LG화학, 지속가능한 경쟁력 강화 위해 BM 혁신

LG화학이 지속가능한 사업구조 구축과 체질 개선을 통한 경쟁력 강화의 일환으로 비즈니스 혁신을 추진하고 있다.

7일 회사측에 따르면, LG화학은 현재 ▲폐플라스틱을 재활용하는 PCR(Post-Consumer Recycle) 플라스틱 상용화 ▲생분해성 소재 개발 등 플라스틱 자원 선순환을 위한 생태계 구축에 적극 나서고 있다. 이와 함께, 태양광 패널용 필름 등 ▲신재생에너지 소재 ▲재생 가능한 바이오 원료를 활용하는 국내외 공장 설립에도 박차를 가하고 있다.


LG화학은 2019년 7월 세계 최초로 친환경 PCR 화이트 ABS(고부가합성수지) 상업생산에 성공했다. 주로 백색가전, IT기기, 자동차 내외장재 등에 쓰이는 ABS는 재활용 시 강도가 약해지고 색이 바래지는 등의 단점이 있었으며, 검은색과 회색으로만 만들 수 있었다. LG화학은 재활용 ABS 물성을 기존 제품과 동등한 수준으로 끌어올렸으며, 업계 최초로 하얀색으로 만드는 기술까지 개발했다.

또한 PCR PC(폴리카보네이트) 원료 함량이 60%인 고품질‧고함량의 친환경 플라스틱을 개발하여 글로벌 IT 기업에 공급하고 있다. 향후 PCR PC 원료 함량을 최대 85%까지 높이고 관련 제품군도 ABS와 Polyolefin(폴리올레핀) 분야 등으로 지속 확대하고 있다.

LG화학은 플라스틱 생산, 사용 후 수거, 리사이클까지 망라하는 ESG(환경‧사회‧지배구조) 비즈니스 모델을 만들고 있다.

회사는 지난 3월 여의도 LG트윈타워에서 국내 혁신 스타트업인 이너보틀(Innerbottle), CJ대한통운과 함께 ‘2022 자원순환플랫폼 구축 업무협약(MOU)’을 체결했다

LG화학이 구축하는 에코 플랫폼은 ‘소재(LG화학)→제품(이너보틀)→수거(CJ대한통운)→리사이클(LG화학·이너보틀)’로 이어지는 구조로, LG화학이 제공한 플라스틱 소재로 이너보틀이 화장품 용기를 만들고, 사용된 이너보틀의 용기를 CJ대한통운이 회수한 뒤, 다시 LG화학과 이너보틀이 원료 형태로 재활용하는 방식이다.

LG화학의 플라스틱 소재만으로 단일화된 용기를 전용 시스템을 통해 수거하고 재활용하기 때문에, 플라스틱 자원을 빠르고 완벽하게 100% 재사용할 수 있다.
이너보틀의 솔루션이 적용된 친환경 용기는 외부 플라스틱 병 안에 풍선처럼 수축하는 실리콘 파우치를 이중으로 넣은 형태로 내부 파우치에만 내용물이 담기기 때문에 외부 플라스틱 용기는 간단한 세척 후 재사용이 가능하다. 외부 용기의 경우 일상에서 버려진 플라스틱을 재활용한 소재로 제작하기 때문에 쓰레기 저감 및 탄소 감축 효과 등이 있을 것으로 예상된다.

LG화학은 이너보틀의 실리콘 파우치를 LG화학이 생산하는 NB라텍스로 대체하는 공동 연구를 진행하고 있다. 이와 함께, 기존 재활용이 불가능한 OTHERS 화장품 외용기를 LG화학이 생산하는 재생 원료인 PCR ABS(고부가합성수지)·EP(엔지니어링플라스틱) 등 친환경 플라스틱 소재로 대체할 계획이다.


LG화학은 국내 최대 이커머스 업체인 쿠팡과 손잡고 플라스틱 폐기물 회수 및 재활용을 위한 친환경 프로젝트도 선보인다. 급증하는 배송 폐기물을 줄이고 관련 자원이 순환되게 하기 위해서다.

LG화학은 지난해 쿠팡과 ‘플라스틱 재활용 및 자원 선순환 생태계 구축’을 위한 MOU를 체결했다.

이번 협약으로 쿠팡은 전국의 물류센터(Fulfillment Center)에서 버려지는 연간 3000t 규모의 스트레치 필름을 수거해 LG화학에 전달하고, LG화학은 이를 다시 포장재 등으로 사용 가능한 재활용 소재로 만들어 쿠팡에 공급하기로 했다. 스트레치 필름(Stretch Film)은 물류센터 및 산업현장에서 적재된 물건들이 흔들리지 않도록 고정시키는데 사용되는 물류 포장용 비닐 랩을 말한다.

