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폐플라스틱에서 청정 수소 생산기술(지구보존 문제에 대한 내 생각, 분리수거 없이도 되는 수소 생산, PE·PP의 벽을 넘은 열산화 전처리, 국내 수소 정책과 철강 산업에 주는 함의)
퓨처테크 투자자 2026. 7. 12. 00:01목차
■ 지구보존 문제에 대한 나의 시각
내가 이번에 발견한 뉴스는 신선하다 못해 획기적이다.
지구의 문제가 무엇이가? 우리 환경에서 인간이 미치는 영향은 막대하다. 지구 환경이 인간이 버린 쓰레기로 골머리를 앓고 있다. 특히 이산화탄소 배출로 인한 지구온난화는 전세계에 재앙과도 같은 문제를 발생시키고 있다.
이런 시기에 가장 많은 오염을 발생시키는 폐플라스틱의 재활용에 대한 엄청난 논문이 발표되었다. 내가 전기차와 2차전지에 매달리는 것도 환경과 밀접한 관련이 있다. 단순히 전기차를 많이 만들고 그 회사에 2차 전지를 많이 생산해서 제공하는 소부장 기업들이 돈을 많이 번다. 그리고 그 회사에 투자한 나도 돈을 많이 번다는 것이 주가 아니다. 당연히 부수적으로 돈을 많이 벌 수 있다.
하지만 더 근본적인 문제는 이 지구를 유지하고 보호하는 것이다. 그래야만 내 자녀도, 노년의 나이까지 행복하게 살 수 있을 것이고, 당장 유럽이나 전 세계에서 일어나고 있는 재앙과도 같은 폭염으로 인한 인간의 죽음, 또 농업생산의 감소, 기아로 인한 가난한 국가의 아이들의 생존문제 등이 다 걸려있다.
지구는 앞으로도 우리 삶의 터전으로서 보존될 수 있는 것인가?의 가장 기본이 되는 문제가 지구온난화이다. 그래서 전기차(수소전기차 포함)에 관심을 가졌던 것이다. 하지만 최근 몇 년 사이 미국의 이상한 후퇴정책으로 인해 전기차로의 전환이 매우 더뎌졌던 것도 사실이다.
아래에 소개하는 기술에 따르면 앞으로 수소전기차도 지구온난화를 막는 아주 중요한 전기자동차종의 하나가 될 것이다. 우리가 하는 주식투자를 통해서도 지구 환경보존도 할 수 있다. 미래 첨단 기술 투자는 그런 의미에서 가치가 있다.
그럼 이화여대 화공신소재공학과 김우재 교수 연구팀이 발표한 폐플라스틱을 재활용하는 기술을 소개드린다. 이 기술이 가져올 변화는 상상을 초월할 수도 있다. 지구 환경보존과 인류의 생존에도 직결될 수 있는 엄청난 기술이다. 생각해 보시길 바란다.
■ 분리수거 없이도 되는 수소 생산
지난 7일, 이화여대 화공신소재공학과 김우재 교수 연구팀이 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문이 화학·에너지 업계의 주목을 받고 있다. 핵심은 페트병, 비닐봉지, 플라스틱 용기처럼 서로 다른 재질의 폐플라스틱을 일일이 분리하지 않고도 고순도 수소로 바꾸는 공정이다.
지금까지 폐플라스틱 재활용에서 가장 큰 비용과 시간이 드는 단계는 '선별'이었다. 생수병에 쓰이는 페트(PET), 비닐·포장재에 쓰이는 폴리에틸렌(PE), 각종 용기에 쓰이는 폴리프로필렌(PP)은 화학적 성질이 서로 달라 한꺼번에 처리할 수 없었고, 현장에서는 이를 다시 종류별로 나누는 데 상당한 인건비와 시간을 들여왔다. 연구팀은 이 전제 자체를 깨고, 수산화나트륨 같은 알칼리 물질과 함께 열처리하면 플라스틱의 화학 결합이 끊어지며 수소가 발생한다는 점에 주목했다. 이 과정에서 나오는 이산화탄소는 대기로 흩어지지 않고 알칼리 물질과 반응해 탄산염이라는 고체 형태로 붙잡힌다.
