수익성의 벽에 선 화학적 재활용, 글로벌 위기 속 한국 시장의 방향은?

서론: 기술적 가능성을 넘어 경제성을 증명해야 하는 단계

플라스틱을 열분해유나 단량체로 되돌려 새로운 소재의 원료로 사용하는 화학적 재활용은 순환경제의 핵심 기술로 주목받아 왔습니다.

그러나 최근 유럽과 미국에서는 화학적 재활용 공장이 문을 닫거나 프로젝트가 연기·취소되는 사례가 이어지고 있습니다. 기술 구현에는 성공했지만, 높은 생산비와 불안정한 원료 수급, 저렴한 신재와의 경쟁, 불확실한 정책 등의 문제로 상업성을 확보하지 못했기 때문입니다.

유럽 재활용 산업계에서는 최근의 공장 폐쇄와 프로젝트 취소가 화학적 재활용만의 문제가 아니라 물리적 재활용을 포함한 플라스틱 재활용 산업 전반의 구조적 위기를 보여준다고 진단합니다.

결국 지금 화학적 재활용 산업이 마주한 핵심 질문은 “기술적으로 가능한가”가 아니라, “정책 지원에만 의존하지 않고 지속 가능한 사업으로 운영할 수 있는가”입니다.

유럽·미국 화학적 재활용 시장의 현주소: 기술보다 어려운 경제성 확보

유럽의 일부 화학적 재활용 시설은 오염된 생활계 폐플라스틱을 처리하면서 건식 기준 약 70~75% 수준의 수율을 달성했습니다. 물리적 재활용이 어려운 폐플라스틱을 실제로 처리할 수 있다는 점에서 기술적 가능성을 입증한 것입니다.

그럼에도 북유럽에서 운영되던 화학적 재활용 시설들이 2026년 폐쇄됐습니다. 기술의 작동 여부와 별개로 낮은 재생원료 수요, 저렴한 신재와의 경쟁, 규제의 불확실성 때문에 상업적으로 지속하기 어렵다는 판단이 내려졌기 때문입니다.

이는 높은 수율을 달성하는 것만으로 사업성이 보장되지 않는다는 점을 보여줍니다. 폐플라스틱의 수거·선별·세척과 전처리, 열분해시설 운영, 열분해유 정제, 석유화학 공정 투입까지 전 과정에서 비용이 발생하기 때문입니다.

수치로 본 유럽 재활용 시장의 위축

2024년 기준 유럽에서 수거된 플라스틱 폐기물 가운데 재활용된 비율은 29.6%였습니다. 나머지 70.4%는 소각되거나 매립됐습니다.

유럽 가공업체가 사용한 순환 플라스틱 수요의 19%는 수입으로 충당됐으며, 유럽에서 수거된 폐플라스틱의 12.4%는 다른 지역으로 보내져 재활용됐습니다. 역내에서 폐플라스틱을 충분히 재활용하지 못하면서 폐기물은 수출하고 재생원료는 다시 수입하는 구조가 나타나고 있는 것입니다.

화학적 재활용 소재가 유럽 전체 플라스틱 생산에서 차지하는 비중도 2024년 기준 약 0.2%에 머물렀습니다. 화학적 재활용이 큰 관심을 받고 있지만, 실제 생산시장에서는 아직 초기 단계임을 보여주는 수치입니다.

※ 해당 통계의 유럽 범위는 EU 27개국과 영국·노르웨이·스위스를 포함함. 출처: Plastics Europe, The Circular Economy for Plastics 2026

공장 폐쇄와 가격 경쟁력 문제

2026년에는 영국의 한 화학적 재활용 선도기업이 자금 유동성과 지속 가능한 운영 능력을 확보하지 못해 관리절차에 들어갔습니다. 기술과 지식재산권을 보유하고 실제 생산시설까지 운영했지만, 유럽 재활용 시장의 침체를 이겨내지 못한 것입니다.

화학적 재활용을 통해 생산된 열분해유의 가격이 동등한 화석연료 기반 원료보다 약 2배 높게 형성됐다는 업계 분석도 있습니다. 환경적 가치가 있더라도 수요기업이 가격 차이를 계속 부담하지 않는다면 안정적인 장기 구매계약을 확보하기 어렵습니다.