양사의 친환경 프로젝트는 쿠팡의 물류센터에서 회수 가능한 플라스틱 자원을 LG화학의 PCR(Post-Consumer Recycle) 기술을 통해 폴리에틸렌(PE) 필름 등으로 재활용하는데 목적을 두고 있다. 폴리에틸렌(Polyethylene)은 에틸렌을 중합하여 제조하는 플라스틱 소재로 가공성, 유연성, 투명성, 내구성 등이 우수해 각종 포장재, 투명필름, 식품용기, 장난감 등 다양한 용도로 사용된다.

PCR은 사용 후 버려진 플라스틱 폐기물을 선별, 분쇄, 세척 등의 재가공을 통해 플라스틱 알갱이(Pellet) 형태의 초기 원료로 변환시키는 재활용 기술이다. 재활용 수지의 특성상 떨어진 물성을 개선하기 위해 기존의 제품과 일정 비중으로 섞어서 만드는 것이 특징이다.

LG화학은 지난해 6월부터 약 3개월 간 쿠팡과 함께 스트레치 필름 수거 및 재활용 프로젝트를 시범 가동해 본 결과, PCR 원료 함량을 최대 60%까지 유지하면서도 기존의 제품과 동등한 물성을 구현할 수 있는 재활용 필름을 개발하는데 성공했다.

LG화학의 PCR 기술로 재활용된 친환경 소재는 쿠팡의 물품 배송용 포장필름(Poly Bag)에 적용될 예정이다. 양사는 쿠팡의 물류 시스템 등을 적극 활용해 해당 필름 또한 다시 수거하고 재활용 할 수 있는 자원 순환 생태계를 구축할 계획이다.


LG화학은 기계적 재활용과 더불어 화학적 재활용 공장 설립 및 기술 개발에도 박차를 가하고 있다.

2024년까지 충남 당진에 국내 최초의 초임계 열분해유 공장을 연산 2만t 규모로 건설한다. 열분해유는 사용된 플라스틱에서 추출 가능한 재생 연료로 새로운 플라스틱 생산을 위한 원료로 사용이 가능하다.

그동안 쉽게 재활용 되지 못하고 버려진 과자 봉지, 즉석밥 비닐 뚜껑, 용기 등 복합재질(OTHER)의 PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌)를 열분해 시킨 뒤 가장 초기 원료인 납사(Naphtha)를 추출해 다시 석유화학 공정에 넣는 것이다.

이 공장에는 고온·고압의 초임계 수증기로 혼합된 폐플라스틱을 분해시키는 화학적 재활용 기술이 적용된다. 초임계 수증기란 온도와 압력이 물의 임계점을 넘어선 상태에서 생성되는 특수 열원이다. 액체의 용해성과 기체의 확산성을 모두 가지게 돼 특정 물질을 추출하는데 유용하다.

또, 직접적으로 열을 가하는 기술과 달리 열분해 과정에서 탄소덩어리(그을림) 생성을 억제해 별도의 보수 과정 없이 연속 운전이 가능한 것이 특징이다. 약 10톤의 비닐·플라스틱 투입 시 8t 이상의 열분해유를 만들 수 있어 생산성 또한 업계 최고 수준이다. 나머지 2t 가량의 부생 가스는 초임계 수증기 제조 등 공장 운전을 위한 에너지로 재사용된다.

이를 위해 LG화학은 초임계 열분해 원천 기술을 보유하고 있는 영국의 무라 테크놀로지(Mura Technology, 이하 무라)와 협업한다. LG화학은 지난해 10월, 화학적 재활용 분야의 밸류 체인 강화를 위해 무라에 지분 투자도 진행했다.

최근에는 무라의 기술 판권을 가지고 있는 미국의 글로벌 엔지니어링·서비스 기업인 KBR(Kellogg Brown & Root)과 기술 타당성 검토를 마치고, 공장의 기본 설계를 위한 공정 라이선스 및 엔지니어링 계약을 체결했다.

열분해유 공장이 본격 가동되면 LG화학은 실질적인 제품 검증 및 향후 시장 상황 등을 고려해 추가적인 증설도 검토할 계획이다.

시장조사업체 등에 따르면 전 세계 화학적 재활용 시장은 폐플라스틱에서 추출 가능한 열분해유 기준 2020년 70만t 규모에서 2030년 330만t 규모로 연평균 17% 이상 성장할 것으로 전망된다.

