재활용 플라스틱 함량의 병목 현상 해결

플라스틱 산업의 브랜드 소유주와 포장재 가공업체는 재활용 함량 가용성에 있어 큰 병목 현상에 직면해 있습니다. 이러한 과제를 극복하고 야심찬 재활용 목표를 달성하기 위해 재활용업체와 재료 선별 시설(MRF)은 첨단 기술을 사용하여 고급 응용 분야용 원료를 생산하고 비즈니스 기회를 확장하고 있습니다. 
플라스틱 폐기물 감축을 위한 법안이 계속 추진되면서 고품질 재활용 플라스틱에 대한 수요가 사상 최고치를 기록하고 있습니다. 플라스틱은 내구성이 뛰어나고 효율적이며 편리하기 때문에 소비자와 기업 모두에게 큰 이점을 제공합니다. 플라스틱 제품과 포장재의 지속 가능성을 높이는 것은 우리 시대의 과제입니다. 브랜드 소유주들이 생산 과정에서 배출되는 탄소 배출량을 줄이고 소비자의 수요를 충족하기 위해 재활용 함량의 비율을 높이려고 함에 따라 새로운 과제에 직면하게 됩니다. 자동차 및 포장재와 같은 고품질 응용 분야에서는 소비 후 및 산업 후 플라스틱 폐기물에서 원료를 효과적으로 조달하기 위해 고품질 재활용 공정과 첨단 선별 기술이 필요합니다.

PET 병

수요 대 재활용 콘텐츠 가용성

2020년, 전 세계 플라스틱 생산량은 3억 6,700만 미터톤(mt)에 달했습니다. 유럽은 전체 시장 수요의 70%를 차지하는 55mt의 플라스틱을 생산했으며, 이 중 40.5%를 포장재 생산에 사용했습니다. 플라스틱에 대한 순환 경제를 창출하기 위해 제조 과정에서 원재료의 비율을 줄이고 2차 원료로 대체해야 하지만, 이는 말처럼 쉬운 일이 아닙니다.

플라스틱 재활용은 공원 벤치, 화분 및 과속 방지턱과 같은 품목에 대한 수요가 한정되어 있고 특히 다운사이클링으로 인해 인식이 좋지 않았던 것은 사실입니다. 재활용 업계는 플라스틱 가치 사슬의 구성원과 협력하여 첨단 기계 재활용을 통해 버진과 유사한 재활용 함량을 만들 수 있게 되었습니다. 이는 1차 재료에 대한 경제적이고 실용적인 대안이 될 뿐만 아니라 재활용업체와 MRF에게 새로운 수익 흐름을 창출할 기회를 제공합니다.

도시 고형 폐기물(MSW)과 같이 오염도가 높은 플라스틱 폐기물 스트림의 경우에도 이제 새로운 제품을 만드는 데 사용할 수 있는 고품질 투입 원료를 조달할 수 있습니다.

S&P Global Platts Analytics는 2030년까지 170만 톤 이상의 버진 폴리머가 기계적으로 재활용된 플라스틱으로 대체될 것으로 예측합니다. 이는 2020년의 68만 8,000mt에 비해 크게 증가한 수치입니다. 현재까지 재활용 재료의 극히 일부만이 새로운 재료 생산에 활용되고 있습니다. 대부분의 재활용 물질은 낮은 등급의 응용 분야에 사용됩니다. 그렇다면 자동차, 식음료, 화장품과 같은 산업에서 고품질의 재활용 원료를 안정적으로 공급받으려면 어떻게 해야 할까요? 재료 부족의 격차를 해소하는 것은 재활용 가능한 재료를 효과적으로 수거하는 것에서 시작됩니다.

예를 들어, 보증금 반환 시스템(DRS)은 폐기물 재활용 시스템에서 음료 용기 재활용을 위한 글로벌 모범 사례입니다. 모든 상황에 맞는 일체형 솔루션은 없습니다. 순환성을 달성하기 위해서는 소비 후 필름 포장과 같이 플라스틱으로 만들어진 다른 제품을 확보할 수 있는 보완적인 솔루션이 필요합니다. 모든 폐기물 스트림에서 오염을 완화하고 회수된 재활용 물질의 양을 늘리는 것은 플라스틱의 미래를 위해 매우 중요합니다.

새로운 법률 개정 사항

1차 소재에 대한 의존도를 줄이기 위해서는 플라스틱의 순환성을 높이고 시장에 재활용 함량을 장기적으로 공급하는 조화로운 접근 방식이 필요합니다. 예를 들어, 많은 국가에서 설계부터 소비 후 단계까지 제품 수명 주기에 대한 상당한 책임을 생산자에게 부여하는 생산자 책임 재활용 제도(EPR)를 고려 중이거나 이미 도입했습니다. 

