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GS칼텍스 여수공장, 검은 석유를 정제하던 설비 옆에서 아기 기저귀 원료를 뽑아내는 이색적인 광경이 펼쳐지고 있다.
3일 GS칼텍스에 따르면 회사가 뛰어든 분야는 완제품 기저귀가 아니라 기저귀의 성능을 좌우하는 ‘흡수체 원료’다. 기저귀의 핵심은 소변을 수백 배 흡수해 가두는 고흡수성수지(SAP)라는 알갱이로 문제는 SAP가 지금까지 전량 석유화학 원료인 프로필렌 기반으로 만들어졌다는 점이다. GS칼텍스는 이를 옥수수에서 추출한 포도당과 팜유 정제 부산물인 글리세롤로 대체하는 기술을 개발했다.
석유에서 출발하던 기저귀 흡수체를 식물에서 시작하는 소재로 바꾸는 구조로 탄소 배출량 감소에 효과적이다. 기저귀의 겉면이 안 썩는 것도 문제지만 전체 무게의 절반에 가까운 흡수체(SAP) 자체가 석유화학 제품이라는 점이 탄소 배출의 주요 원인이기 때문이다. 핵심은 3-HP(3-하이드록시프로피온산)다. 식물성 원료를 미생물로 발효해 3-HP를 만들고, 이를 아크릴산으로 전환해 뭉치면 SAP가 된다.
3-HP 생산 기술은 전 세계적으로 카길이나 ADM 같은 곡물 메이저 기업들도 탐내는 분야다. 그러나 미생물 배양의 까다로움과 정제 과정의 난이도 때문에 실제 공장에서 대량 생산에 성공한 사례는 아직 전무하다. GS칼텍스는 2024년부터 여수 공장 내 실증 플랜트에서 샘플 생산에 들어갔다. 현재는 양산 시의 경제성과 품질 안정성을 최종 검증하는 단계로 2028년 본격적인 상업 가동을 목표로 하고 있다. 성공할 경우 '세계 최초 3-HP 상용화'라는 타이틀을 거머쥐게 된다.
이 프로젝트는 지난 2021년 11월, GS칼텍스와 LG화학이 공동개발협약(JDA)을 체결하며 본격화됐다. 양사의 협력은 철저한 역할 분담에 기초한다. LG화학이 미생물 발효 원천 기술을 제공하면 GS칼텍스는 자사의 강점인 분리·정제 및 공정 스케일업(대량 생산화) 기술을 투입해 상업성을 확보하는 구조다.
자연 상태의 미생물은 3-HP를 대량으로 만들지 못한다. LG화학은 유전자를 조작해 옥수수 당분을 먹으면 3-HP를 생성하도록 미생물을 개량했다. 여수공장의 대형 발효조에 옥수수당과 미생물을 투입하면 3-HP가 포함된 발효액이 만들어진다.
문제는 이후다. LG화학이 만든 발효액은 3-HP뿐만 아니라 미생물 시체, 당분 찌꺼기 등이 섞여 있다. 이걸 기저귀 원료로 쓰려면 아주 깨끗하게 걸러내야 한다. GS칼텍스는 수십 년간 기름을 정제해온 노하우를 발효액에 적용해 순도 99% 이상의 투명한 3-HP만 뽑아낸다. 여기에 포스코인터내셔널과의 인도네시아 팜유 합작 사업을 통해 원료(글리세롤) 수급까지 안정화하며, '원료-기술-생산'으로 이어지는 밸류체인을 완성했다는 평가를 받는다.
GS칼텍스의 이 같은 행보는 단순한 친환경 구호를 넘어선 실질적인 생존 전략이다. 유가 변동에 민감한 정유 사업 의존도를 낮추고 화장품 원료(2,3-BDO)나 기저귀 소재 같은 고부가가치 정밀 화학 시장을 선점하겠다는 계산이다. 연료 중심의 사업 포트폴리오에서 기술 장벽이 높고 수익성이 큰 정밀화학 영역으로의 전환, 즉 GS칼텍스가 강조하는 비즈니스 트랜스포메이션(BX)의 결과물이다.
GS칼텍스의 바이오 도전은 기저귀에만 머물지 않는다. 이미 상용화에 성공해 글로벌 시장을 무대로 성과를 내는 분야도 있다. GS칼텍스는 2019년 유전자 조작을 하지 않은 천연 미생물로 화장품·보습제 원료인 2,3-부탄다이올을 세계 최초 상용화했고, ‘그린다이올(GreenDiol)’ 브랜드로 출시해 글로벌 화장품 기업 로레알 등에 공급하고 있다. 바이오 연료 분야에서도 폐식용유와 팜유 부산물을 활용한 SAF(지속가능항공유)와 바이오 선박유를 생산·판매 중이다.
정유사가 아기 기저귀 원료를 만든다는 사실은 산업의 축이 ‘에너지 공급’에서 ‘소재 혁신’으로 이동하고 있음을 상징한다. 검은 석유를 정제하던 공장에서 옥수수와 팜유가 새로운 소재로 재탄생하는 장면. 2028년 상용화 성공 여부가 GS칼텍스의 다음 50년을 가를 분기점이 될 전망이다.
물론 과제도 남아 있다. 기존 석유 기반 원료 대비 가격 경쟁력을 얼마나 확보하느냐가 관건이다. 또한 기저귀의 겉면 소재까지 생분해성으로 대체하는 기술과의 연계도 향후 풀어야 할 숙제다.
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