기존 플라스틱 vs. 바이오 플라스틱: 탄소 배출량 비교와 환경 영향 분석

서론: 플라스틱과 탄소 배출, 환경 문제의 핵심 요소

플라스틱은 20세기 이후 가장 널리 사용된 소재 중 하나로, 포장재, 전자제품, 자동차, 의료 기기 등 다양한 산업에서 필수적인 역할을 하고 있다. 하지만, 기존 플라스틱(석유 기반 플라스틱)은 생산 과정에서 엄청난 탄소를 배출하며, 폐기 후에도 환경에 심각한 영향을 미친다.

이러한 문제를 해결하기 위해 등장한 것이 **바이오 플라스틱(Bioplastic)**이다. 바이오 플라스틱은 식물성 원료(옥수수, 사탕수수, 해조류, 미생물 등)에서 유래하여 기존 플라스틱보다 탄소 배출량이 낮으며, 일부는 생분해가 가능하다.

그러나 바이오 플라스틱이 정말 기존 플라스틱보다 환경에 미치는 영향이 적은 지는 논란의 여지가 있다. 이번 글에서는 기존 플라스틱과 바이오 플라스틱의 탄소 배출량을 비교하고, 바이오 플라스틱이 친환경적인 대안이 될 수 있는지 심층적으로 분석해 보겠다.

1. 기존 플라스틱의 탄소 배출량과 환경 영향

 기존 플라스틱 생산 과정에서의 탄소 배출

기존 플라스틱은 석유 및 천연가스에서 추출된 원료를 정제하고, 고온·고압의 화학반응을 거쳐 제조된다. 이 과정에서 엄청난 양의 이산화탄소(CO₂)와 메탄(CH₄)이 배출된다.

🔹 플라스틱 생산 단계별 탄소 배출량
1️⃣ 원료 채굴(석유·천연가스) 과정 → 채굴과 운송 중 탄소 배출
2️⃣ 정제 및 합성 과정 → 고온·고압 가공 시 탄소 및 온실가스 배출
3️⃣ 가공 및 제품 생산 → 열가소성 성형 시 추가적인 에너지 소비
4️⃣ 유통 및 소비 → 물류 과정에서 연료 사용으로 탄소 발생
5️⃣ 폐기(소각·매립) → 소각 시 다량의 CO₂ 배출, 매립 시 미세 플라스틱 문제 발생

 기존 플라스틱의 탄소 배출량 비교 (kg CO₂/kg 플라스틱당)

플라스틱 종류	원료	탄소 배출량 (kg CO₂/kg)
PET (폴리에틸렌 테레프탈레이트)	석유	2-9~3.8
PP (폴리프로필렌)	석유	1.7~2.0
PE (폴리에틸렌)	석유	1.8~2.5
PS (폴리스티렌)	석유	3.2~3.8

 

📌 결론: 기존 플라스틱은 생산, 사용, 폐기까지 전 과정에서 다량의 탄소를 배출하며, 지구온난화와 미세 플라스틱 문제를 유발한다.

2. 바이오 플라스틱의 탄소 배출량과 환경 영향

 바이오 플라스틱의 탄소 배출 특징

바이오 플라스틱은 식물에서 추출된 원료를 사용하여 기존 플라스틱보다 생산 과정에서 탄소 배출이 적다. 또한 식물이 광합성을 통해 대기 중의 CO₂를 흡수하므로, 일부 바이오 플라스틱은 탄소 중립(Carbon Neutral) 효과를 가질 수 있다.

🔹 바이오 플라스틱 생산 단계별 탄소 배출량
1️⃣ 원료 생산(식물 재배) → 식물이 성장하며 CO₂ 흡수
2️⃣ 추출 및 가공 → 발효 및 중합 과정에서 에너지 소비
3️⃣ 제품 생산 → 성형 및 가공 과정에서 탄소 배출
4️⃣ 유통 및 소비 → 기존 플라스틱과 유사한 탄소 배출
5️⃣ 폐기(퇴비화·생분해) → 일부는 자연 분해 가능하여 탄소 배출 감소

 바이오 플라스틱의 탄소 배출량 비교 (kg CO₂/kg 플라스틱당)

바이오 플라스틱 종류	원료	탄소 배출량 (kg CO₂/kg)
PLA (폴리락틱애시드)	옥수수,사탕수수	0.5 ~ 1.0
PHA (폴리하이드록시알카노에이트)	미생물 발효	0.8 ~ 1.2
PBAT (폴리부틸렌 아디페탈레이트 테레프탈레이트)	바이오 = 석유 혼합	1.3 ~ 2.5
바이오 PE (바이오 폴리에틸렌)	사탕수수	0.8 ~ 1.5

 

📌 결론: 바이오 플라스틱은 기존 플라스틱보다 탄소 배출량이 최대 70% 적으며, 특히 PHA와 PLA는 탄소 중립 효과를 가질 가능성이 있다.

3. 기존 플라스틱과 바이오 플라스틱의 전체 탄소 배출량 비교

플라스틱 유형	원료	평균 탄소 배출량 (kg CO₂/kg)	생분해성 여부
PET (기존 플라스틱)	석유	2.9 ~ 3.8	❌
PP (기존 플라스틱)	석유	1.7 ~ 2.0	❌
PLA (바이오 플라스틱)	옥수수	0.5 ~ 1.0	✅ (산업용 퇴비화 필요)
PHA (바이오 플라스틱)	미생물	0,8 ~ 1.2	✅ (자연 생분해 가능)
PBAT (바이오 플라스틱)	혼합	1.3 ~ 2.5	✅ (조건부 생분해 가능)

 

📌 결론:

• PLA, PHA 같은 바이오 플라스틱은 기존 플라스틱보다 탄소 배출이 현저히 낮다.
• PHA는 생분해까지 가능하여 폐기 과정에서도 탄소 배출을 줄일 수 있다.
• PBAT는 기존 플라스틱과 섞여 있어 탄소 절감 효과가 상대적으로 낮다.

4. 바이오 플라스틱이 탄소 배출을 줄이기 위한 조건

1) 생산 과정 최적화

• 폐기물, 해조류 등 저탄소 원료를 활용하여 탄소 배출을 더욱 줄일 수 있음.
• 미생물을 활용한 바이오 플라스틱 생산 공정 개선 필요.

 2) 산업용 퇴비화 시설 확대

• PLA는 산업용 퇴비화 시설이 없으면 분해되지 않음.
• 퇴비화 시스템 확충이 바이오 플라스틱의 친환경성을 높이는 핵심 요소.

 3) 바이오 플라스틱 대량 생산 체계 확립

• 현재는 생산 비용이 높아 보급이 제한적임.
• 대량 생산기술이 발전하면 가격이 낮아지고, 기존 플라스틱을 대체할 가능성이 커짐.

5. 결론: 바이오 플라스틱이 기존 플라스틱을 대체할 수 있을까?

🔹 기존 플라스틱은 생산 및 폐기 과정에서 높은 탄소 배출을 유발하며, 환경오염 문제를 심화시킨다.
🔹 바이오 플라스틱은 기존 플라스틱보다 탄소 배출량이 30~70% 낮으며, 일부는 자연에서 분해될 수 있다.
🔹 그러나 바이오 플라스틱이 탄소 배출을 획기적으로 줄이려면, 생산 공정 개선과 폐기물 처리 시스템 확충이 필요하다.

📌 결론적으로, 바이오 플라스틱은 기존 플라스틱보다 친환경적이지만, 완전한 해결책이 되기 위해서는 더 많은 연구와 정책적 지원이 필요하다. 🚀🌍