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바이오에 대한 관심도가 높아지면서 생로병사를 비롯해 농업, 핵융합, 화장품 등 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 

 

분자의 결합 또는 분리만을 뜻하는 것이 아니라 새로운 성분 발견을 통해 미래 한국의 먹거리 산업으로 성장하고 있다.

 

뿐만 아니라 생물이 자연적으로 만들어내는 성분으로 알려진 바이오테크놀로지를 이용해 생산한 성분을 함유한 화장품도 개발되고 있다. 

 

단순히 피부에 바르는 차원을 넘어 IT기술과 제약·바이오 기술의 융복합을 포함해 뷰티테크, 바이오헬스 등으로 사업 분야를 더욱 확장하고 있다. 

 

새만금을 넘어 바이오 시장을 공략해야 한다는 목소리가 점차 확대되고 있다.

 

특히 인구소멸론에 직면하면서 대안으로 떠오른 지방소멸 대응기금을 도시재생사업 등 기존 사업보다는 신산업, 즉 바이오로 눈을 돌려 기업유치 및 일자리 창출 등을 도모해야 한다는 주장에 설득력을 얻고 있다.

 

전북도는 ‘뷰티 디바이스 홈뷰티테크 신산업 육성’ 사업을 역점적으로 추진하기 위해 총사업비 3,500만원을 투입해 ‘전라북도 바이오 융복합형 뷰티메디컬산업 육성방안 기본 연구용역’에 본격 착수한 상태다. 

 

이에 바이오의 시장경쟁력과 발전 방향에 대해 짚어본다.

/편집자 주

 

 

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바이오화학산업 현황과 전망

 

국내 바이오화학산업은 기존 석유화학 분야의 대기업과 발효 전문기업을 중심으로 생산 또는 연구개발이 활발히 진행되고 있을 정도로 바이오에 대한 관심이 부각되고 있다.

 

그간의 산업은 미국의 유명한 학자 ‘엘빈 토플러’가 주창한 ‘제3의 물결’에 기반한 산업혁명이 주를 이뤘다. 

 

하지만 산업혁명 시대를 지나 21세기에 들어온 현대사회는 분자의 핵분열과 융합을 논하는 시대가 되면서 바이오는 미래 먹거리 산업으로 인식, 4차 물결의 시대가 도래하고 있다.

 

바이오는 레드, 그린바이오, 화이트 등으로 구분된다. 

 

먼저 세포의 분열과 융합을 통해 의학계에서는 인간의 평균 수명에 대한 연구개발과 새로운 신약 등을 개발하는 ‘레드 바이오’로 불리고 있다.

 

발효와 균주 등 종자산업을 비롯해, 농생명 등에 기반을 두고 있는 ‘그린바이오’가 있다. 

 

석유 등 화학에 기반을 두면서 지구온난화로 인한 기후변화와 미세먼지 등 환경에 대한 중요성이 더욱 강조됨에 따라 전 세계적으로 환경오염 해결을 위한 ‘화이트바이오’ 등을 들 수 있다.

 

석유를 연료로만 인식하기 쉬운데 석유에서 추출된 분자의 융합과 분리를 통해 다양한 화장품이 출시되고 있을 뿐만 아니라 깨끗한 환경을 만들기에 힘쓰고 있다. 

 

이미 상당수 기업들이 화이트바이오에 눈을 뜨기 시작하면서 화장품 개발에 그치지 않고 옥수수, 콩, 사탕수수 등 재생 가능한 생물자원과 미생물·효소 등을 원료로 활용해 기존의 화석연료를 대체하는 친환경 자원 생산기술에 주력하고 있다.

 

GS칼텍스는 미래 성장동력을 위해 지속적인 바이오화학 분야 투자로 균주, 발효, 정제 등 바이오화학 생산의 핵심 기술(바이오매스 유래 나일론4 원료 및 종합 기술 등)을 확보했다.

 

또한 친환경 바이오 공법을 활용한 2.3-부탄다이올 생산을 통해 화장품 등의 친환경 수요에 적극적인 대응은 물론 바이오 콤비나트를 운영하고 있다.

 

현대오일뱅크는 비식용 자원을 원료로 활용해 고온·고압 조건을 활용한 초임계 공법을 적용한 바이오디젤과 수소화 식물성 오일(HVO)을 활용한 차세대 바이오 항공유를 생산할 예정이다.

 

바이오플라스틱의 원료인 PHA의 연구개발과 생산을 위해 미국 Danimer Scientific과 양해각서를 체결했다.