LG화학은 열분해를 비롯한 화학적 재활용 기술을 자체 개발하기 위한 연구개발을 진행하고 있으며, 국내에서 관련 재활용 기술 및 원재료를 보유한 연구기관, 중소기업, 스타트업 등과의 협력도 확대해 나갈 계획이다.


LG화학은 2020년 10월, 세계 최초로 합성수지와 동등한 기계적 물성 구현이 가능한 생분해성 신소재인 PLH(Poly Lactate 3-Hydroxypropionate) 개발에 성공하는 등 환경 오염 및 미세 플라스틱 문제 해결에도 적극 나서고 있다.

PLH는 옥수수 성분의 포도당 및 폐글리세롤을 활용한 바이오 함량 100%의 생분해성 소재로 단일 소재로는 PP(폴리프로필렌) 등의 합성수지와 동등한 기계적 물성과 투명성을 구현할 수 있는 전세계 유일한 소재다.

기존 생분해성 소재의 경우 물성 및 유연성 강화를 위해 다른 플라스틱 소재나 첨가제를 섞어야 해 공급 업체별로 물성과 가격이 달라지는 한계가 있었지만, LG화학이 개발한 생분해성 신소재는 단일 소재로 고객이 원하는 품질과 용도별 물성을 갖출 수 있다.

특히 핵심 요소인 유연성은 기존 생분해성 제품 대비 최대 20배 이상 개선되면서 가공 후에도 투명성을 유지할 수 있어 생분해성 소재가 주로 쓰이는 친환경 포장재 업계에 파급 효과가 매우 클 것으로 예상된다.

기존 생분해성 수지의 경우 혼합 소재의 특성상 불투명한 포장재 제품 등으로 활용되어 왔다.

이와 관련, LG화학은 지난해 11월 GS칼텍스와 생분해성 플라스틱 PLH의 원료인 3HP(Hydroxypropionic acid, 하이드록시프로피온산) 양산 기술 개발 및 시제품 생산을 위한 공동개발협약(JDA)도 체결한 바 있다.

3HP는 바이오 원료인 포도당 및 비정제 글리세롤(식물성 오일 유래)의 미생물 발효 공정을 통해 생산되는 친환경 물질로 LG화학은 세계 최고 수준의 3HP 발효 기술을 독자적으로 보유하고 있다. LG화학의 발효 생산 기술과 GS칼텍스의 공정 설비 기술력이 시너지를 내며 3HP 양산 사업화를 목표로 하는 양사의 이해 관계가 극대화 될 것으로 기대된다.


LG화학은 글로벌 4대 메이저 곡물 가공 기업인 미국 아처 대니얼스 미들랜드(ADM)와 손잡고 합작공장 설립에도 나선다. 옥수수를 원료로 한 바이오 플라스틱 상업화를 위해서다.

회사는 지난해 9월 미국 일리노이주 시카고에 위치한 ADM(Archer Daniels Midland) 본사에서 후안 루시아노 ADM CEO(최고경영책임자) 회장, 신학철 LG화학 CEO 부회장 등이 참석한 가운데 ‘LA(Lactic Acid) 및 PLA(Poly Lactic Acid) 합작법인 설립을 위한 주요조건합의서(HOA)’를 체결했다.

양사는 2025년까지 미국 현지에 연산 7만5000t 규모의 PLA 공장 및 이를 위한 LA 공장을 건설할 계획이다. 한국 기업이 원재료부터 제품까지 통합 생산이 가능한 PLA 공장을 짓는 것은 LG화학이 최초다.

PLA는 옥수수에서 추출한 글루코스(포도당)를 발효·정제해 가공한 LA를 원료로 만드는 대표적인 생분해성 플라스틱이다. 100% 바이오 원료로 생산돼 주로 식품포장 용기, 식기류 등에 사용되며, 일정 조건에서 미생물 등에 의해 수개월 내 자연 분해되는 친환경 소재다.

시장조사업체 등에 따르면 전세계적인 일회용품 사용 규제 강화로 생분해성 플라스틱 수요가 증가하고 있는 가운데 글로벌 바이오 플라스틱 시장은 2021년 12조원에서 2026년 34조원 규모로 연평균 23% 성장할 것으로 전망되고 있다.

ADM은 전세계 200여국에서 농작물 조달시설을 운영하는 글로벌 곡물 가공 기업으로 바이오케미칼(Biochemical) 분야에서 가장 중요한 원료인 ‘글루코스’ 생산능력과 이를 원료로 한 발효 기술에 강점을 가지고 있다.