독일에서도 화학적 재활용 공장 건설이 계획됐지만, 연계 예정이던 석유화학 설비의 가동 중단으로 프로젝트의 사업성이 사라지면서 계획이 무산됐습니다. 화학적 재활용 시설만 건설한다고 사업이 완성되는 것이 아니라, 생산된 열분해유를 정제하고 투입할 인접 석유화학 공정과 안정적인 구매처가 함께 필요하다는 점을 보여줍니다.

프라운호퍼 연구소의 분석에 따르면 북유럽 시설 폐쇄 이전 유럽의 화학적 재활용 처리능력은 연간 약 28만 9천 톤이었습니다. 약 65개 프로젝트가 추가로 발표되거나 추진됐지만, 이 가운데 9개 프로젝트는 이미 취소됐습니다.

정책이 달라지면 사업성도 달라진다

화학적 재활용 시설은 초기 투자비가 크고 투자금을 회수하는 데 오랜 시간이 필요합니다. 따라서 기업은 향후 재생원료가 어느 정도 사용될지, 화학적 재활용 소재가 공식적인 재활용 실적으로 인정될지, 폐플라스틱을 안정적으로 공급받을 수 있을지를 예측할 수 있어야 합니다.

그러나 유럽에서는 재활용 소재의 인정 범위를 놓고 관련 제도마다 기준이 완전히 정리되지 않은 상태입니다.

쉽게 말하면, 같은 화학적 재활용 원료라도 한 제도에서는 재활용 소재로 인정받을 수 있지만 다른 제도에서는 인정 대상에서 빠질 수 있는 상황입니다. 기업 입장에서는 생산한 재생원료가 향후 의무사용량이나 재활용 실적으로 얼마나 인정될지 확신하기 어렵습니다. 이러한 불확실성이 장기간 지속되면 대규모 설비투자나 장기 구매계약을 결정하기 어려워집니다.

폐플라스틱의 수거 정책도 중요한 변수입니다. 영국에서는 필름과 연포장재의 의무 수거 시행이 3년 유예됐습니다. 화학적 재활용은 물리적 재활용이 어려운 필름과 복합재질 폐기물을 주요 원료로 활용할 수 있지만, 수거제도가 늦어지면 시설에 필요한 원료를 안정적으로 확보하기 어렵습니다.

미국에서도 경제적 타당성이 부족하다는 이유로 일부 화학적 재활용 프로젝트에 대한 지원이 취소되고, 환경 문제로 일부 시설이 폐쇄되는 사례가 나타났습니다.

해외 사례는 화학적 재활용 산업이 기술만으로 성장하기 어렵다는 사실을 보여줍니다. 원료 수거부터 재생원료 인정 기준, 사용 의무, 장기 수요까지 일관된 제도가 뒷받침돼야 기업도 투자 판단을 내릴 수 있습니다.

한국 시장의 현재 위치: 정책적으로 확대하지만 상업성은 검증 중

한국은 유럽과 미국에 비해 화학적 재활용 확대를 정책적으로 적극 추진하고 있습니다.

2026년 정부가 발표한 탈플라스틱 순환경제 전환 계획은 2030년까지 폐플라스틱 발생 전망치 대비 신재 기반 폐플라스틱을 30% 이상 감축하는 것을 목표로 하고 있습니다.

정부는 2030년 폐플라스틱 발생량을 약 1천만 톤으로 전망하고, 플라스틱 원천감량 100만 톤과 재생원료 사용 200만 톤을 통해 신재 기반 폐플라스틱 발생량을 약 700만 톤으로 낮추겠다는 계획입니다.

이를 위해 폐비닐 등의 광역 수거체계를 구축하고, 전처리시설과 인공지능·광학 선별설비를 확대하며, 열분해를 통한 재생 나프타 생산을 활성화할 계획입니다. 재생원료 품질과 사용 비율에 대한 인증제, 공공구매 확대, 재생원료와 신재의 가격 차이를 완화하는 시장 안정화 방안도 검토하고 있습니다.

