플라스틱 재활용 산업은 중대한 기로에 서 있습니다. 한편으로는 생산량은 계속 증가하는 반면 재활용률은 정체되어 있고, 다른 한편으로는 새로운 규제로 수출 경로가 막히고 있으며, 화학적 재활용이 처음으로 법적 인정을 받았습니다. 기계적 및 화학적 재활용(일반적으로 열분해를 지칭함) 열분해와 열분해는 현재 상황에 대한 두 가지 주요 대응 방식이지만, 어느 방식이 "더 나은지"를 단순히 묻는 문제는 아닙니다. 올바른 선택은 원료가 무엇인지, 생산물이 어디에 판매되는지, 그리고 창출된 환경적 가치에 대해 누가 비용을 지불할 의향이 있는지에 따라 달라집니다. 이 논문은 바로 이러한 질문에 대한 답을 찾고자 합니다.
플라스틱 재활용 산업의 배경

생산과 재활용 간의 불균형
전 세계 플라스틱 생산에 타격 백만 톤 436 2023년에는 플라스틱 무역이 전 세계 상품 무역 총액의 5%를 차지했습니다. 하지만 재활용은 이러한 성장 속도를 따라가지 못했습니다. 전 세계 플라스틱 폐기물 중 재활용되는 비율은 극히 낮습니다. 실제로 재활용되는 비율은 9%에 불과합니다.19%는 소각되고, 거의 50%는 매립지에 버려집니다. 나머지는 야외에서 소각되거나 환경으로 직접 유출됩니다. 더 큰 문제는 재활용 플라스틱이 전체 플라스틱 원료 공급망에서 차지하는 비중이 단 6%에 불과하다는 점입니다.
플라스틱 재활용은 기후 문제로 대두되고 있습니다.
플라스틱은 생성합니다 세계 온실 가스 배출량의 3.4의 % 제품의 전체 수명 주기에 걸쳐 영향을 미칩니다. 2019년 한 해에만 플라스틱 관련 배출량은 1.8억 톤에 달했습니다. 90%는 생산 및 가공 과정에서 발생했습니다.폐기가 아니라 재활용입니다. 따라서 재활용을 통해 더 많은 폐플라스틱을 흡수하고 새 플라스틱 사용량을 줄일 수 있다면, 발생원에서 배출량을 의미 있게 줄일 수 있습니다. 이것이 바로 정책 입안자들이 "어떤 재활용 기술을 사용할 것인가"를 단순한 폐기물 관리 문제가 아닌 기후 문제로 다루는 이유입니다.
긴축 정책이 전환점을 강요하고 있다
2026년 11월부터, EU의 폐기물 운송 규정 OECD 비회원국으로의 모든 플라스틱 폐기물 수출을 금지할 것입니다. 그리고 2025년 말, 유럽 위원회는 한 걸음 더 나아가 화학적 재활용을 재활용 플라스틱 함량을 계산하는 유효한 방법으로 법적으로 인정했습니다. 분명한 것은 수출이나 매립은 더 이상 허용되지 않는다는 것입니다. 이제 모든 국가는 자국의 상황에 맞는 해결책을 찾아야 합니다. 그리고 현재 두 가지 기술이 바로 그 해답입니다. 바로 기계적 재활용과 화학적 재활용입니다.
다음으로, 두 경로의 차이점과 각 경로의 역량 한계를 다양한 측면에서 분석하겠습니다.
기술적 원리: 분자 수준에서 일어나는 일
기계적 특성: 고분자 사슬이 계속 마모됨
- 프로세스 : 이 공정은 분류, 분쇄, 세척, 건조, 용융 압출, 펠릿화라는 표준적인 순서를 따릅니다. 이는 순전히 물리적인 변형일 뿐이며, 플라스틱의 분자 사슬은 그대로 유지되고 절대 분해되지 않습니다.
- 특성: 용융 압출 공정 자체에서 열 분해가 발생합니다. 플라스틱이 압출기를 통과할 때마다 고분자 사슬이 조금씩 분해됩니다. 이것이 바로 재활용 소재가 재활용 주기가 거듭될수록 기계적 강도를 잃는 이유입니다. 그리고 이러한 열화는 영구적이며, 어떤 후속 공정으로도 되돌릴 수 없습니다.
화학적: 장쇄 중합체의 절단
- 프로세스 : 낭비 플라스틱 열분해 기계 산소가 부족하고 고온 환경(일반적으로 약 400°C)에서 작동됩니다. 열이 긴 고분자 사슬을 더 짧은 탄화수소 분자로 분해하여 연료유, 나프타 또는 왁스 오일을 생성합니다.
- 특성: 이 과정은 본질적으로 플라스틱을 분자 구성 요소로 분해합니다. 원래의 고분자 구조는 완전히 사라지고 탄화수소 분자들의 혼합물만 남게 됩니다. 석유화학 공장에서 이를 다시 원료로 사용하려면 분별 증류, 수소첨가 처리 등의 추가 정제 과정을 거쳐야 합니다.
원료의 한계: 어떤 플라스틱이 어떤 공정에 적합한가

