시장/기술/정책동향
| 제목 | 신성장동력으로서의 바이오화학산업의 정책과제 -바이오플라스틱을 중심으로- | |
| 작성자 | tawake88 | |
| 조회수 | 2952 | |
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신성장동력으로서의 바이오화학산업의 정책과제 -바이오플라스틱을 중심으로-
1. 머리말
또한, 석유 등 화석연료 기반 제품에서 배출되는 온실가스로 인한 대기오염 심화, 기후변화 및 지구온난화에 따라 국내외적으로 녹색성장 및 지속가능한 개발에 대한 인식이 고조되면서 환경규제가 갈수록 강화되는 추세이다. 환경오염의 주범인 각종 유해 화학물질을 생산하는 석유기반 화학산업은 시대적인 여건 및 소비자 니즈 변화에 대응하기 위하여, 기존의 화석연료에서 유래하는 원료 수급 패러다임의 수정이 불가피해지고 있다. 21세기 들어 석유기반 화학산업을 대체 ·보완할 수 있는 지속가능한 원료에 기반을 둔 새로운 산업군의 도입 필요성에 대한 인식이 증대되고 있다. 이에 따라 친환경적인 재생가능 원료인 바이오매스(biomass)를 이용한 바이오화학산업(bio-chemical industry)이 중추적 역할을 수행할 것으로 기대된다. 21세기에 접어들면서 새롭게 부상하고 있는 바이오화학산업은 산업경제의 지속가능 성장을 실현케 하는 산업으로, 석유 ·자원 고갈과 CO 2 배출 및 기후변화 문제의 유력한 대안을 제시해 준다. 더욱이, 최근 국내 석유화학산업은 중동, 북미 및 중국 등에 비해 가격경쟁력이 크게 떨어지고 있어 위기에 직면한바, 이러한 시점에 바이오화학은 새로운 활로와 돌파구를 제공해줄 수 있다. 이하에서는 신성장동력 중 하나로서 바이오화학의 국내외 시장 현황 및 전망을 개략적으로 살펴보고, 선진국과 한국기업의 바이오화학 전략과 동향을 파악함으로써 바이오화학산업의 큰 흐름을 이해하고자 한다. 또 전문가 그룹인터뷰(FGI)에 의거하여 기존 석유화학 대비 바이오화학의 가치-비용 면에서의 경쟁력 수준 평가에 관한 견해를 종합 ·정리하고자 한다. 이상의 분석을 토대로, 향후 한국이 중장기적으로 바이오화학산업 강국으로 도약하는 것을 목표로 수요 창출, 공급능력 확충 및 산업생태계 여건 조성을 위한 정책과제를 제시하고자 한다.
2. 국내외 바이오화학산업의 현황 (1) 세계 바이오화학산업의 현황 및 전망 세계 바이오화학산업의 시장규모 자체 및 동향 예측은 기관마다 각양각색이다. 저 바이오화학산업에 대한 USDA(2008) 등의 낙관적인 전망치에 의하면, 2005년부터 20년간 세계 화학산업 시장은 매년 3∼6%씩 성장하여 2025년에 총 2조 달러 이상의 시장이 형성될 것으로 예상된다. 2005년 미국 내 전체 화학제품 매출액의 4%를 바이오화학산업이 차지했지만, 정책 지원이 따를 경우 2025년에는 20%를 초과할 것으로 예상된다. 바이오플라스틱의 경우 현재 전체 플라스틱 제품의 0.1%를 점유하고 있으나, 향후 20년 내에 10∼20%까지 점유율이 증가할 것으로 전망된다. 또 세계경제포럼(WEF, 2010) 보고서에 의하면, 2020년 바이오 기반 화학제품은 세계 화학시장의 9%를 점유할 것으로 전망된다. 그 중 바이오 기반 화학제품은 160억 달러의 잠재수익을 창출할 것으로 추정되고 있다. 