'플라스틱 재활용' 난제 푼 SK케미칼...비결은 'R&D 40년'

김한석 SK케미칼 화학연구소장. /사진=SK케미칼

"연구개발이요? 기업의 미래죠. 과거 음료수병에 쓰는 페트(PET·PolyEthylene Terephthalate)를 상업 생산하고, 그 기술 기반 위에서 최근 코폴리에스터(PETG)까지 만들 수 있었던 겁니다."

김한석 SK케미칼 화학연구소장(부사장)은 지난 24일 머니투데이와 인터뷰에서 '화학적 재활용 기술'을 적용한 코폴리에스터를 세계 최초로 양산할 수 있던 배경으로 R&D 경쟁력을 꼽았다. 김 소장은 "코폴리에스터를 만들려면 각 조건에 맞춰 불순물을 최소화해야 한다"며 "시제품 단위에선 품질이 좋았지만, 상용화 단계에선 조건이 맞지 않아 수개월간 R&D에 매진했다"고 설명했다.

이달 초 SK케미칼은 거듭된 연구 끝에 화학적 방식으로 플라스틱을 재활용한 코폴리에스터 제품(에코트리아 CR)을 양산하는데 성공했다. 화학적 재활용(Chemical Recycle)은 폐플라스틱을 분자 수준에서 분해해 순수한 원료로 되돌리고, 이를 기반으로 고분자 플라스틱을 다시 제조하는 방식이다. 플라스틱 재활용은 그동안 물리적 방식으로 이뤄졌다. 물리적 방식은 폐플라스틱을 잘게 분쇄한 뒤 세척·선별·혼합 등 단순한 기계적 처리 공정을 거쳐 재생 플라스틱을 만드는 방식이다. 공정이 단순한 장점이 있지만, 재활용을 거듭할수록 플라스틱 품질이 낮아져 영구 재활용이 어려운 단점을 지닌다.


하지만 SK케미칼이 세계 최초 양산한 화학적 방식의 플라스틱 재활용 제품은 물리적 방식보다 기술 난이도가 높긴 하지만 품질이 좋고 저급의 페트까지 재활용할 수 있는 경쟁력이 있다.

김 소장은 "화학적 재활용 기술은 분자 형태의 플라스틱을 화학적 반응을 통해 기존 원료였던 단량체(Monomer) 형태까지 되돌린다"며 "재생 플라스틱 수요가 증가할수록 품질이나 재활용 횟수에 제약이 없는 화학적 재활용 기술로 관련 시장이 변화할 것"이라고 강조했다.
탄소중립 시대...'친환경' 기술에 미래 건 SK케미칼
SK케미칼의 모태는 1969년 설립된 선경합섬이다. 합성섬유인 폴리에스터 원사를 만든 기업이다. SK케미칼은 R&D 환경이 척박하던 1970년대 페트(PET) 상업 생산에 성공했다. 이어 선경합섬은 1981년 종합연구소를 세웠고, 정부로부터 기업연구소로 인정받았다. 기업연구소는 연구 요건을 갖춘 기업이 부설연구소를 설립하면 병역특례와 세제 등을 지원받았다. 선경합섬 종합연구소는 선경인더스트리 연구소를 거쳐 지금의 SK케미칼 연구소(Eco Lab)로 거듭났다.

SK케미칼은 수십 년간 R&D로 기술을 내재화했고, 연구소 규모도 키웠다. 현재 R&D 인력은 120명이다. 연구 예산은 한해 300억원에 달한다. SK케미칼은 향후 화학적 재활용 기술을 적용한 코폴리에스터 뿐만 아니라 친환경 바이오 소재 기술 등을 중점 확보할 예정이다.


김 소장은 "과거 친환경 플라스틱 재활용 시장이 열리지 않았지만 이젠 이산화탄소 저감 문제가 경제 논리로도 이어져 시장이 열렸다"며 "탄소중립 시대를 맞아 친환경 바이오 소재, 플라스틱 재활용은 핵심축이 될 것"이라고 분석했다. 그러면서 "환경에 해로운 물질 검출 우려가 적은 소재, 식물성 원료를 사용한 바이오 플라스틱 등 친환경 소재 개발에 주력하겠다"고 말했다.

SK케미칼은 향후 핵심 비즈니스인 '코폴리에스터' 판매 비율을 2025년 50%, 2030년 100%까지 확대할 예정이다. 이와 함께 자회사인 SK바이오사이언스를 통해 바이오 분야 개척에도 나선다는 계획이다.