최근 전 세계적으로 플라스틱 쓰레기 문제가 심각해지면서 폐기물을 단순히 소각하거나 매립하는 대신 자원으로 재활용하는 기술이 주목받고 있습니다. 그중에서도 열분해 기술은 폐플라스틱을 화학적으로 분해하여 다시 원료 상태인 기름으로 되돌리는 혁신적인 방식으로 평가받으며 탄소 중립 실현의 핵심 열쇠로 떠오르고 있습니다.
열분해 기술의 기본 원리와 공정 과정 확인하기
열분해는 산소가 없는 무산소 조건 또는 희박한 산소 상태에서 유기물에 높은 열을 가하여 화학적으로 분해하는 공정을 의미합니다. 일반적인 소각 방식이 산소와 결합하여 열을 발생시키고 이산화탄소를 배출하는 것과 달리, 열분해는 고분자 화합물을 저분자 상태의 가스나 액체 연료로 변환하는 것이 특징입니다.
폐플라스틱 열분해 공정은 크게 선별, 파쇄, 가열, 냉각, 정제의 과정을 거칩니다. 수거된 플라스틱을 깨끗하게 분류한 뒤 열분해 시설에 투입하면 약 300도에서 600도 사이의 고온에서 기화가 일어납니다. 이때 발생하는 가스를 다시 냉각시키면 ‘열분해유’라고 불리는 재생 오일이 생성되며, 이는 다시 석유화학 제품의 원료나 난방용 연료로 재사용됩니다.
특히 2024년을 기점으로 국내외 대기업들이 열분해 상용화 공장을 대거 완공하거나 가동을 시작하면서 기술적 완성도가 급격히 높아졌습니다. 과거에는 불순물 함량이 높아 활용도가 제한적이었으나, 최근에는 고도화된 정제 기술을 통해 나프타를 추출하여 새 플라스틱을 만드는 ‘플라스틱 순환경제’가 현실화되고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순히 쓰레기를 처리하는 수준을 넘어 에너지 자립도를 높이는 전략적 산업으로 성장하고 있습니다.
2025년 업데이트된 폐기물 관리법 및 제도 변화 보기
2025년부터는 폐플라스틱 열분해유를 석유화학 제품의 원료로 사용하는 공정이 더욱 제도적으로 뒷받침됩니다. 정부는 ‘자원순환 시행계획’에 따라 열분해유 생산량을 대폭 확대하기 위한 규제 샌드박스를 적용하고 있으며, 이는 기업들의 투자를 촉진하는 배경이 되고 있습니다.
기존에는 열분해유를 단순히 연료유로만 사용해야 했지만, 법령 개정을 통해 이제는 정유 공정의 원료(피드스탁)로 투입할 수 있게 되었습니다. 이는 석유화학 업계가 원유 의존도를 낮추고 저탄소 원료 비중을 높여야 하는 ESG 경영 요구에 부합하는 중대한 변화라고 볼 수 있습니다. 또한, 열분해 시설 설치에 대한 환경 영향 평가 기준이 구체화되면서 시설의 안전성과 신뢰성도 함께 강화되고 있습니다.
열분해유의 주요 활용 분야 및 경제적 가치 상세 더보기
열분해 과정을 통해 얻어지는 산물은 크게 액체 연료(오일), 합성 가스, 그리고 잔재물(차르)로 나뉩니다. 이 중 경제적 가치가 가장 높은 것은 단연 열분해유입니다. 이 기름은 산업용 보일러나 발전소의 연료로 직접 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 추가 정제 과정을 거쳐 항공유나 경유 등의 고부가가치 연료로 변환이 가능합니다.