다만 현재 국내 폐플라스틱 처리에서 화학적 재활용이 차지하는 비중은 약 1% 수준입니다. 열적 재활용은 약 58%, 물질 재활용은 약 41%로, 화학적 재활용은 아직 정책 확대와 사업성 검증이 동시에 진행되는 초기 시장에 가깝습니다.

출처: 기후에너지환경부, 탈플라스틱 순환경제 전환 추진계획

한국도 피하기 어려운 경제성 문제

“기술은 구현할 수 있지만 경제성을 확보하기 어렵다”는 해외 시장의 문제는 한국에도 동일하게 적용될 수 있습니다.

화학적 재활용은 원료의 수거와 전처리, 설비 운영, 정제 과정에 많은 비용이 필요합니다. 반면 신재 가격이 낮아지면 재생원료의 가격 경쟁력은 더욱 약화됩니다.

따라서 현재 국내 화학적 재활용 시장은 자체 수익성만으로 성장하는 시장이라기보다 재생원료 사용 확대, EPR 제도, 규제특례, 연구개발 지원 등 정책적 시장 형성 장치의 영향을 크게 받는 단계로 볼 수 있습니다.

정책 지원은 초기 시장을 만드는 데 필요하지만, 장기적으로는 지원이 축소돼도 운영할 수 있는 사업구조를 만들어야 합니다. 이를 위해서는 안정적인 원료 공급, 설비 가동률 향상, 생산비 절감, 재생원료의 품질 표준화와 장기 수요처 확보가 함께 이루어져야 합니다.

법적 기반은 마련되는 중, 세부 기준은 아직 검증 단계

국내 화학적 재활용 관련 제도는 전혀 마련되지 않은 상태라기보다, 기본적인 제도는 만들어지고 있지만 현장에서 필요한 세부 기준이 아직 충분히 정비되지 않은 단계로 보는 것이 정확합니다.

현재 정부는 규제특례를 통해 다음과 같은 사항을 검증하고 있습니다.

• 사업장에서 발생한 폐합성수지를 화학적 재활용 원료로 사용할 수 있도록 순환자원 인정기준을 개선하는 방안
• 폐플라스틱으로 만든 고형연료제품을 열분해 원료로 사용할 수 있는지에 대한 검증
• 열분해 과정에서 발생하는 잔재물을 연료나 다른 용도로 재활용하는 방안
• 열분해시설에 투입할 수 있는 원료의 범위와 품질 기준 정비

이는 화학적 재활용 사업 자체가 모두 특례로만 운영된다는 의미는 아닙니다. 원료의 폐기물 해당 여부, 이물질 기준, 부산물과 잔재물의 처리 방법 등 세부적인 규정이 실제 산업구조를 충분히 반영하지 못하고 있어 규제특례를 통해 안전성·환경성·경제성을 검증하고 있다는 의미입니다.

출처: 기후에너지환경부, 폐플라스틱 고품질 순환이용 규제특례

대기업 중심 구조의 장점과 과제

국내 화학적 재활용 시장은 대규모 석유화학 설비를 보유한 기업들이 직접 사업을 주도하는 경향이 강합니다.

열분해유를 새로운 플라스틱 원료로 사용하려면 정제와 납사 대체, 석유화학 공정 투입 과정이 필요하기 때문에 기존 설비와 수요처를 보유한 대기업이 사업을 추진하기에 상대적으로 유리합니다. 재무적 여력이 큰 기업은 초기 손실과 장기간의 실증 과정도 감당할 수 있습니다.

이는 전문 재활용 기업의 자금난으로 사업 전체가 중단될 가능성을 낮추는 장점이 있습니다. 반면 중소 열분해 전문기업이 단순한 원료 공급자나 위탁생산자로만 편입되거나, 기술을 보유하고도 안정적인 판로와 협상력을 확보하지 못할 가능성도 있습니다.

따라서 대기업의 설비·수요 기반과 중소 재활용 기업의 원료 확보·전처리·열분해 기술이 공정하게 연결될 수 있는 거래구조가 필요합니다.