기계적 재활용의 거부 목록
기계적 재활용은 이 두 가지 요소 모두에 대한 허용 오차가 낮습니다. 그 이유는 간단합니다. 불순물과 오염 물질은 용융 품질을 직접적으로 저하시켜 압출 과정에서 스크린 막힘, 기포 발생, 강도 저하를 유발하기 때문입니다. 업계에서 흔히 발생하는 불량품 또는 등급 하락 제품은 다음과 같습니다.
- 다층 복합 포장은 여러 겹으로 이루어져 있어 분리가 매우 어렵고, 기계식 분류 장비로는 일반적으로 분리할 수 없습니다.
- 흙, 농약 잔류물, 식물 뿌리 등으로 심하게 오염된 농업용 필름은 세척 비용이 너무 많이 들어 경제성이 없습니다.
- 근적외선 분광법으로는 검은색 물질을 식별하기 어렵기 때문에 대부분의 검은색 플라스틱은 분류 라인에서 바로 걸러집니다.
- 폐케이블 절연재와 같은 가황 또는 가교 고무 플라스틱은 가교 구조가 다시 녹지 않기 때문에 용융 재처리가 전혀 불가능합니다.
화학물질 재활용에 필요한 것
화학적 재활용은 기계적 재활용으로는 처리할 수 없는 복잡한 플라스틱을 처리합니다. 한편, 열분해 공장 원료의 균일성에 의존하지 않습니다. 이론적으로 모든 유기 고분자는 반응기에 투입되어 석유와 가스로 전환될 수 있습니다. 위에 나열된 혼합 수지, 복합 포장재, 농업용 필름, 폐타이어는 실제로 열분해 장비의 표준 원료입니다. 하지만 열분해 공정이 무조건적으로 모든 원료를 받아들이는 것은 아닙니다. 열분해 공정에는 나름의 제약 조건이 있습니다.
- 원료는 일반적으로 사전 탈수 및 기본 세척 과정을 거쳐야 하며, 그렇지 않으면 반응기의 열효율이 저하되고 장비 수명이 단축됩니다.
- 염소 함량이 과도한 혼합 원료, 특히 PVC는 장비 배관을 부식시키고 장비의 수명을 단축시키며 심지어 다이옥신 배출을 유발할 수 있습니다.
- PET 열분해는 벤조산 부산물을 생성하며, 사용 가능한 오일은 거의 얻지 못합니다. 또한, 이 과정에서 발생하는 산소는 안전상의 위험을 초래할 수 있습니다.
생산 품질: 재활용 펠릿과 열분해 오일의 최종 처리 과정
기계적 재활용: 분자량 감소가 적용 범위의 한계를 설정합니다
기계적 재활용 결과물의 품질 문제는 근본적으로 재료과학적 문제입니다. 용융 가공 과정을 거칠 때마다 폴리머의 평균 분자량이 감소하는데, 이는 용융 흐름 지수(MFI) 상승, 충격 강도 저하, 그리고 황변 현상으로 나타납니다. 플라스틱을 제한된 횟수만큼만 재활용할 수 있는 진짜 이유는 장비의 결함이 아니라, 분자 사슬 자체가 반복적인 용융을 견디지 못하기 때문입니다.
다만, 적용 경로는 수지 종류에 따라 다릅니다. 성능 손실이 가장 적은 순서부터 가장 많은 순서까지 대략적으로 나열하면 다음과 같습니다.