한편, 독일의 시장조사 기관인 Ceresana사가 2014년 2월에 바이오플라스틱 산업에 대한 예측 보고서에 의하면, 2021년까지 전 세계 바이오플라스틱 수요는 연평균 18.9%씩 증가할 것으로 내다보인다. 2008년까지 전 세계적으로 바이오플라스틱의 생산을 주도하는 국가는 미국, 서유럽, 일본 등이었다. 이들 지역에서 세계 생산량의 90%를 생산하였으나, 2008년 이후에는 광활한 토지를 보유한 남미지역을 중심으로 판세가 바뀌었다. 2008년 기준 신흥개도국의 생산량은 2,000톤에 불과했으나, 2013년에 55만 톤(전세계 생산량의 61.2%)을 생산하며 기하급수적 성장을 이루었다. 생산뿐만 아니라 수요 측면에서도 바이오플라스틱산업은 빠른 성장세를 보이고 있다. 바이오플라스틱에 대한 범세계적인 수요는 탄소배출에 대한 관심이 높아진 2003년부터 연평균 15.3%의 성장률로 확대되기 시작하였고, 2013년에는 35.1%의 증가율을 기록하면서, 총 900만 톤이 소비된 것으로 추산된다. 종류별로 살펴보면, 2008년 이전에는 옥수수, 사탕수수 등 식량자원을 원료로 한 바이오플라스틱 수요가 우세하였으나, 점차 비생분해성 바이오플라스틱 수요가 증가하는 추세이며, 그 중 필름, 전자소재 등 다양한 산업에 활용될 수 있는 바이오 폴리에틸렌의 전망이 가장 밝다고 보고 있다. (2) 국내 바이오화학산업의 현황 및 전망 국내 바이오화학산업은 시장규모 자체가 매우 작게 형성되어 있다. 2012년 바이오협회가 조사한 국내 바이오산업 총생산에서 바이오화학이 차지하는 비중은 7.1%에 불과한 것으로 나타났다. 더욱이 여기에는 바이오연료와 바이오플라스틱이 모두 포함되어 있는데, 이 중 바이오연료의 생산액을 빼면 바이오플라스틱의 생산은 사실상 전무하다고 할 만큼 미미하다. 그러나 Freedonia Group(2011)에 의하면, 국내 바이오플라스틱 규모는 일본과 중국의 수요 증가에 힘입어 2018년 4만 톤까지 성장할 것으로 전망되었다. 이는 아시아 전체 시장의 6%에 해당하는 수준이다. 한국바이오협회의 실태조사에 의하면, 2012년도 우리나라(협의의) 바이오산업 생산규모는 총 7조 1,292억 원으로 전년(6조 3,963억 원) 대비11.5% 증가하였으며, 지난 5년간(2008~2012) 약 1.5배 수준으로 증가(4조 5,000억 원→7조 1,000억 원)했다. 바이오화학은 바이오산업 총생산의 7.1%에 불과하여 절대규모가 매우 작지만, 연평균 증가율(2008~2012)은 16.3%로 바이오에너지 및 자원산업(73.4%), 바이오식품(20.6%) 다음으로 높다. 바이오화학산업을 광의로 잡을 경우(즉, 협의의 바이오화학 + 바이오에너지 및 자원)에도 2012년 기준 총생산액은 1조 769억 원으로 여전히 절대규모가 매우 작다. 더욱이, 바이오협회에서 규정한 바이오화학에는 바이오연료와 바이오플라스틱이 모두 포함되어 있는 광의의 개념인바, 국내의 경우 아직 바이오연료가 대부분으로 바이오플라스틱은 사실상 존재감이 거의 없다고 해도 과언이 아니다. 대표적인 바이오플라스틱 제품인 PLA(폴리젖산)를 기준으로 봤을 때, 국내의 경우 2009년부터 수요가 증가하기 시작하면서 무역수지 적자도 증가세를 보이고 있다. 3. 국내외 주요 기업 사례 최근 바이오플라스틱이 부각되었던 중심에는 생분해성 플라스틱이며, 그 중에서도 특히 PLA는 다양한 제품군에 활용성을 보임으로써 기존 플라스틱의 대체재로서 큰 기대를 한 몸에 받은 바 있다. 