■ 세계적 기업들도 풀지 못한 문제 해결-PE·PP의 벽을 넘은 열산화 전처리
관련 보도와 자료들을 보면, 이 문제는 단순한 학술적 도전이 아니었다. 엑슨모빌, 바스프, 미쓰비시케미컬 같은 세계적 화학기업들이 수십 년간 막대한 자금을 투입해 폐플라스틱발 수소·재활용 기술에 매달려왔지만 번번이 경제성의 벽에 부딪혔다. 이유는 온도, 이산화탄소, 전력 소모라는 세 가지 문제를 동시에 해결하는 조합을 찾지 못했기 때문이라는 게 업계의 오랜 진단이었다.
문제는 PE와 PP였다. 두 플라스틱은 화학 구조가 안정적이어서 알칼리 반응만으로는 잘 분해되지 않는다. 연구팀은 본처리 전에 산소가 있는 조건에서 먼저 열을 가하는 '열산화 전처리' 단계를 추가해, 플라스틱 표면에 산소를 포함한 화학적 반응 지점을 만들어냈다. 이 반응 지점이 생긴 뒤에는 PE·PP도 알칼리 반응에 순순히 응답하기 시작했다는 것이 연구팀의 설명이다.
기존에도 폐플라스틱을 수소로 바꾸는 '가스화' 기술은 있었다. 다만 가스화는 800~1,000도에 이르는 고온에서 플라스틱을 합성가스로 바꾼 뒤 다시 정제해야 해 에너지 소모가 크고 공정이 복잡하다는 한계가 뚜렷했다. 이번 기술은 이보다 훨씬 낮은 온도·압력에서 작동해 에너지 부담과 탄소 배출을 동시에 줄일 수 있다는 점이 핵심 차별점으로 꼽힌다.
■ 국내 수소 정책과 철강 산업에 주는 함의
정부는 2030년까지 국내 청정 수소 100만 톤 생산 체계를 목표로 하고 있다. 관련 보도에 따르면 국내에서 발생하는 폐플라스틱 전량을 이 방식으로 처리할 경우 연간 약 79만 톤의 수소를 확보할 수 있다는 계산이 나온다.
특히 눈여겨볼 산업은 철강이다. 포스코의 '하이렉스', 현대제철의 '하이큐브'처럼 석탄 대신 수소로 철광석을 환원하는 수소환원제철 전환이 추진되고 있다. 이 거대한 전환 계획의 전제 조건이 바로 '값싸고 이산화탄소를 배출하지 않는 청정 수소를 대량으로 확보할 수 있는가'다.
한편 SK지오센트릭, 롯데케미칼, GS칼텍스 등 국내 화학기업들이 추진해온 기존 열분해 기반 폐플라스틱 재활용 사업은 고압 설비 부담과 수익성 문제로 일정이 지연되거나 규모가 축소된 상태다.
⚠️ 이 글은 언론 보도와 유튜브 영상 내용을 바탕으로 정리한 것이며, 특정 기업에 대한 투자 권유가 아닙니다.
[참고자료]
1. 폐페트병·비닐·플라스틱 통째로 넣었더니… '고순도 수소'가 나왔다 – 더퍼블릭 (2026.07.07)
2. 플라스틱, 91%는 폐기물…기후 위기와 '플라스틱'은 한몸통 – 에너지기후정책연구소
3. 순환경제 탈(脫)플라스틱 시대, 국제 동향과 대응전략 – 한국무역협회(KITA)
4. Plastic waste worldwide - statistics & facts – Statista
5. Chemical Recycling in Europe – ExxonMobil 공식 홈페이지
