폐플라스틱을 활용한 에너지 전환과 수소 생산 기술이 차세대 청정에너지 산업의 새로운 대안 중 하나로 손꼽히고 있다. 전 세계적으로 폐기물 문제와 탄소중립 달성의 과제가 동시에 부상하면서 기존의 단순 소각이나 매립 방식을 대체할 수 있는 기술 개발이 절실해졌다. 특히 다양한 혼합 폐플라스틱까지 대응할 수 있는 고온 가스화 기반의 자원화 기술은 화학 산업과 에너지 산업 모두에 파급력을 미칠 수 있는 솔루션으로 평가된다. 이를 통해 폐기물은 이제 처리 비용만 발생시키는 부담이 아니라 새로운 원료와 에너지 공급원으로 변모할 수 있는 가능성을 보여주고 있다.

아주대학교 환경안전공학과 장원준 교수(사진)는 이러한 흐름 속에서 폐플라스틱 자원화와 수소 생산 기술을 집중적으로 연구하고 있다. 무산소 또는 저산소 조건에서 폐플라스틱을 900℃ 이상의 고온에서 가스화해 합성가스(수소와 일산화탄소)를 생산하고, 이를 다시 수소나 액체 연료로 전환하는 연구를 수행 중이다.

장 교수는 “폐기물에서 수소와 같은 에너지원과 화학 원료를 만들어내는 것은 단순한 재활용이 아닌 에너지 안보와 탄소중립을 동시에 달성할 수 있는 길”이라며 “이러한 접근은 기존의 기계적 재활용 방식이 가지는 품질 저하 문제를 극복할 수 있으며 화석연료 기반 제품과 동일한 수준의 고품질 연료 및 원료 생산을 가능하게 한다”고 설명했다.

연구의 핵심은 폐플라스틱으로부터 얻은 합성가스를 다양한 방식으로 활용해 새로운 가치를 창출하는 데 있다. 합성가스는 수소 생산의 원료가 될 수 있을 뿐만 아니라 화학 원료나 액체 연료로 전환돼 항공유, 나프타와 같은 고부가가치 제품 생산으로 이어진다. 이를 통해 단순한 폐기물 처리 차원을 넘어 산업 전반에서 활용 가능한 고품질 자원을 공급할 수 있다. 다만 이러한 공정은 고온 조건을 필요로 하기 때문에 상당한 에너지 소모가 발생한다. 따라서 경제성을 확보하는 것이 가장 중요한 도전 과제로 남아 있다.

장 교수는 이에 대해 “단순히 연료를 만드는 수준에서 나아가 경제성이 큰 고부가가치 제품을 생산하고 공정 최적화를 통해 효율을 극대화함으로써 산업적 경쟁력을 확보하려 한다”고 강조했다.