바이오매스를 당화(糖化, saccharification)하는 바이오 리파이너리의 발전과 발효기술의 비약적인 진보를 통해, PLA는 차츰 기존 폴리올레핀과 비교했을 때 여러 면에서 경쟁력을 확보할 수 있는 발판을 마련해 왔다. 특히 2009년 세계 최대의 곡물기업인 Cargill에 인수된 미국의 NatureWorks사가 PLA 부문에서 세계에서 가장 큰 생산능력을 보유하고 있고, 유럽지역에서는 Purac이 선두 자리를 고수하고 있다. 한편, 녹말(전분) 기반의 생분해성 바이오플라스틱에선 Novamont, Wuhan Huali 등 유럽과 중국업체가 강세를 보이고 있다. 비생분해성 바이오플라스틱 중 범용수지를 대체하는 드롭인(drop-in) 제품에서는 브라질의 석유화학 회사인 Braskem이 단연 선두에 서 있다. 또, 플랫폼 화합물(platform chemical)에서는 최근 바이오연료의 부상과 함께 부탄올 계열이 큰 주목을 받고 있는데, 대표업체로서 미국의 Gevo, BP 및 DuPont의 합작회사인 Butamax를 손꼽을 수 있다. 한편, ‘기타 품목’에서 이슈가 되는 바이오플라스틱은 숙신산(succinic acid, 일명 호박산)인데, 그 대표적인 기업은 독일의 BASF와 Lanxess, 미국의 Bioamber 등이다. 국내에서의 생분해 플라스틱 관련 연구는 1990년대 이후 SK, 대상 등 대기업 및 연구기관, 벤처기업들을 중심으로 꾸준하게 이루어지고 있으나, 아직은 시장규모가 선진국에 비해 매우 작으며 높은 가격으로 인해 사업화가 활발하지 못한 실정이다. 그러나 우리나라 기업들은 다른 외국기업들에 비해 상대적으로 우위를 점하고 있는 수지(resin)의 가공 및 성형기술을 활용하여 신소재 개발보다 제품화 위주의 사업에 집중하고 있다. 바이오플라스틱 생산 과정에서 우리나라는 협소한 국토와 불리한 기후조건(팜유 등 식물성 바이오매스 재배에 부적합 등)으로 인해, 국내기업이 바이오매스 원료의 공급 및 가공단계에 참여하는 데 제약이 매우 많다. 이에 따라 국내기업의 경우 가치사슬상의 전(前)단계, 특히 원료공급 공정에 참여하는 기업은 전무하며, 원료가공 공정에는 CJ제일제당 등 극소수 기업만이 참여하고 있다. 국내 바이오기업 및 전방 수요업체의 경우, 미국의 Cargill 등으로부터 발효 가능한 원료를 공급받거나 종합상사인 삼성물산 등에서 구입하고 있다. 대상그룹 지주회사 대상홀딩스는 국내 식품업계 최초로 인도네시아에서 팜오일 공장을 준공하고 본격적인 생산에 돌입했다. 4. 석유화학 대비 바이오화학산업의 가치-비용 경쟁력 분석 (1) 가치-비용 동시 분석 모형과 경쟁력 분석 방향 본 연구에서는 바이오화학산업의 경쟁력을 분석하기 위해 ‘가치-비용 격차 모형’을 활용하였다. 이는 NOVA Institute(2014)의 ‘녹색 프리미엄(green premium)’ 개념과 유사하다. 가치-비용 격차 모형에서는 산업의 경쟁력을, 산업이 만들어내는 제품 또는 서비스의 가치에서 그 제품 또는 서비스를 만들어내는 비용을 뺀 값으로 정의했다. 이는 기존의 비용 경쟁력 위주의 산업경쟁력 평가에서 가치창출 부분을 추가해 종합적인 산업경쟁력을 평가하는 것을 의미한다. 실제로, 본 연구에서는 선별된 전문가를 대상으로 한 인터뷰를 통해, 바이오화학산업의 석유화학산업에 대한 상대적 가치와 비용의 경쟁력을 평가했다. 