네덜란드 회사는 식물성 설탕을 재활용 가능한 폴리머로 변환하는 기술을 개발하였다. 포장재에 대한 유망한 대체안은 플라스틱 산업의 탄소배출을 감축시킬 것이다.
새로운 바이오 기반 폴리머는 환경에 좋은 희소식이 될 수 있다. 이러한 원재료의 산업 생산과 이를 이용한 물통 사용은 온실 가스(GHG) 배출을 잠재적으로 크게 줄이는 것으로 최근 평가되고 있다.
플라스틱은 지구에 해를 끼치고 있다는 것은 사실이다. 그러나 좋든 싫든 그들은 현대 생활에서 없어서는 안될 부분이므로 과학자들은 재생 불가능한 석유로 만든 플라스틱의 대안을 찾는 것에 집중해 왔다. 한 가지 유망한 폴리머는 매년 5천억 개 이상의 플라스틱 병을 제조하는 데 사용되는 석유 기반 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)의 100% 바이오 기반 대안인 폴리에틸렌 푸라노에이트(PEF)이다. PET는 폴리에스터(폴리에스테르)의 화학명이다.
네덜란드 화학 기술 회사인 Avantium이 개발한 PEF 애플리케이션의 동료 평가된 수명 주기 평가(LCA)에 따르면 250ml 및 500ml 병 생산에서 PET의 화석 탄소 사용을 PEF의 완전히 재생 가능한 탄소로 대체하는 것으로 나타났다. 온실가스 배출량이 크게 감소할 것이다. LCA는 EU가 자금을 지원하는 PEFerence 프로젝트의 일부로 수행되었으며, 그 중 Avantium이 프로젝트 책임기관이다.
네덜란드 회사는 식물성 설탕을 완전히 재활용 가능한 폴리머로 변환하는 YXY®라는 기술을 개발했다. 생성된 100% 바이오 기반, 재활용 및 분해 가능한 폴리머는 PET와 비교할 때 환경적 특징과 우수한 성능을 결합하였다. CO2와 산소에 대한 더 나은 차단 특성(따라서 포장된 제품의 저장 수명 연장)과 더 높은 기계적 강도(더 적은 자원을 필요로 하는 더 얇은 PEF 포장으로 이어짐)을 자랑한다. 또한 PET보다 12°C 더 높은 내열성을 가지고 있다.
LCA를 수행한 독일 프로젝트 파트너 nova-Institute의 웹사이트에 게시된 보도 자료에 따르면“PEF의 주요 구성 요소인 FDCA(2,5-푸란디카르복실산)는 밀, 옥수수 및 사탕무와 같은 당(과당)에서 생산할 수 있다. FDCA는 식물성 모노에틸렌글리콜(MEG)과 중합되어 100% 식물성 PEF 폴리머를 만든다. 기술적으로 완전히 개발되면 PEF는 셀룰로오스 및 농업 및 임업 폐기물 스트림에서도 생산될 수 있다. Avantium의 현재 공정은 유럽 밀의 전분을 사용한다.”
LCA(수명주기평가) 인사이트
LCA는 "요람에서 무덤까지"와 관련된 모든 수명 주기 단계에서 PEF 포장 솔루션의 환경 영향을 다루는 16가지 영향 범주를 분석했다. 그 결과 PEF 병은 PET 병에 비해 GHG 배출량을 33% 줄일 수 있음을 나타낸다. “PEF는 또한 경량화를 가능하게 하는 PEF의 기계적 특성으로 인해 화석 연료의 유한 자원 소비를 45% 낮추고 비생물적 자원(광물 및 금속)에 대한 압력을 47% 감소시킨다. 그러나 PET 병은 현재 공급 원료 공급에서 주로 발생하는 다른 영향 범주에서 PEF 병을 능가할 것이다.”
PEF는 또한 단층 포장이 필요한 저장 수명을 보장하기에 충분하지 않은 경우 다층 포장에 적용된다. 보도 자료는 다음과 같이 보고한다. “이 LCA에서는 10%의 PEF가 포함된 250ml PET/PEF 다층 병도 평가되었으며 일반적인 7%의 PA(폴리아미드)가 포함된 참조 PET/PA 병과 비교되었다. 분석에 따르면 PA 층을 PEF로 교체하면 GHG 배출량이 약 37% 감소할 수 있으며, 이는 주로 PA 함유 시스템의 재활용 불가능성에 비해 PET/PEF 시스템의 재활용 가능성에 기인한다. 이 교체는 유한한 자원에 대한 수요의 감소에도 크게 기여할 것이다(화석 연료 및 광물 및 금속의 각각 -37% 및 -52%)."
PEFerence(이산을 통한 바이오 기반 공급원료에서 폴리에틸렌 푸라노에이트를 선호하는 여러 고급 바이오 기반 재료까지)의 목표는 세계 최초의 산업 규모의 비용 효율적인 FDCA 공장을 설립하는 것이다. 프로젝트 리더인 Avantium은 2024년에 이 공장을 열 계획이다.
- 기간: 2017.9.1.~2025.2.28.[Horizon 2020]
- 예산: 4,520만 유로 [EU 지원 2,500만 유로]
- 총괄: Avantium Chemicals BV (Netherlands)
