기획특집
지속 가능 소재 바이오플라스틱: 석유에서 바이오로
작성자 : 취재부
2026-06-11 |
조회 : 11
한국바이오협회 산업정책본부 정책분석팀 최소영 대리
경희대학교 황성연 교수
Ⅰ. 개요
중동 지역 정세 불안으로 인해 나프타 수급 불안이 심화되면서 석유 기반 플라스틱에 대한 의존도를 낮추기 위한 대안으로 바이오플라스틱이 주목받고 있다. 바이오플라스틱(Bioplastics) 시장은 지속 가능한 플라스틱에 대한 수요에 의해 빠르게 진화하고 있으며, 옥수수, 사탕수수 등 재생 가능한 바이오매스 원료로 생산되는 ‘바이오 기반 플라스틱(Bio-based)’과 미생물에 의해 분해되는 ‘생분해성 플라스틱(Biodegradable)’이 주요 부문이다.
PLA와 PHA와 같은 일부 바이오플라스틱은 바이오 기반이자 생분해성이 있으며, 바이오 기반 폴리에틸렌(PE)과 같이 재생 가능 원료에서 추출되지만, 생분해성은 아니다. 바이오플라스틱의 활용으로 일회용 포장재부터 내구성 있는 자동차 부품, 농업 산업 전반에 이르기까지 다양한 용도로 쓰이고 있고, 주로 강화되는 환경 규제와 지속가능성에 대한 소비자들의 관심이 높아지는 것으로 볼 수 있다.
특히, 2021년에 시행되고 이후 확대된 유럽연합의 일회용 플라스틱 지침은 포장 및 식품 서비스 분야에서 생분해성 대체품에 대한 수요를 촉진했다1). 본 브리프에서는 지속 가능한 소재로 발전하고 있는 바이오플라스틱의 국가별 동향 및 국내가 나아갈 방향성에 대해 알아보고자 한다.
Ⅱ. 산업 동향
글로벌 바이오플라스틱 시장은 2025년 기준 184억 달러에서 2035년까지 연평균 15.9% 성장률로 약 807억 달러로 성장할 것으로 예상된다2). 지속 가능한 포장 솔루션에 대한 수요 증가, 생분해성 고분자(PLA, PHA 등)의 산업적 활용 확대, 제조 전반에 걸친 순환 경제 체제 강화 등으로 2025년 대비 약 4배 이상 성장을 이룰 것으로 전망된다. 포장, 자동차, 농업 등 주요 제조사들이 제품의 친환경성과 자원 효율성을 핵심 구매 전략으로 삼고 있으며, 이에 따라 재생 원료나 산업 부산물을 활용한 바이오소재 도입이 본격화되고 있는 추세이다.
이러한 시장규모 확대는 단순한 수요 증가를 넘어, 제조사들의 대규모 설비 투자(Capacity Expansion)를 이끌어내고 있다. 2025년 12월 유럽바이오플라스틱협회(EUBP)에서 발표한 보고서에 따르면, 앞에서 언급했듯이 지속가능성에 대한 소비자의 요구, 제조업체들의 탈탄소화에 대한 목표, 일회용 플라스틱에 대한 규제 등을 바탕으로 전 세계 바이오플라스틱 생산량은 전반적으로 꾸준한 증가세를 이어가고 있다.
수요 증가와 더불어 점점 더 고도화된 응용 분야 및 제품의 등장에 의해 주도되고 있고, 글로벌 바이오플라스틱 생산능력이 2024년 약 247만 톤에서 2029년에는 약 573만 톤으로 크게 확대될 전망이라고 밝혔다. PLA, PHA와 같은 바이오 기반·생분해성 고분자의 빠른 기술 발전, 바이오 기반 폴리에틸렌(PE)의 확대, 바이오 기반 폴리프로필렌(PP)의 지속적인 성장에 힘입어 향후 5년간 바이오플라스틱 생산능력은 크게 증가할 것으로 전망된다.
특히 아시아·태평양 지역의 바이오플라스틱 시장규모는 2024년 기준 251만 톤에 달했으며, 2025년부터 16.07% 성장률로 2034년에는 약 1,113만 톤 규모로 확대될 것으로 예상된다. 이러한 시장 성장은 적용 분야의 확대와 친환경·지속 가능 제품 사용으로의 전환에 의해 견인되고 있으며, 환경 인식 제고와 정부 규제 강화 또한 시장 성장을 촉진하는 주요 요인으로 작용하고 있다.