이와 같은 분석틀을 활용하여 본고에서는 국내 바이오화학산업의 경쟁력을 분석하기 위한 설문 문항을 도출하였고, 이를 토대로 산·학·연의 전문가들과의 포커스 그룹 인터뷰(FGI)를 통해 석유화학산업의 바이오화학산업으로의 전환 가능성에 대한 실증적 분석을 실시하였다. (2) Focus Group 인터뷰를 통한 가치-비용 측면의 경쟁력 분석 결과 포커스그룹 인터뷰는 국내 바이오화학 분야 중산업계 14명(수요측 7명, 공급측 7명), 학계 3명, 연구계 3명 등 총 20명을 대상으로 진행하였다. 포커스그룹 인터뷰를 통해 도출한 경쟁력 분석 항목들을 종합해 보면 다음과 같이 구분할 수 있다. 우선 바이오화학산업의 가치경쟁력과 비용경쟁력을 합산한 ‘종합경쟁력’ 부문에서는 석유화학(= 100) 대비 약 82에 도달한 것으로 평가되었다. 비용경쟁력 부문에서는 석유화학 대비 약 57정도로 다소 낮게 평가되어 아직 경쟁력이 부족한 것으로 나타났지만, 가치경쟁력 부문에서는 112로 바이오화학산업이 가진 그린프리미엄의 가치가 높게 평가된 것으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 현재와 미래(충분한 투자 이후) 등 다양한 조건하에 비용경쟁력에 대한 의견을 물었다. 그러나 인터뷰 대상자들은, 비용경쟁력 측면에서 바이오매스의 확보가 전제되지 않는다면 향후 상당기간이 지나도 석유화학산업의 비용경쟁력을 추격하기 어려울 것으로 보았으며, 바이오매스를 확보하는 문제 자체도 해결되기까지 상당한 시간이 필요할 것으로 전망하였다. 가치경쟁력 측면에서는 바이오화학산업의 친환경성, 제품 이미지, 인체 친화적인 기능 등의 긍정적인 가치평가 요인들로 인해 석유화학 대비 높은 수준으로 평가되었다. 그러나 산업계 수요기업에서도 아직 비용부담이 친환경 이미지가 주는 이익보다 더 크게 작용하고 있어, 현재 가치측면에서는 비용열세를 극복하기 힘든 것으로 나타났다. 향후 바이오화학산업의 경쟁력이 어떻게 변화할지에 대한 주제에서는 대부분 석유화학 대비 바이오화학산업의 경쟁력이 강화될 것이라는 긍정적인 평가를 내놓았다. 미래에는 가치경쟁력이 매우 빠르게 강화될 것으로 기대하였으며, 수요견인형 시장확대가 이루어질 가능성이 높다고 보았다. 이와 관련하여, 정책적인 측면에서는 공급보다 수요 측면의 지원이 이루어지는 것이 필요하다고 주장하였다. 유망분야에 대한 응답에서는 현재 상용화가 이루어지고 있는 식품용기 포장재 분야가 가장 유망한 것으로 집계되었다. 전 세계적으로 폐기물과 환경오염 문제가 대두되고 있는 상황과 맞물려, 이에 효과적으로 대응할 수 있는 방안으로 적용될 수 있기 때문이다. 다음은 자동차 내장재 분야이다. 유럽을 중심으로 자동차의 친환경성 규제가 강화되고 있고, 해외시장이 확보되면 바이오플라스틱 소재가 빠르게 도입될 것으로 전망된다. 그 외의 제품군은 인체 친화성을 장점으로 살린 섬유, 건축자재 등에서 활발히 적용될 것으로 보고 있다. 마지막으로 정부정책 방향에 대한 산업계의 의견을 취합해 본 결과, 가장 시급하게 도입해야 할 정책은 ‘공공조달을 통한 시장창출’이었다. 즉, 업계 전문가들은 수요시장을 창출·확대하는 정책 프로그램이 무엇보다 우선적으로 도입되어야 한다는 데 입을 모으고 있다. 5. 