- 기본 응용 프로그램오염도가 낮고 분해율이 낮은 재활용 PE/PP는 일반적으로 물류용 토트백, 팔레트, 쓰레기통 또는 화분과 같이 외관 및 강도에 대한 요구 사항이 중간 정도인 제품으로 만들어집니다.
- 수정된 애플리케이션여러 세척 및 변형 단계를 거친 재활용 PE/PP는 특정 비율로 사출 성형되는 가정용품(예: 수납 상자 또는 문구류 케이스)에 혼합하여 사용할 수 있으며, 일부는 식품과 접촉하지 않는 포장재에도 사용될 수 있습니다.
- 광섬유 응용 분야폐 PET 병은 용융 방사 방식으로 재활용 폴리에스터 섬유(rPET)로 만들어지며, 이는 의류 충전재, 운동복 원단, 카펫 등에 사용됩니다. 병이 섬유로 만들어진 후에는 기계적인 재활용이 어려워집니다.
화학 물질 재활용: 정제 심도가 제품 가치를 결정합니다
열분해 오일은 "이론적으로" 분자 수준의 복원을 달성할 수 있지만, 실제로 그러한지는 어떤 정제 과정을 거치느냐에 전적으로 달려 있습니다. 두 열분해 프로젝트가 서류상으로는 동일해 보일 수 있지만, 하나는 "순환형 플라스틱 재생"을 내세우고 다른 하나는 단순히 연료유를 판매하는 것일 수 있습니다. 이 둘의 산업적 위치와 환경적 가치는 전혀 다릅니다.
결과적으로 화학적 재활용의 산출물은 기계적 재활용보다 훨씬 더 분산되어 있습니다. 열분해 오일은 일반적으로 정제 깊이에 따라 세 단계로 분류됩니다.

- 연료 등급정제도가 가장 낮은 조악한 열분해 오일은 일반적으로 보일러, 가마 또는 선박 엔진용 산업용 연료로 직접 사용되며, 오늘날 대부분의 소규모 및 중규모 열분해 프로젝트에서 주요 부산물로 사용됩니다.
- 블렌딩 등급분별 증류 및 기본적인 탈황/탈염소화 과정을 거치면 연료유 또는 디젤유의 혼합 성분으로 사용될 수 있으며, 순도는 연료 등급과 나프타 등급 사이 정도입니다.
- 석유화학 원료 등급: 고도로 정제된 열분해 오일만 사용 나프타 이러한 원료는 석유화학 공장의 스팀 크래커에 투입될 수 있습니다. 거기서 에틸렌과 프로필렌 같은 단량체로 재중합되어 최종적으로 다시 플라스틱이 됩니다. 이것이 진정한 의미의 순환 고리를 완성하는 유일한 방법입니다.
화학물질 재활용을 둘러싼 환경 및 탄소 발자국 논란
기계적 재활용의 탄소 발자국은 계산하기 쉽습니다. 파쇄, 세척수, 압출 과정에서 사용되는 전력 등 모든 과정이 투명하게 공개되어 있어 이것이 "재활용"으로 간주되는지에 대한 논쟁이 없습니다. 하지만 열분해 기반의 화학적 재활용은 이와는 다른 문제들을 안고 있습니다.

'재활용'의 정의를 둘러싼 논쟁
- 물질 회수 vs. 에너지 회수: 전통적인 재활용은 재료를 원래 형태로 복원하는 것을 의미하며, 기계적인 펠릿화는 이에 해당합니다. 하지만 열분해 생성물은 대부분 연료로 연소되기 때문에 진정한 의미의 재료 재활용이 아니라 에너지 회수에 불과합니다.
- 한 자릿수 현실: 연구에 따르면 열분해를 통해 처리된 폐플라스틱 중 실제로 다시 플라스틱으로 재활용되는 비율은 일반적으로 한 자릿수에 불과하며, 바로 이러한 이유 때문에 이러한 프로젝트들이 "그린워싱"이라는 낙인이 찍히는 것입니다.
- 마케팅과 생산량 간의 격차: 업계에서는 "순환적 재사용"을 강조하는 경향이 있지만, 실제 제품은 재활용보다는 소각으로 이어지는 경우가 많습니다. 같은 이름을 달고 있지만, 이 두 가지는 전혀 다른 결과입니다.

