 발굴하고 품질 수준을 잘 관리하고 싶습니다.

•김민수 선임: 현재 제가 개발 중인 자동차 내외장재 소재 산업은 전기/전자 산업보다는 늦게 재생 플라스틱 적용을 시도하고 있습니다. 이에 맞춰 LG화학은 한발 빠르게 소재를 준비하고 고객에게 먼저 제안할 수 있는 제품군을 확보할 계획입니다. 이를 위해 많은 실험을 하고 충분한 데이터를 확보하여 시장의 선두주자가 될 수 있도록 노력하겠습니다.

•권영경 선임: 재활용 공정의 효율화와 PCR 제품의 고품질화를 위해 클로즈 루프 리사이클 콘텐츠(Close Loop Recycled contents)* 비즈니스를 개발해 보고 싶습니다. 또한 제품의 환경적 측면뿐 아니라, 사회 가치적 측면까지 고려하여 지속가능한 제품을 개발할 수 있도록 시스템을 구축하고 싶습니다.

* 클로즈 루프 리사이클 콘텐츠(Close Loop Recycled contents): 어떤 소재가 원재료로 사용되어 최종 소비자까지 거쳐 다시 원재료로 재활용되는 닫힌 구조의 순환 활동

끝으로 하고 싶은 말이 있다면?

•이기재 책임: C-PCR 개발팀의 구성원으로서 가장 도달하고 싶은 목표는 공장을 짓고 세계 최초로 상업화하여 재활용 플라스틱 업계의 퍼스트 무버(First Mover)이자 트렌드 세터(Trend setter)가 되는 것입니다. 연구원으로서 우리가 실험실에서 개발한 기술이 공장에서 구현되고 상업화되어 LG화학에 도움이 되고 나아가 환경을 이롭게 한다면 그것만큼 큰 보람이 없다고 생각합니다. 세계 최초가 되는 그날까지 초심을 잃지 않고 서로 협력하며 긴밀히 움직이는 Phoenix TDR이 되었으면 좋겠습니다. 파이팅!

•권영경 선임: 석유화학은 환경적 부하가 높은 산업군인 만큼 석유화학 산업에서 지속 가능 업무를 수행하는 것이 환경 문제에 기여하는 정도가 크다고 생각합니다. Phoenix TDR이 하고 있는 업무는 경제적 이윤 창출 이상의 가치를 가지고 있고, 팀의 구성원으로서 PCR PC 비즈니스에 기여하는 것을 자랑스럽게 생각합니다.

•김민수 선임: 플라스틱 쓰레기에 대한 이슈가 전방위적으로 확산되는 만큼 친환경 플라스틱은 필수적인 요소가 되었습니다. 이 문제를 누구보다도 먼저 인식하여 업계에서 가장 먼저 탄소중립선언을 선포한 회사 중 하나가 LG화학으로 알고 있는데요. 현재 하고 있는 기계적 재활용 개발 업무가 회사의 이익 창출의 가치를 넘어 환경을 지키는 데에 조금이나마 도움이 되는 일이라 스스로도 매우 뿌듯합니다.

플라스틱은 더 이상 한 번 쓰고 버려지는 소재가 아닙니다. 이제 플라스틱은 재활용 가능한 원료가 되었습니다. LG화학은 폐플라스틱을 수거하여 만든 재활용 플라스틱을 더욱 넓은 제품군에 적용하고 이에 필요한 기술을 끊임없이 연구·개발하여 탄소 저감에 한 발 더 다가가도록 노력하겠습니다. 친환경 플라스틱 개발과 사업 확장을 위해 최전선에서 노력하는 Phoenix TDR에 많은 응원을 보내주세요.