바이오플라스틱 시장은 지역 정부 규제와 이니셔티브에 의해 촉진되고 있으며, 특히 중국의 2025년 전국적인 플라스틱 금지 정책과 2050년까지 탄소중립을 목표로 한 일본의 이니셔티브가 시장 성장에 기여하고 있다3).
Ⅲ. 국가별 현황
1. EU(유럽연합)
유럽은 강력한 규제 체계, 첨단 인프라, 높은 소비자 인식에 힘입어 글로벌 바이오플라스틱 시장을 선도하고 있으며, 유럽(EU27+3)에서는 bioPP, bioPE, PHA에 대한 추가 역량에 성장이 집중되어 있다. 이는 주요 기술 확장에 대한 유럽 지역의 전략적 집중을 강조하고 있으며, 독일, 프랑스, 이탈리아 등이 바이오플라스틱 생산과 소비의 상당 부분을 차지하고 있다4).
독일은 바이오플라스틱 연구에서 선두를 달리고 있으며, 선진화된 순환 경제 인프라, 포괄적인 바이오경제 프로그램, 주요 제조업 전반에 걸친 강력한 지속 가능한 포장 정책에 기반한 것이다. 프랑스는 바이오 정제(bio-refinery) 개발 정책, 재생 가능 원료의 통합, 국내외 시장을 아우르는 퇴비화 가능 포장재 도입 확대에 의해 견인될 전망이다. 영국은 플라스틱 사용 저감 관련 입법 강화와 바이오 기반 대체 소재 채택 확대로 성장할 전망이다5).
이처럼 유럽의 시장 선도는 일회용 플라스틱 지침과 같은 규제와 연구개발 투자로 뒷받침되고 있으며, 지속 가능한 제품과 발달된 퇴비화 인프라에 대한 소비자 수요가 성장을 더욱 촉진한다.
최근 정책/규제를 살펴보면, 2025년 2월 포장 폐기물 증가와 자원 낭비 문제에 대응하기 위해 ‘포장 및 포장 폐기물 규정(PPWR)’을 발효시키며, 기존 ‘포장 폐기물 지침(Directive 94/62/EC, PPWD’을 대체한다. PPWR은 제품의 설계·제조·유통·소비·폐기 등 포장재의 전 생애주기(life-cycle)를 포괄하는 관리 체계를 도입하고, EU 전역에서 직접 적용되는 규정(Regulation) 형태로 ’26.8월부터 순차 시행될 예정이며, 기존의 재활용 중심 정책을 넘어 포장 폐기물의 발생을 억제하는 예방(prevention) 단계까지 규제 범위를 확대하였으며, 포장 설계 단계에서부터 재활용성과 자원 효율성을 의무화한다6).
EU 집행위원회에서는 2025년 11월 27일 생물자원 기반 산업을 통한 청정 성장·탄소중립·전략적 자율성 강화 및 일자리 창출을 목표로 하는 ‘新 바이오경제 전략(Bio economy Strategy)을 발표했다.
新 바이오경제 전략 중 바이오 기반 플라스틱·섬유·화학물질·비료·건축 소재·바이오 정제 및 생물 기원 탄소의 영구 저장 등 경제·환경 잠재력이 높은 분야에 집중하여 시장 선도 분야를 육성하겠다는 전략으로, 바이오소재 함량 목표 설정 등 관련 입법을 통해 시장 수요 확대하고, ’30년까지 100억 유로 규모의 공동 구매를 목표로 하는 ‘바이오 기반 유럽 동맹(Bio-based Europe Alliance)’ 설립도 추진한다는 계획이다7).
2. 미국8)
트럼프 2기 행정부는 친환경 및 탄소중립 중심의 바이든 정부 정책을 뒤집고, 전통적인 석유 기반 플라스틱 생산과 사용을 장려하는 정책을 추진하고 있으나, 미국 바이오플라스틱 시장은 탄소 발자국 최소화에 대한 집중, 환경 문제에 대한 인식 제고, 워싱턴, 캘리포니아, 뉴욕 같은 주에서 일회용 플라스틱에 대한 엄격한 규제, 성장하는 포장 산업, 소비재 수요 증가 등으로 성장하고 있다.
특히, 캘리포니아는 재활용 프로그램과 일회용 플라스틱 규제가 있어 바이오플라스틱 분야에서 선두를 달리고 있고, 텍사스에서는 텍사스 공과대학교와 휴스턴 대학교에서 진행하는 연구로 첨단 바이오플라스틱 생산을 증가시키고 있다.