열분해는 단순히 소각일까요?
- 같은 탄소, 같은 목적지: 탄소가 최종적으로 어디로 가는지만 추적하면 답은 간단해집니다. 직접 소각되든 열분해를 통해 얻은 연료로 나중에 연소되든, 탄소는 결국 이산화탄소(CO2) 형태로 대기 중으로 배출됩니다.
- 슬로건보다는 지표가 낫다: "열분해는 소각과 같다"는 식으로 논쟁하기보다는 나프타 등급 수율, 즉 석유화학 공장으로 되돌려 보내져 플라스틱으로 재중합될 수 있을 만큼 정제된 부분을 추적하는 것이 더 유용합니다.
- 더 높은 수익률, 더 나은 계약 성사: 나프타 생산량이 높을수록 더 많은 탄소가 실질적인 폐기물 처리 과정에 투입되고, 해당 시설은 위장 소각 시설이 아닌 다른 이름으로 불릴 자격을 얻게 됩니다.
화학물질 재활용의 미래 기회

법적 지위 확정
열분해 오일은 일반적으로 신규 원료와 함께 처리되기 때문에 정확한 재활용 비율을 추적하기 어렵습니다. 업계에서는 일반적으로 물질수지 회계 방식을 사용하는데, 이는 공정에 투입된 폐플라스틱의 비율에 따라 "재활용 함량"을 계산하는 방식입니다. 그러나 이 방식은 최근까지 명확한 법적 근거가 부족했습니다. 2025년 말, 유럽 위원회는 화학적 재활용에 대한 물질수지 회계 방식을 처음으로 법적으로 인정하는 시행 결정을 발표했습니다.
인증 제도가 구매자 시장을 열어줍니다
이러한 법적 기반이 마련됨에 따라, 열분해 오일의 재활용 함량은 ISCC PLUS와 같은 물질수지 인증 제도를 통해 검증될 수 있으며, 브랜드는 이를 재활용 소재 목표 달성에 포함시킬 수 있습니다. 열분해 프로젝트는 더 이상 단순히 오일을 판매하는 것이 아니라, 구매자의 재활용 함량 목표 달성에 기여하는 인증 마크를 판매하는 것이며, 브랜드는 이를 위해 기꺼이 프리미엄을 지불할 의향이 있습니다. 이는 화학적 재활용이 단순한 연료유 판매를 넘어 안정적인 구매자를 확보할 수 있도록 하는 핵심적인 단계입니다.
자본이 이미 유입되고 있습니다.
Plastics Europe 회원사들은 2030년까지 EU 13개국에서 44개 프로젝트에 걸쳐 화학적 재활용에 8억 유로를 투자할 계획입니다. 이 계획은 물질수지 회계가 법적 효력을 갖게 되는 것을 전제로 했습니다. 2025년 말에 이루어진 정책적 돌파구는 이러한 투자를 가로막았던 마지막 주요 불확실성을 제거했습니다. 또한 이는 화학적 재활용의 다음 확장 단계 속도가 다른 국가들의 규제 당국이 이 인증 체계를 얼마나 빨리 따라잡는지에 달려 있음을 의미합니다.
마지막에 쓰다
요약하자면, 기계적 재활용과 화학적 재활용은 분업의 문제입니다. 기계적 재활용은 깨끗하고 단일 원료를 처리합니다. 성숙한 기술 덕분에 현재 재활용 플라스틱 공급의 주류를 이루고 있습니다. 화학적 재활용은 다른 복합 폐기물을 처리하지만, 초기 투자 비용이 높고 환경 회계 처리가 더 복잡합니다. 그러나 정책적 돌파구로 인해 처음으로 이러한 재활용 방식의 "순환 경제성"에 가격 책정 및 거래가 가능해졌습니다. 향후 몇 년 동안 이 두 가지 접근 방식은 서로를 대체하기보다는 병행하여 진행될 가능성이 높습니다.
