생분해성 플라스틱의 핵심 원료 3HP! LG화학이 세계 최초로 상용화에 도전합니다

기후 위기 앞에 인류는 지구 보호를 위해 탄소 배출 규제를 점점 강화하고 플라스틱 생산과 폐기에도 관심을 기울이고 있습니다. 환경 오염을 막기 위해 일회용 플라스틱에 대한 글로벌 규제 또한 확산되고 있는데요. 일상에서 꼭 필요한 플라스틱! 지속가능한 방향으로 이롭게 쓰기 위해 기업을 비롯해 많은 사람이 재활용을 비롯해 바이오, 생분해 소재 등 친환경 플라스틱으로 시선을 돌리고 있습니다. 특히 식기류, 컵, 포크, 숟가락 등 일회용품 생산에 쓰이는 플라스틱을 대체할 수 있는 생분해 및 바이오 소재에 대한 수요가 늘고 있습니다. 글로벌 생분해 및 바이오 시장은 연평균 20% 이상의 성장률을 보일 것으로 기대됩니다. 오늘은 생분해 소재의 원료가 되는 3HP를 알아보고 3HP 상용화를 위해 노력 중인 LG화학의 활동을 알아보겠습니다.

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친환경 바이오 원료 3HP

LG화학의 생분해 제품군은 식물성 원료로 만든 바이오 소재이며 수개월 이내에 생분해되는 소재입니다. 대표적으로 COMPOSTFUL™, PLA, PLH가 있는데요. 이러한 생분해성 플라스틱 등 친환경 소재의 핵심 원료가 바로 3HP(3-Hydroxypropionic acid, 3-하이드록시프로피온산)입니다. 3HP는 옥수수 성분의 포도당과 비정제 글리세롤 등 식물성 유래 원료의 미생물 발효 공정으로 생산되는 친환경 물질입니다. 원료 성격을 띠어 다양한 형태로 응용 개발을 할 수 있어 ‘플랫폼 케미컬(Platform Chemical, 다목적 화학물질)’로도 불리는데요. 3HP로 만든 플라스틱은 생분해성이 뛰어나고 유연성이 높아 다양한 일회용품 소재를 대체할 수 있습니다. 3HP는 바이오 아크릴산(Acrylic Acid)으로 전환되어 생분해성 플라스틱 외에도, 생리대와 기저귀에 활용되는 고흡수성 수지(SAP)와 도료, 점·접착제, 코팅제, 탄소섬유 등 여러 소재의 원료로 쓰입니다. 특히 독성물질 비중을 줄여 기존 화학물질에서 발생하던 인체 알레르기 반응을 최소화할 수 있습니다.

3HP 상용화에 도전하는 LG화학

LG화학이 생분해성 플라스틱의 핵심 원료 3HP의 상용화에 도전합니다. 2023년 10월, LG화학은 GS칼텍스와 3HP 공동사업 협력을 위한 양해각서(MOU)를 체결했습니다.
이번 업무협약으로 양사는 3HP 공동사업 모델과 제반 사업을 함께 검토합니다. 향후 생분해성 소재와 다양한 바이오 플라스틱 시장 상황을 고려해 공동사업 확대를 위한 합작법인 설립 검토 등 다양한 협력에 대해서도 포괄적으로 논의할 예정인데요. 2022년 7월, GS칼텍스 여수공장에 3HP 실증플랜트를 완공해 2024년 1분기 본격적인 시제품 생산을 목표로 삼고 있습니다. 전 세계적으로 3HP에 대한 기술 개발 시도는 있었으나 아직 상용화·상업화된 사례는 없기에 이번 시제품 생산은 세계 최초의 3HP 상용화 사례가 될 것으로 기대됩니다.
LG화학은 세계 최고 수준의 3HP 발효 기술을 독자적으로 보유하고 있습니다. 이를 통해 2020년 10월, 세계 최초로 합성수지와 동등한 기계적 물성 구현이 가능한 생분해성 신소재 PLH(Poly Lactate 3-Hydroxypropionate) 개발에 성공한 바 있는데요. 이러한 LG화학의 3HP 발효 원천 기술과 GS칼텍스의 분리정제 공정 기술 및 공정 *스케일업(Scale-up) 역량이 만나 시너지를 낼 것으로 기대됩니다.
*스케일업(Scale-up): 제품이 상업화되는 과정. 랩-벤치-파일럿-데모(실증플랜트)-커머셜(상업화)

생분해성 소재뿐만이 아니라 친환경 원료 개발에도 힘쓰고 있는 LG화학! GS칼텍스와의 3HP 개발 협력으로 세계 최초 3HP 상용화 사례가 될 수 있을지 기대되는데요. 앞으로도 순환 경제와 탄소 저감에 기여하고 ESG 역량을 강화해 가는 LG화학에 많은 관심을 부탁드립니다.