합작법인 설립이 완료되면 LG화학은 수직계열화 기반의 다양한 고부가 제품 개발에 재생 가능한 바이오 원료를 접목시킬 수 있게 되며, 상업적 규모의 고순도 젖산(Lactic Acid) 생산능력을 확보해 PLA 생산에 필요한 원료를 안정적으로 확보하게 된다.

LG화학은 PLA 생산을 기반으로 바이오 플라스틱 시장을 본격 공략할 계획이다. 특히 지속가능 전략의 일환으로 기후변화 대응 및 폐플라스틱 등 환경문제 해결에 기여할 수 있는 생분해성수지 상업화에 박차를 가할 방침이다.


LG화학은 지난해 8월 충남 대산공장에 태양광 필름용 POE 공장을 신설한다고 밝혔다. POE(Poly Olefin Elastomer)는 LG화학 고유의 메탈로센 촉매를 사용해 고무와 플라스틱의 성질을 모두 가진 고부가 합성수지. 태양광 필름이다, 자동차용 범퍼 소재, 신발의 충격 흡수층, 전선 케이블 피복재 등에 사용된다.

POE 공장은 연산 10만t 규모로 건설될 예정이며, 2024년 상업생산을 목표로 한다. 업계에 따르면 POE는 ESG 트렌드에 따른 신재생에너지 보급 확대 등으로 2025년까지 연평균 30% 수준의 고성장을 이어갈 것으로 전망되고 있다.

POE는 절연성과 수분 차단성이 높고 발전 효율이 우수해 태양광 패널 보호 및 전력 손실을 최소화하는 필름용 수요가 급격히 증가하고 있다.

LG화학은 현재 충남 대산사업장에 연산 28만t 규모의 POE 공장을 보유하고 있으며 이번 10만t 증설이 완료되면 POE 생산능력은 총 38만t으로 확대된다. 이는 생산능력 기준 세계 2위 규모에 달할 것으로 전망된다.


LG화학은 바이오디젤 전문기업 단석산업과 손잡고 합작공장 설립에도 박차를 가하고 있다. 친환경 제품 생산에 필요한 바이오 원료를 확보하기 위해서다.

LG화학은 지난해 9월 경기도 시흥시 단석산업 본사에서 양사 경영진이 참석한 가운데 ‘HVO(Hydro-treated Vegetable Oil) 합작법인 설립을 위한 HOA를 체결했다.

양사는 2024년 생산공장 완공을 목표로 하고 있다. 국내에 HVO(수소화식물성오일) 공장이 건설되는 것은 이번이 처음이다.

HVO는 폐식용유, 팜부산물 등의 식물성 원료를 수첨반응(Hydro-treatment) 시켜 생산하는 차세대 바이오 오일이다. 저온에서도 얼지 않는 특성이 뛰어나 차량용 뿐만 아니라 항공유 및 석유화학 원료로도 사용 가능한 것이 특징이다. 차량용 바이오디젤이 1세대라면, HVO는 기술적으로 진일보된 2세대 바이오 연료다.

특히 글로벌 신재생에너지 정책 및 친환경 항공유·디젤 사용 의무화 등에 따라 HVO의 세계 시장 수요는 2020년 600만t규모에서 2025년 3000만t규모로 연평균 40% 이상 큰 폭의 성장률을 기록할 것으로 전망되고 있다.

이번 협력은 탄소배출 저감에 기여하는 Bio-balanced 제품 확대 및 친환경 원료 확보에 집중하고 있는 LG화학과, 차세대 바이오 연료 시장으로 사업 영역을 확대하려는 단석산업의 이해관계가 맞아 떨어졌기 때문이다.

단석산업은 1세대 바이오디젤 수출 역량을 기반으로 HVO 사업에 본격 진출하며 바이오 에너지 분야 제품 포트폴리오를 항공유 등 차세대 바이오 연료 중심의 고부가 제품으로 확대시킬 수 있게 된다.

합작법인이 설립되면 LG화학은 HVO 내재화를 통해 바이오 SAP(고흡수성수지)·ABS(고부가합성수지)·PVC(폴리염화비닐) 등 생산에 사용되는 원료 공급 기반을 마련하게 된다. LG화학은 친환경 바이오 제품의 지속가능성을 입증하는 대표적인 수단인 ISCC Plus 국제 인증 제품을 40여개 이상으로 확대할 예정이다.


채명석 글로벌이코노믹 기자 oricms@g-enews.com