 

SK케미칼은 바이오매스 유래 성분을 도입해 내열도가 향상된 비결정성 공폴리에스터 제품인 ‘ECOZEN’과 100% 바이오 기반(옥수수) 원료로 폴리우레탄, 스판덱스 등 주로 탄성이 필요한 소재에 사용되는 바이오 폴리올 제품인 ‘ECOTRION’을 생산하고 있다.

 

 

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바이오화학산업 시장동향 및 생산품

 

바이오플라스틱은 일회용품, 식품 포장, 음료 용기뿐만 아니라 휴대폰, 노트북, 복사기 등의 외장체에 이용되고 있다.

 

섬유가공산업에서 환경오염 물질 배출의 주요 물질인 강산을 대체하기 위해 생명공학 기술을 이용한 친환경적인 아밀라아제를 활용하고 있다. 

 

바이오매스를 원료로 생산된 벽지, 바닥재, 페인트와 코팅제, 니스, 왁스, 접착제 등이 기존의 화학물질을 대체하고 있다.

 

특히 세계적으로 바이오화학산업에 대한 관심이 많이 증가하고 있는 가운데 OECD는 산업부문에서 바이오화학산업이 큰 영향을 미칠 것으로 전망했다.

 

세계 바이오화학산업의 시장 규모는 95억 달러에서 6,417억 달러로 측정되고 있어 연평균 8.9~15.1% 성장할 것으로 예측하고 있다.

 

 

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해외 바이오화학산업 육성 정책

 

미국은 2030년까지 현재 석유 소비량의 30%를 바이오매스로 대체하는 바이오매스 연구개발법(Biomass R&D Act, 2000)을 통해 범부처 차원의 위원회인 바이오매스 연구개발 이사회(Biomass R&D Board)를 구성 및 우선 구매제도 시행 등 바이오매스 활성화를 위한 정책을 진행하고 있다.

 

일본은 바이오매스 활용을 촉진하기 위한 종합전략 등 바이오 기술 전략 대강 제정 및 바이오 기술 전략 로드맵을 발표했다. 화학제품과 에너지 생산에 바이오매스 활용을 촉진하기 위한 ‘바이오매스 일본 종합전략’을 수립했다.

 

아울러 22억엔 규모의 바이오화학 관련 예산 편성했을 뿐만 아니라 통합혁신전략추진회에는 ‘바이오 전략 2020 시장 분야 정책 확장판’을 발표해 바이오소재 등 바이오경제 사회 실현을 위한 시장 분야별 목표를 제시했다.

 

중국은 국가정책에 바이오화학을 반영해 ‘중국 12차 5개년 계획(2011~2015)’ 내 바이오화학산업(제조 분야) 발전을 위한 로드맵 수립했다.

 

또, 중국 14차 5개년 계획(2021~2025)’을 통해 바이오화학산업을 중국 차세대 경제성장 동력산업으로 집중적으로 육성하고 있다.

 

국내 역시 바이오산업의 중요성을 인식, 시장진출을 확대하고 있다.

 

2008년부터 정부 주도하에 바이오화학 기술의 개발 사업을 꾸준히 추진하고 있다.

 

2012년에는 바이오화학산업의 지속 성장을 위한 바이오화학 육성전략을 수립했다.

 

이와 함께 2014년부터는 바이오화학 산업화 촉진 기술 개발사업을 통해 기업 간 상호협력과 상생의 방향으로 바이오화학 연구를 진행하고 있다.

 

바이오 분야 중에서 화이트 바이오는 기존 화학 산업 소재 대신에 식물 등 재생 가능한 자원이나 미생물·효소 등을 활용한 탄소 기반의 화학제품을 대체하는 ‘깨끗함’을 상징하고 있다.

 

게다가 환경오염 등으로 인한 친환경에 대한 목소리가 커지면서 일반 플라스틱보다 이산화탄소가 덜 발생하는 바이오플라스틱 개발에 주력하고 있다.

 

일반 플라스틱은 자연계에서 분해되지 않기 때문에 공해 문제를 유발한다.

 

하지만 바이오플라스틱은 폐기 후 토양 속에서 분해하기 때문에 공해 문제가 비교적 적다는 장점을 갖고 있어 신소재로서도 주목받고 있다.

 

또한 생체에 쉽게 융합하는 특징을 살려 수술이나 골절 고정체 등에 응용하고 있을 뿐만 아니라 토양 중에서 서서히 분해되는 성질을 이용, 자연 발산성 농약으로도 사용되고 있다.

 

더욱이 일산화탄소와 같은 환경 물질을 배출하는 가솔린과 달리 유해 물질을 배출하지 않아 일찍부터 차량용 대체에너지로 주목받기 시작, 바이오에탄올을 차량 연료 첨가제로 사용할 경우 휘발유만 사용할 때보다 일산화탄소 배출량이 줄어들 것으로 전망되고 있다.