또한, 미국 바이오플라스틱 시장은 인공지능(AI)이 통합되면서 제조 공정을 최적화하고, 결함을 자동으로 감지하고 재활용 가능한 플라스틱 설계를 돕는 등 고성능 소재 개발이 가능해지는 등 주요 기술 변화를 겪고 있다.
미국 농무부(USDA)의 바이오프리퍼드(BioPreferred®) 프로그램은 바이오 기반 제품의 구매와 사용을 늘리기 위해 2002년 농업법에 의해 만들어졌으며, 2018년 농업개선법(2018 농업법)의 일환으로 재승인 및 확대되었고, 2025년 12월에는 ‘미국 생산자 우선(Put American Producers First)’ 원칙에 따라 프로그램을 강화하겠다고 발표하기도 했다.
자발적 표시 제도와 의무 구매제도로 구분되며, 자발적 표시 제도는 바이오 기반 제품에 대한 라벨링을 제공하여, 소비자가 바이오 기반 제품을 보다 쉽게 식별할 수 있도록 하며, 기업은 일정한 요건을 충족할 경우 제품에 BioPreferred 라벨을 부착할 수 있으며, 이를 통해 해당 제품의 바이오 기반 함량을 소비자에게 입증할 수 있다는 것이며, 의무 구매제도는 정부 기관 및 연방 계약업체를 대상으로 바이오 기반 제품의 구매를 의무화하고 있고, 제품 카테고리별로 포함되어야 하는 바이오 기반 원료의 최소 비율이 매우 구체적으로 규정되어 있다9).
미국 환경보호청(EPA)는 2040년까지 플라스틱 폐기물의 환경 유출 제로화를 목표로 2024년 ‘플라스틱 오염 방지를 위한 국가 전략’을 발표했었으나, 연방정부에서는 2026년 기점으로 기존 바이든 행정부의 정책을 트럼프 행정부의 ‘미국 재건(Great American Comeback)’ 우선순위에 맞춰 재편하는 과정에서 규제완화 기조에 밀려 주 정부 차원에서만 활발히 이루어지고 있다10).
캘리포니아주에서는 2026년부터 모든 매장에서 일회용 플라스틱 봉투 제공이 전면 금지되었으며, 캘리포니아, 메인, 오리건 등 여러 주에서 포장재 관련 생산자책임재활용제도(EPR; Extended Producer Responsibility) 규제 법안이 시행되고 있다. 주요 내용으로는, ① 생산자 책임 부담금(Producer Fees) 도입(포장재의 재활용 가능성, 환경영향, 사용된 재료 등에 따라 기업이 부담금을 납부하는 방식으로 운영되며, 부담금은 재활용 인프라 구축, 폐기물 처리, 소비자 교육 등에 활용) ② 포장재 규제 및 재활용 목표 강화(예를 들어, 캘리포니아의 SB 54 법안은 2032년까지 모든 포장재를 100% 재활용할 수 있게 하는 것을 목표로 하고 있으며, 오리건과 메인주에서도 유사한 목표를 설정) ③ 생산자책임조직(PRO) 운영(PRO는 기업들이 공동으로 재활용 목표를 달성하고 비용을 분담할 수 있도록 지원하는 조직) ④ 규제 대상 품목 확대이다.
3. 아시아·태평양
중국은 대규모 제조 생산능력 확장과 바이오 기반 소재가 지속 가능한 산업 발전의 필수 요소로 인식되는 점에 힘입어 뛰어난 성장세를 보이고 있다. Packaging Europe의 분석에 따르면, 주요 중국 기업들은 규제 환경 변화, 물류 수요, 소비자 기대의 변화가 동시에 수렴하는 상황에 대응하고 있는 것으로 나타났다. 중국의 2025년 ‘그린 포장(green packaging)’ 제도는 재활용 및 퇴비화가 불가능한 일회용 플라스틱의 대폭 감축, 과대포장에 대한 관리 강화, 생산자책임확대제도(EPR)의 적용 확대를 의무화하고 있다11).
일본 바이오플라스틱 시장은 환경 의식의 증가, 정부의 지원 정책, 기술 발전에 힘입어 중대한 전환점에 서 있다. 플라스틱 폐기물 감축과 탄소중립 달성에 대한 강한 의지를 보이며, 일본 정부는 2050년 탄소중립 목표의 일환으로, 플라스틱 자원순환 전략을 수립하고 ‘3R(Reduce, Reuse, Recycle) + Renewable’ 원칙을 제시했다.