| 구분 |
기존 소각 방식 |
열분해 재활용 방식 |
| 환경 영향 |
대기 오염 물질 및 탄소 배출량 높음 |
밀폐 공정으로 유해물질 배출 최소화 |
| 자원 활용 |
에너지 회수(열)에 국한됨 |
석유화학 원료로 재생산 가능(순환) |
| 경제성 |
폐기 처리 비용 발생 |
재생 연료 판매를 통한 수익 창출 |
특히 화학적 재활용 시장의 규모는 2030년까지 연평균 10% 이상의 고성장이 예상되며, 이는 기존 기계적 재활용이 가진 한계(색깔 있는 플라스틱이나 복합 재질 처리 불가능)를 보완하기 때문입니다. 열분해 기술은 이물질이 섞인 플라스틱도 처리가 가능하므로 수거 및 선별 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
친환경 에너지 전환을 위한 기업들의 기술 도입 사례 확인하기
국내 대형 석유화학사들은 이미 열분해 기술 선점을 위해 치열하게 경쟁하고 있습니다. 울산과 당진 등 주요 산업 단지에는 대규모 열분해 시설 건설이 한창이며, 해외 기술 라이선스 도입을 넘어 독자적인 촉매 기술 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 이러한 기업들의 움직임은 글로벌 탄소 국경세 도입에 대비하고 수출 경쟁력을 유지하기 위한 필수적인 선택으로 분석됩니다.
지자체 차원에서도 공공 열분해 시설 확충에 나서고 있습니다. 주민들이 배출한 폐플라스틱을 지자체가 직접 수거하여 열분해유로 전환하고, 이를 지역 내 에너지원으로 활용하거나 정유사에 판매하여 수익을 창출하는 모델이 확산되고 있습니다. 이는 쓰레기 매립지 부족 문제를 해결하는 동시에 지역 경제에 활력을 불어넣는 상생 모델로 주목받고 있습니다.
미래 환경 산업으로서의 열분해 기술 전망 및 과제 보기
열분해 기술이 완벽한 해결책이 되기 위해서는 여전히 해결해야 할 과제들이 남아 있습니다. 첫째는 경제성 확보입니다. 현재 열분해유 생산 단가는 원유 가격에 비해 상대적으로 높기 때문에 정부의 보조금이나 탄소 배출권 거래제와의 연계가 필수적입니다. 둘째는 공정의 안정성입니다. 고온에서 작동하는 설비인 만큼 안전 관리 체계 구축이 무엇보다 중요합니다.
하지만 기후 위기 대응이 시대적 소명이 된 현 시점에서 열분해는 선택이 아닌 필수 기술이 되었습니다. 기술의 고도화와 대형화가 이루어지면 생산 단가는 점차 낮아질 것이며, 2026년 이후에는 본격적인 수익 창출 단계에 진입할 것으로 보입니다. 폐기물이 곧 자산이 되는 ‘제로 웨이스트’ 사회를 앞당기는 데 열분해 기술이 중추적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
자주 묻는 질문 FAQ
Q1. 열분해유는 일반 기름과 어떻게 다른가요?
A1. 열분해유는 폐플라스틱을 원료로 하기 때문에 초기에는 염소나 질소 같은 불순물이 포함될 수 있습니다. 하지만 최근의 고도화된 정제 공정을 거치면 일반 원유에서 추출한 나프타와 거의 유사한 품질을 가질 수 있어 화학 제품의 원료로 손색이 없습니다.
Q2. 집에서 나오는 모든 플라스틱이 열분해 가능한가요?
A2. 이론적으로는 대부분의 고분자 화합물이 가능하지만, 효율성을 위해 PE(폴리에틸렌)나 PP(폴리프로필렌) 비중이 높은 것이 좋습니다. PVC처럼 염소가 많이 포함된 플라스틱은 별도의 전처리 공정이 필요합니다.
Q3. 열분해 시설은 환경 오염을 일으키지 않나요?
A3. 열분해 공정은 산소를 차단한 상태에서 가열하므로 직접적인 연소가 일어나지 않습니다. 따라서 다이옥신과 같은 유해 물질 발생이 소각 방식에 비해 현저히 적으며, 발생하는 가스는 다시 연료로 재사용하는 순환 구조를 갖추고 있어 매우 친환경적입니다.