온실가스 감축 실적을 인정할 기반도 중요

한국은 폐플라스틱 열분해정제유를 석유제품 원료로 사용하거나, 열분해유에서 생산한 나프타를 석유화학제품 원료로 활용하는 사업에 대해 온실가스 감축량을 산정할 수 있는 방법론을 마련해 왔습니다.

탄소 감축 효과를 객관적으로 계산하고 공식적인 감축 실적으로 인정받을 수 있다면, 화석연료 기반 원료보다 가격이 높은 재생원료의 경제성을 일부 보완할 수 있습니다.

다만 방법론이 존재하는 것만으로 시장이 형성되는 것은 아닙니다. 실제 사업에서 감축량을 측정·검증하고, 탄소가치를 거래하거나 제품가격에 반영할 수 있는 체계까지 연결돼야 합니다.

화학적 재활용은 언제 국내에 자리 잡을까?

화학적 재활용이 국내에 제대로 자리 잡는 시점을 특정 연도로 단정하기는 어렵습니다. 해외 사례에서 확인되듯 기술 구현과 상업적 정착은 별개의 문제이기 때문입니다.

현재 국내는 정부의 재생원료 사용 확대와 열분해 활성화 정책을 바탕으로 관련 산업을 확대하는 단계입니다. 그러나 아직은 시장 자체의 수익성만으로 성장한다기보다 정책과 제도적 지원을 통해 사업성을 검증하는 과도기에 가깝습니다.

따라서 2020년대 후반에는 설비의 안정적인 가동과 원료·수요처 확보, 생산비 절감 등을 검증하는 과정이 이어질 가능성이 높습니다. 이러한 조건이 충족될 경우 2030년 전후부터 점차 시장 기반이 형성될 것으로 예상됩니다.

다만 화학적 재활용이 물리적 재활용을 대체하는 방향으로 시장이 재편되지는 않을 것으로 보입니다.

비교적 깨끗하고 재질 구분이 명확한 폐플라스틱은 물리적 방식으로 재활용하는 것이 비용과 에너지 측면에서 효율적입니다. 물리적 재활용 플라스틱도 선별·세척·배합 기술의 발전을 통해 과거보다 물성과 기능이 꾸준히 개선되고 있어 과도기뿐만 아니라 장기적으로도 중요한 역할을 담당할 것입니다.

반면 복합재질이나 오염도가 높아 물리적으로 재활용하기 어려운 폐플라스틱, 또는 신재에 가까운 품질이 요구되는 일부 용도에서는 화학적 재활용의 역할이 확대될 수 있습니다.

결국 폐플라스틱의 재질과 오염 상태, 요구되는 제품의 품질, 재활용 과정의 비용과 환경성을 기준으로 물리적 재활용과 화학적 재활용이 역할을 나누며 공존할 가능성이 높습니다.

지속 가능한 재활용 시장을 위한 소재모아의 역할

화학적 재활용 산업이 안정적으로 성장하려면 기술 개발만으로는 부족합니다. 안정적인 원료 수급, 투명한 가격정보, 품질 기준, 수요처 확보와 일관된 정책이 함께 갖춰져야 합니다.

특히 재활용 시장은 공급자가 보유한 원료의 재질과 품질, 수요기업이 요구하는 물성과 규격이 서로 맞지 않아 거래가 성사되지 않는 경우가 많습니다. 이러한 정보와 거래의 비효율은 물리적 재활용과 화학적 재활용 모두의 경제성을 떨어뜨립니다.

소재모아는 물리적 재활용과 화학적 재활용을 함께 다루는 멀티플레이어로서 다양한 재생사업자 파트너들과 거래하고 있습니다.

폐플라스틱의 상태와 수요처의 요구에 적합한 재활용 방식을 연결하고, 재생원료 공급자와 수요기업 간의 거래를 활성화함으로써 원료 수급의 불확실성과 시장의 비효율을 줄일 수 있습니다.

화학적 재활용의 성공은 단순한 기술적 진보만으로 결정되지 않습니다. 물리적 재활용과의 적절한 역할 분담, 안정적인 공급망, 투명하고 효율적인 거래시장, 그리고 일관된 정책이 함께 작동할 때 지속 가능한 재활용 생태계가 만들어질 수 있습니다.