정책과제 (1) 국내 바이오화학 정책의 문제점 국내외 발간자료와 포커스그룹 인터뷰(FGI)를 통해 취합된 의견 등을 토대로, 우리나라 국내 바이오화학 정책의 문제점으로는 ① 공급자 지원 위주 정책으로 수요산업 및 일반 소비자들의 복잡하고 다양한 니즈와 일치하지 않는 미스매치 현상, ② 원료(바이오매스) 확보방안 미흡, ③ 혁신 역량 구축 및 소재-수요산업 간 연계성 미흡, ④부처 간 역할분담 불명확 및 정책 분절화 등으로 요약·정리할 수 있다. (2) 기본방향 지금까지의 바이오화학산업 현황과 전망, 정책 상 문제점, 그리고 바이오화학 관련 산·학·연 전문가 FGI에 의거한 가치-비용 경쟁력 분석과 설문조사 등을 토대로, 바이오화학산업의 기본 정책방향과 세부 정책과제를 제시해 보고자 한다. 세계적으로 친환경 신성장동력으로 각광받고 있는 바이오화학산업(특히 바이오플라스틱)에서 우리나라가 일정한 글로벌 위상을 확보하기 위한 정책의 기본방향으로서 “글로벌 경쟁력을 갖춘 친환경 바이오화학산업 구현”을 제안하며, 달성해야 할 목표로서 “2030년 세계 4위의 바이오화학 강국 진입”과 “탈석유 화학의 신성장동력으로 자리매김”을 제안하고자 한다. 또, 이러한 원대하고 야심찬 중장기 비전을 달성하기 위해 이하의 세부 정책 프로그램 마련 및 시행을 서둘러야 한다. (3) 세부 정책과제 1) 시장(수요) 창출 촉진 바이오화학 소재 부문이 활성화되기 위해서는 ① 친환경 내구재와 포장용기 및 쓰레기봉투 등에 있어 친환경 제품 사용 의무화(의무구매제도)를 통한 대규모 시장(수요) 창출 등 수요자(전자제품, 자동차, 섬유 등 전방 수요산업 및 일반 소비자) 관점의 정책 수립 및 시행이 필요하고, ②바이오플라스틱 제품에 대한 충분한 이해를 배경으로 동 제품의 표준화와 인증이 시급히 실시되어야 하며, ③ 이를 위해 체계적인 측정 및 평가 기반을 구축하여 실증적인 평가기준을 마련해야 하고, ④ 녹색제품 의무구매제도를 참고하여 바이오플라스틱 제품에 대한 공공기관의 의무구매 및 공공조달이 조기에 도입·실시되어야 한다. 2) 공급역량 강화 동남아 현지에 대량의 바이오매스 삼림을 확보하는 해외원료 확보사업은 개별기업 차원에서 해결되기 어려운바, 정부 차원의 외교적 노력이 병행되어야 한다. 이를 위하여, 과거 대한석유공사(KOC)처럼 바이오매스의 안정적 확보를 위해 가칭 ‘한국바이오매스공사’ 등의 공기업을 설립하여 현지기업과 합작으로 안정적으로 바이오매스 원료를 확보하고, 1차 가공공장을 현지에 건설하여 한국에 수출함으로써 상호 윈-윈하는 방법을 적극 검토해야 할 것이다. 아니면, 현재와 같이 국내 종합상사가 추진하고 있는 바이오매스 수입(import)에 있어 직면하고 있는 제반 문제를 정부가 외교 채널(G2G)을 통해 해결해 주어야 하며, 필요 시 일본 등과 공동으로 현지의 대규모 바이오매스 임업단지를 확보하는 프로젝트도 검토해 볼 필요가 있다. 동남아 바이오매스 자원보유 국가들과 산업·자원 협력 및 개발협력(ODA사업) 사업을 동시에 추진하는 것도 필요하다. 한편, 현지에서 가공된 중간원료의 수송을 원활하고 비용 효율적으로 할 수 있는 방안과 국내 항구도시에 적정규모의 바이오리 파이너리 플랜트를 건설하는 사업도 병행하여 수립해야 한다. 3) 혁신생태계 조성 바이오화학산업을 기반으로 한 친환경 혁신생태계를 조성하기 위해서는 첫째, 연구개발 투자 확대가 필요하다. 