 

하지만 바이오에탄올 생산을 위해서는 옥수수나 사탕수수와 같은 작물을 원료로 사용하고 있다. 즉 국제 곡물 가격 폭등의 원인이 될 수 있어 섬유소가 풍부한 각종 바이오매스에서 대량으로 바이오에탄올을 추출하는 기술이 개발되고 있다.

 

 

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바이오 무한경쟁 시대에 들어가다

 

바이오는 의약, 인체, 농생명, 환경 등 모든 분야에서 활용될 정도로 다양하다. 

 

전북도는 새만금에 이어 차세대 미래 먹거리 산업으로 화이트바이오 주목하고 있다.

 

이에 따라 바이오 신산업의 기술성과 뷰티산업의 성장 및 확대 가능성을 융복합한 뷰티메디컬산업에 대한 육성 필요성에 역량을 집중하고 있다.

 

또한 기존 농산업·화장품산업·식품산업·제약산업·바이오헬스산업을 기반으로 피부과에서 사용하는 의약 수준의 고기능성 화장품, 피부과, 치료·진단용 기기, 뷰티 디바이스 홈뷰티테크 신선업 집중육성 등을 위해 ‘전라북도 바이오 융복합형 뷰티메디컬산업 육성방안 기본 연구용역’에 본격 돌입했다.

 

특히 남원은 지리산 권역으로 천연 식물이 풍부한 지역적 강점을 활용, 지난 2011년부터 전문산업단지 조성 등 친환경 화장품산업을 육성 추진하고 있다.

 

이에 남원시는 친환경 화장품클러스터 사업 일환으로 추진 중인 천연물 화장품 시험검사 임상센터 건립을 위한 설계용역비로 국비 5억8,000만원을 반영했다.

 

오는 2025년 준공 예정인 천연물 화장품 시험검사 임상센터는 건축면적 660㎡, 연면적 2,640㎡의 규모의 지상 4층 건물로 화장품 시험·검사 장비 및 화장품 인체 적용시험 장비 구축, 화장품 기업 공동연구 장비 이용지원 등을 마련해 중소 영세·창업기업의 성장거점 기반 구축을 위한 시험검사·인증·피부 임상을 지원할 계획이다.

 

앞서 지난해 7월 준공한 화장품 기업 임대형 지식산업센터인 화장품지식산업센터에 이어 천연물 화장품 시험검사 임상센터 건립이 완료되면 시너지 효과 및 지역주민 일자리 창출로 이뤄질 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 

하의현 전북연구원 박사는 “전라북도 바이오화학산업의 여건과 경쟁력 분석을 통해 가치사슬 강화, 산업기반 구축, 수요시장 확대 측면의 정책 요인을 도출, 전라북도 바이오화학산업 활성화 등이 필요할 것”이라고 피력했다.

 

하 박사는 “전라북도는 바이오화학산업의 가치사슬 확대와 핵심기술의 파급 확대를 위해 전라북도 핵심기술과의 융합을 위한 바이오화학산업 가치사슬 강화 지원, 바이오화학 전주기 통합 핵심기술 확보와 고부가가치화를 위한 R&D 및 실용화 지원, 바이오화학 소재 다각화 및 제품 상용화를 위한 응용 핵심기술 확보를 위한 정책이 필요할 것”이라고 밝혔다.

 

이어 “전라북도 바이오화학산업 기반과 생태계를 확대하기 위해 바이오화학산업의 집적과 네트워크 촉진을 위한 바이오화학산업 클러스터 기반 구축 등을 지원해야 한다”면서 “바이오화학산업의 경쟁력이 지속 확대될 수 있도록 제품경쟁력 확보를 위한 다양한 지원과 규모의 경제 창출을 통한 바이오화학산업의 경쟁력을 확보하기 위한 수출산업화 촉진, 참여자들의 네트워크 확대 지원 정책이 요구된다”고 덧붙였다.

 

그러면서 “강화되는 환경규제와 산업 전반의 고부가가치화 요구에 대응하기 위해 바이오화학산업의 역할이 확대됨에 따라 전라북도의 산업의 경쟁력 강화를 위해 바이오화학산업의 적극적인 육성이 필요하기 때문에 전북도 산업관계자, 기업, 도민의 관심이 매우 중요할 것”이라고 피력했다.

 /나연식 기자 meg7542@nate.com

 

자료자문: 하의현 전북연구원 박사 

자료 사진 및 출처: 전북도청·전북연구원 △전라북도 바이오화학산업 활성화 △지방소멸대응기금사업조서(지역 혁신형 천연물 바이오소재 생태환경 기반 조성)

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