해양 플라스틱 순환경제 청년기업 노보루프
해양 플라스틱 순환경제 청년기업 노보루프에서는 공동 설립자인 지니 야오와 미란다 왕의 도전 정신에 대하여 알아보고 아울러 플라스틱과 환경 문제를 해결하고 있는 기술적인 솔루션과 성과를 알아본다.
1. 해양 플라스틱 순환경제 청년기업 노보루프 소개
1987년에 설립되어 전 세계적으로 30년 이상 선도적인 사회혁신 기업가를 발굴하고 지원하는 에코잉 그린(Echoing Green)의 펠로우(역주: 사회혁신 아이템으로 선발되어 교육, 경영, 재무적 지원 등을 받고 글로벌 네트워킹과 사회적 영향을 창출하는 사회적기업가, Fellow)인 지니 야오[Jeanny(Jia Yun) Yao]는 2018년에 선발된 기후 분야 펠로우(2018 Climate Fellow)이며 해양 플라스틱 순환경제 원료생산 청년기업 노보루프(NOVOLOOP)의 운영책임을 맡고 있는 대표이다.
플라스틱 등 순환 경제에서는 기술 및 생물학적 주기 모두에서 항상 최고의 유틸리티로 사용 중인 제품, 구성 요소 및 자재를 순환시켜 자원 생산량을 최적화해야 한다. 아래 그림은 순환경제에 있어서 재생산, 공유 및 최적화 과정의 흐름을 설명한 내용이다1.
해양 플라스틱 순환경제 원료생산 청년기업 노보루프의 지니 야오와 공동 설립자인 미란다 왕(Miranda Wang)은 21살의 나이에 세계 최초로 바다에 버려져 오염되고 있는 해양 플라스틱 필름을 친환경적으로 분해하여 이염기 에스테르(Dibasic Eesters)를 생성하는 기술을 개발하고 소셜 벤처기업 바이오셀렉션을 설립한다. 바이오셀렉션은 시장 성장성과 확장성을 고려해 2021년 3월에 사명을 노보루프로 변경했다. “노보(Novo)는 새것처럼 좋은 것을 의미하고 루프(Loop)는 우리가 플라스틱 순환 경제에 초점을 맞추고 있음을 나타낸다2.” 아래 그림은 노보루프의 생산품이다.
이들은 홈페이지에서 “우리는 플라스틱 폐기물로 할 수 있는 일을 세상에 보여 줌으로써 가장 혁신적인 소재 회사가 되고자 합니다. 우리는 가장 유용하고 지속 가능한 폴리머를 발명하여 제공하려고 하며, 우리는 사람과 지구의 미래를 보호하기 위해 혁신합니다.”라고 사회적인 사명과 비전을 알리고 있다. 화학 및 플라스틱 부문은 산업 온실가스 배출에 있어 두 번째로 큰 원천이다.
2. 해양 플라스틱 순환경제 청년기업 노보루프: 플라스틱과 환경 문제
오늘날 에스테르는 석유를 사용하여 생산되며 섬유 및 재료 생산에 필수적이다. 해양 플라스틱 순환경제 원료생산 청년기업 노보루프는 이 기술로 플라스틱으로 인한 오염을 줄이고 석유를 대체할 수 있는 환경적 영향의 두 마리 토끼를 잡을 수 있게 되었다.
이들은 오염된 플라스틱의 세척으로 인하여 오염물이 유출되는 것을 방지하기 위해 화학 공정에서는 플라스틱을 세척할 필요가 없는 액체 촉매를 사용하며, 이들의 기술로 작업 공정 3시간 이내에 최대 70%의 플라스틱 폐기물을 제품으로 전환시킬 수 있다.
플라스틱은 ‘물병 등으로 사용되는 페트(PET)’, ‘전선 등에 사용되는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)’, ‘수도 배관 등에 사용되는 피브이시(PVC)’, ‘흡음재 등으로 사용되는 저밀도폴리에틸렌(LDPE)’, ‘장류 용기 등의 재료로 사용되는 폴리프로필렌(PP)’, ‘포장재 등의 재료로 사용되는 폴리스티렌(PS)’ 등으로 구분된다.
플라스틱은 페트 물병과 고밀도폴리에틸렌의 우유갑 만이 재활용되고 있으며, 대부분은 매립지 및 소각장으로 보내지거나 중국으로 반출되는데, 중국에서는 또 다른 매립지나 바다에 버려진다. 생활 플라스틱 쓰레기의 97%와 산업 플라스틱 필름 쓰레기의 79%가 매립지와 바다에서 발생한다.