구체적으로는 ① 바이오플라스틱 한국표준 개발을 위한 연구개발이 추진될 필요가 있고, ② 대·중·소기업이 주도하는 산학연컨소시엄 형태로 융합형 실용화 연구개발이 확대되어야 하며, ③ 정부주도의 연구개발 투자가 더욱 확대되어야 하고, ④ 바이오매스 확보와 시장 경쟁력 제고를 위한 글로벌 연구개발을 확대해야 하며, ⑤ 바이오플라스틱 제품화 관련 기술개발과 관련, 국내 연구기관과 기업 간의 공동연구에 대한 지원을 확대할 필요가 있다. 둘째, 대외개방형 클러스터 발전전략을 수립해야 한다. 이를 위해 ① 인접 가치사슬의 글로벌기업 FDI를 유치하고, ② 지역 클러스터의 발전정책과 산업발전 정책의 연계가 필요하다. 이와 관련하여, 한국바이오협회(2010)에서도 ‘바이오(화학) 콤비나트’, 즉 BT와 화학기술 패키지를 엔지니어링할 집약 시범사업과 ‘바이오화학 시범사업단지’를 제안하고 있다. 특히, 바이오화학산업 클러스터의 발전을 위한 집적화 제1단계(조성단계)에서는 지자체가 중심이 되어 시범단지 내 바이오화학산업 공동연구센터(또는 실증평가 전담기관)를 설립하고, 제2단 계(발전단계)에서는 산업바이오 전문기업 유치 및 기존 석유화학 기업의 바이오화학 기업으로의 전환 유도, 제3단계(성숙단계)에서는 바이오화학 전문산업단지로서 전후방산업과의 시너지 창출을 목표로 하고 있다. 그러나 예비타당성 조사에서 부정적인 판단 결과가 나오면서 해당 예산편성이 이루어지지 않아, 아직까지 정책 시행은 제대로 되지 못한 것으로 판단된다. 4) 추진체계 및 법제도 정비 첫째, 컨트롤타워 주도 아래 부처 간 정책공조강화이다. 전형적 융합산업인 바이오화학산업의 특성상 그 기반기술인 산업바이오(White BT)의 범위가 매우 넓은데다 관할 부처도 여러 곳을 망라한 바, 청와대나 국무총리실 등 컨트롤타워의 강력한 리더십하에 바이오·화학소재 기업-수요 기업(자동차·전자 등) 간 연계성을 한층 더 강화하는 한편, 원료 → 기술 → 생산 → 소비에 이르는 바이오화학산업의 가치사슬상의 체계적 전주기 산업화 플랜을 수립하고, 효율적이고 체계적으로 추진할 필요가 있다. 둘째, 산업화 촉진 한시법 제정이 필요하다. 즉, 바이오화학의 수요창출 촉진, 원료(바이오매스) 공급역량 확보 및 혁신역량 강화 등 산업화 촉진을 위한 전반적인 정책과제 내용을 담은 10년 한시법인 가칭 ‘바이오화학산업화촉진특별조치법’을 제정하여, 일사불란한 거버넌스 체계하에 차세대 먹거리 산업으로서 중장기 마스터플랜 수립 및 일관성 있는 정책집행을 실시할 필요가 있다. 셋째, 새로운 산업분류 체계 작성을 도입할 필요가 있다. 바이오화학산업은 바이오기술과 화학 기술의 융합으로 생성된 새로운 형태의 산업이다. 따라서 기존 한국표준산업분류(KSIC)와는 별개의 독립된 형태의 산업으로 특수분류체계를 도입해야 한다고 국내 전문가들은 제안하고 있다. 융합산업의 경우 일반적으로 이러한 정체성 혼란을 피할 수 없는 것이 사실인 바, 정부는 차제에 다른 융합산업과 한데 묶어 바이오화학산업을 특수분류체계에 포함시킴으로써 독자성과 고유성 및 정체성을 확립하는 한편, 각종 지원정책도 좀 더 차별화되고 체계적으로 수립할 수 있을 것으로 판단된다.
출처: 플라스틱 사이언스 2015 8월호 54~65p |
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