폐기물 처리 공장

이러한 정책은 생산자가 포장재를 제조할 때 환경적 요소를 고려하고 제품의 환경적 영향을 줄이는 데 기여하도록 장려합니다. 법률은 플라스틱 폐기물의 효과적인 수거, 선별 및 재활용을 포함하여 인프라 투자를 지원하는 데 기본적인 역할을 합니다. 플라스틱 지침과 의무적인 재활용 함량 목표는 순환성을 우선시하고 원료 회수의 병목 현상을 해소하기 위한 적절한 프레임워크를 수립할 수 있습니다.

구속력 있는 프레임워크는 시장에 대한 중요하고 필수적인 개입을 구성합니다. 지속 가능한 폐기물 관리를 지원하고 산업이 수요와 인프라 투자를 확보하면서 재활용 물질의 사용을 늘리도록 장려합니다.
 

PET 병

1994년 유럽 연합에서 도입한 플라스틱 포장 및 포장 폐기물 지침은 재활용 함량 목표를 정의하고 2차 원료에 대한 최종 시장을 창출하는 법안 중 하나입니다. 이 지침에 따라 포장재 생산업체는 2025년까지 새로운 플라스틱 포장재 생산 시 최소 50%의 재활용 함량을 사용하고 2030년까지는 55% 이상을 사용해야 합니다. 2021년, EU는 2025년까지 PET 병의 재활용 함량을 최소 25%로 제한하고, 선별 수거 목표를 77%로 설정하는 일회용 플라스틱 지침을 도입했습니다. DRS를 도입한 국가들의 모범 사례로 독일은 98%의 PET 수거율을 달성했으며 네덜란드가 95%로 그 뒤를 쫓고 있습니다.

순환 경제를 향해 나아가고 있는 것처럼 보이지만, 아직 갈 길이 멉니다. Zero Waste Europe에 따르면 새제품 병에는 평균 17%의 재활용 PET(rPET)만 포함되어 있습니다. 


한편, 다른 PET 제품의 69%는 음료 병에서 추출한 rPET로 만들어져 의도된 재활용 공정에서 재료를 전환합니다. 플라스틱 재료는 경제적으로 가능한 한 생산에 필요한 충분한 공급을 보장하기 위해 동일한 응용 분야에서 여러 번 재활용하는 것이 이상적입니다.

지침으로 결정적인 진전을 이루었지만 여전히 개선의 여지가 있습니다. 예를 들어, 수요와 공급 간의 격차를 메울 수 있는 소비 후 재활용 함량(PCR)의 사용을 명시하는 법률은 거의 없습니다. 미국에서는 캘리포니아주가 음료 병에 PCR을 도입하는 것에 대한 가장 야심찬 목표를 선도하고 있습니다. 최근 제정된 캘리포니아 재활용 함량법은 PCR 목표를 2022년까지 15%, 2025년까지 25%, 2030년까지 50%로 설정했습니다.

가치 사슬을 통한 첨단 기계 재활용 및 협업
 
재활용 함량의 사용을 늘리려면 업계 전체가 조치를 취하고 재활용 가능한 포장을 설계하고 신규 및 기존 기기를 통해 고품질 재활용 물질의 공급을 개선해야 합니다. 폐기물 관리에 총체적인 리소스 시스템 접근 방식을 적용하면 보증금 반환 시스템(DRS), 선별된 재료 흐름에 대한 분리 수거, 혼합 폐기물 선별을 결합하여 고급 기계적 재활용을 위한 플라스틱을 회수할 수 있습니다.

전용 수거 스트림 외에도 혼합 폐기물 선별을 추가하면 고품질의 플라스틱을 재활용할 수 있음이 입증되었습니다. 네덜란드의 잔류 폐기물 선별 공장인 AVR의 사례 연구에 따르면 고성능 기술을 활용한 혼합 폐기물 선별은 재활용을 위해 12배 더 많은 플라스틱을 확보하여 CO2 배출량을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 


AUTOSORT 플라스틱 선별

노르웨이의 IVAR IKS 또는 ROAF와 같은 다른 선별 시설도 지자체와 기업이 첨단 기술과 공정에 투자할 경우 혼합 폐기물 선별이 제공하는 엄청난 잠재력을 보여줍니다.