2015년 엘렌 맥아더 재단(Ellen MacArtur Foundation)의 연구 보고서[여기서 요청(→ 자료수신요청)이 가능]에서 과학자들은 현재의 해양 오염 속도로 보면 2050년에는 바다에 물고기보다 플라스틱이 더 많을 것이라고 경고했다. 이런 환경 위기 속에서 폐기물을 업그레이드하고 온실가스(GHG, GreenHouse Gas) 배출량을 줄이는 청정 생산 공정은 제조에 혁명을 일으킬 것이며, 노보루프가 이러한 전환을 주도하고 있다.
3. 해양 플라스틱 순환경제 청년기업 노보루프 연구개발 성과
해양 플라스틱 순환경제 원료생산 청년기업 노보루프는 플라스틱의 화학적 재활용 시스템이 지켜야 할 기준을 고려하면서 연구 개발을 지속하고 있다. 그것은 “촉매를 효과적으로 회수하고 시약을 보수적으로 사용하는 것, 가능한 한 짧은 시간 안에 많은 양을 처리하는 것(재활용할 플라스틱이 엄청 많음), 기존의 대규모 장비를 사용하여 쉽게 확장하는 것, 가능한 한 적은 폐기물을 생성하는 것, 신상품을 생산하는 데 사용할 수 있는 바람직한 결과물을 창출하는 것, 이 과정에서 온실가스 배출이 거의 없거나 전혀 없이 환경적인 영향을 창출하고 지속 가능하도록 하는 것”이다.
이들의 기술적인 성과를 좀 더 살펴보면, 왕과 야오는 고등학생일 때인 2012년에 캐나다 대회인 SBCA에서 ‘소비된 생물학적 플라스틱의 분해과정’을 밝혀 수상했다. 이 대회는 캐나다의 중고등학교 학생들에게 과학 장비 및 학습 재료에 대한 접근성을 높이고 실습 기회를 창출하여 호기심을 자극하고 학생들이 STEM을 탐구하도록 동기를 부여하는 대회이다. 대회 수상 이후 함께 회사를 발전시키기 위해 화학자, 협력자 및 고문 등 더 많은 파트너십을 구축하였고 ATOD™ 플랫폼과 폴리에틸렌 플라스틱 폐기물에서 추출한 폴리우레탄(PU) 제품인 OISTRE™(오이스트레)를 개발(위 두번째 그림의 첫째와 둘째)하여 특허를 받았다.
*SBCA: Sanofi BioGenius Canada Award(사노피 바이오지니어스 캐나다 어워드)
*STEM: Science, Technology, Engineering, and Mathematics(과학, 기술, 공학 및 수학)
*ATOD: Accelerated Thermal Oxidative Decomposition(가속열산화분해)
OISTRE는 플라스틱 쓰레기에 새 생명을 불어넣고 있다. 신발, 패션 및 의류, 소비자 전자 제품, 자동차 응용 분야 등 고성능 소재를 원하는 제품 생산에 사용되면서도 환경 친화적이다. ATOD™ 기술에서 수확한 이 재활용 플라스틱은 최대 50%의 소비자 재활용 내용물을 포함하고 최대 45%의 탄소 배출량을 줄이는 데 기여하며 천연 화석 연료로 만든 재료와 같은 성능을 발휘한다. 이처럼 노보루프의 저탄소 제조 방법은 소비자, 브랜드 및 재료 산업 전반에 걸쳐서 품질을 유지하면서 의미 있는 경제적 및 환경적인 지속 가능성을 제공한다.
플라스틱 제조는 트림 폐기물을 발생시킨다. 노보루프는 이 스크랩으로 고품질 소재로 만든다. 먼저 트림 스크랩은 제조 공정을 통해 미국 내에서 공급되며 손질 과정을 거처 재연삭을 하여 트림을 잘게 자르고 재분쇄하여 컴파운딩을 통해 재가공한다. 품질 관리 및 컴파운딩을 거쳐 보다 향상된 특성을 갖춘 Recycled+™가 탄생한다(위 두번째 그림의 셋째와 넷째).
96% 이상의 재활용 콘텐츠와 버진 TPU(열가소성 폴리우레탄)에 필적하는 특성을 갖춘 Recycled™ TPU는 독립형 소재 또는 제품의 주요 콘텐츠로 사용할 수 있다. 이미 전체 컨테이너 로드가 가능하며, 다양한 산업에서 지속가능성을 통합할 수 있는 제품생산에 사용된다.