오늘날 재활용업체와 선별 공장 운영자는 오염된 폐기물을 추가 처리 또는 현지 거래에 적합한 수준으로 정화해야 하는 과제에 직면하고 있습니다. 동시에 PCR을 구매하는 브랜드 소유자와 가공업체는 폴리머 유형과 색상별로 선별된 고순도 단일 분획물을 요구합니다. 새로운 센서 기반 선별 기술을 채택함으로써 공장 운영자는 폐기물 스트림에서 고부가가치의 플라스틱을 효과적으로 선별하고 정제하여 PET 또는 PO 분획물을 시장에 공급할 수 있습니다. 보다 가치 있는 제품을 만들려면 사전 선별과 플레이크 선별 솔루션을 함께 사용해야 합니다. 먼저 근적외선(NIR) 선별기가 원치 않는 폴리머나 이물질과 같은 오염 물질로부터 목표 플라스틱을 분리합니다. 그런 다음 정제된 플라스틱을 파쇄, 세척 및 건조합니다. 

TOMRA 기술

이렇게 생성된 플라스틱 플레이크는 2mm 크기의 작은 플레이크까지 선별할 수 있는 고정밀 플레이크 선별 시스템을 통해 2차 단계를 거칩니다. 이러한 매우 유연한 시스템을 통해 운영자는 폴리머 유형 및/또는 색상별로 재료를 선별할지 여부를 정의하여 가장 까다로운 요구 사항에도 특별히 맞춤화된 제품을 만들 수 있습니다. 이러한 시스템에 탑재된 뛰어난 기술은 까다로운 천연, 투명 및 하늘색 플레이크뿐만 아니라 모든 밝은 색상을 포함한 광범위한 색상을 선별하는 동시에 폴리머 순도를 최대로 보장합니다. 따라서 운영자는 오염 수준을 최소화하고 업계에 버진과 유사한 재활용 물질로 처리할 수 있는 고품질 재료를 산업에 공급할 수 있는 수단을 얻게 됩니다.

대부분의 재활용업체는 오염 수준이 낮은 단일 재료 스트림에서 나오는 플라스틱을 선호하지만, 운영자는 불순물이 있는 플라스틱을 '세척'하여 수요를 충족하기 위해 더 많은 재료를 조달할 수 있습니다. 예를 들어, 소비 후 포장 폐기물은 재활용 가능한 폴리머의 우수한 공급원이 될 수 있으며 대량으로 구할 수 있습니다. 


산업화 이후 플라스틱 폐기물에 비해 오염이 심하지만, 정교한 선별 시스템은 첨단 기계식 재활용 공정을 활용하여 재료를 자동으로 회수하고 정제할 수 있습니다. 이는 또한 시장에서 PCR 물질의 가용성을 높일 수 있습니다.

플라스틱 재활용의 핵심은 협업입니다. 재활용 가능성을 개선하고 재활용 함량의 양을 늘리려면 설계 단계부터 시작되는 고품질 재활용을 위해 업계가 업스트림으로 나아갸아 합니다. 브랜드 소유자는 재활용을 위한 설계를 구현하여 선별 공정을 용이하게 할 수 있도록 인센티브를 부여받습니다. 제품의 디자인이 복잡하고 화려할수록 선별과 재활용이 더 어려워집니다. 따라서 자원 회수를 극대화하려면 제품 설계, 선별 기술 및 전체 공정이 서로 보완되어야 합니다. 제품 설계에서 수명 종료 후 관리에 이르기까지 모든 단계가 함께 진행되기 때문에 가치 사슬의 어느 한 주체에서 변화가 시작되는 것이 아니라 업계가 혁신하고 변화하려면 모두가 각자의 역할을 수행해야 합니다.

이점

재활용 부문은 엄청난 잠재력을 가지고 있지만, 재활용 함량의 가용성 제한, 저품질 재활용물 및 재정적 인센티브 부족으로 인해 발전이 저해되고 있습니다. 법률과 소비자 인식은 폐기물을 줄이고 재활용을 우선시해야 할 때라는 신호를 보내고 있습니다. MRF와 재활용업체가 가장 오염된 폐기물 스트림에서도 고순도 단일 분획물을 생성할 수 있는 고효율 선별 공정은 재활용 함량의 장기적인 공급을 보장할 수 있습니다. 플라스틱 순환성을 위한 로드맵의 일환으로, 버진과 유사한 재활용 함량을 생성하는 기능은 선별 시설과 재활용업체에 새로운 수익원을 열어주는 동시에 지역 거래를 강화합니다. 센서 기반 선별 기술을 사용하면 전체 플라스틱 가치 사슬에 경제적 이점을 제공합니다.

작성자: Alberto Piovesan, Segment Manager Plastics, TOMRA Recycling

플라스틱 플레이크