또한, 선도적인 연구기관과 제조업체들이 내열성, 내구성, 가공 능력 등 향상된 특성을 가진 새로운 바이오플라스틱을 적극적으로 개발하고 있으며, 친환경 제품에 대한 소비자 수요 증가 및 첨단 제조 기술의 통합과 공급망 전반의 협력 등의 요인이 일본 내 바이오플라스틱 채택을 더욱 가속화하고 있다.
인도는 풍부한 사탕수수와 옥수수 원료, 축적된 발효 기술 역량, 대규모 다운스트림 제조 산업을 바탕으로 PLA(폴리젖산) 제조에 유리한 탄탄한 기반을 보유하고 있다. 그러나 지속적인 수입 의존, 제한적인 중합(폴리머라이제이션) 설비 역량, 그리고 식량 및 바이오연료와의 원료 경쟁은 여전히 주요 과제로 남아 있기는 하다12).
인도 정부는 생산자, 수입업자, 브랜드 소유자에게 재활용 목표와 책임, 처벌 규정을 설정함으로써 플라스틱 오염을 통제하기 위해 2016년 ‘플라스틱 폐기물 관리 규칙(Plastic Waste Management Rules)’을 처음 도입했으며, 2025년 6월, 환경림기후변화부(MoEFCC)가 플라스틱 폐기물 관리 시스템 내에서 투명성, 추적성 및 규정 준수 메커니즘을 개선하기 위한 새로운 개정안을 발표했다.
초기에는 생산자책임재활용제도(EPR)에 초점을 맞추어, 생산자와 수입업자가 자신들의 제품에서 발생하는 플라스틱 폐기물을 수거하고 재활용할 책임을 지도록 규정을 했으나, 규정 검증의 어려움 데이터 수집의 미흡 등의 한계로 2025년에 중앙 집중식 온라인 포털을 통해 완전한 추적성(Traceability)을 제도화하는 개정안을 발표했다13).
한국은 CJ제일제당, SK리비오 등 국내 주요 기업들이 수천억 원 규모의 선제적 투자를 통해 PLA, PBAT, PHA 등 다양한 생분해성 소재 기술을 확보하였다. 특히 CJ제일제당은 2016년 미국 바이오 벤처기업 메타볼릭스(Metabolix) 인수를 통해 PHA 사업을 추진하는 등 관련 기술을 확보하였다. 동성케미컬의 경우, 국내 유일의 바이오플라스틱 기술 개발 센터인 바이오플라스틱 기술 개발 센터인 ‘바이오플라스틱 컴플렉스(Bioplastic Complex)’를 구축하고, 컴포스터블 소재를 식품·화장품·의료·제약·패션·문화예술 물류 등 다양한 산업으로 확대 적용하고 있다.
또한, 2026년 2월에는 종합식품 기업 대상이 전분계 컴포스터블(compostable) 소재 및 제품 공동개발을 위한 계약을 체결하기도 했다. 2027년까지 열가소성 전분(TPS, Thermoplastic Starch) 기반 퇴비화 가능 포장재를 공동 개발하고, 실제 식품 및 물류 현장에 적용하는 것을 목표로 하고 있으며, 석유계 플라스틱을 대체할 수 있는 실질적 대안 소재를 산업 전반으로 확산시키겠다는 전략이다.
EU(유럽연합)이 재활용이 어려운 오염 포장재에 대해 인증된 컴포스터블 소재 사용을 허용하는 ‘포장 및 포장 폐기물 규정(PPWR)’을 시행하면서, 이는 재활용 중심 정책에서 퇴비화 소재로 정책 축이 이동하고 있어 새로운 표준 소재로 자리 잡을 가능성이 높아진다고 볼 수 있다14).
최근 2025년 6월에는 국가기술표준원과 한국건설생활환경시험연구원(KCL)에서 「친환경 플라스틱 국제표준화 포럼」을 개최하여, 국내외 표준전문가들과 ISO 국제표준 개발 계획을 논의하기도 했다. 친환경 플라스틱(바이오플라스틱) 국제표준화 포럼 위원회는 친환경 플라스틱 관련 국내외 정책 이슈 대응 및 국제표준화기구에 전문가 및 기업 참여를 통한 지속 가능한 표준화 추진 목적을 가지고 있다15).
또한, 2025년 12월 인천광역시는 2021년부터 57개월간 약 150억 원을 투입해 친환경 바이오플라스틱 산업육성을 위한 ‘바이오플라스틱 지원센터’를 구축, 소재 개발부터 시험평가, 인증, 제품화까지 전주기 지원 체계를 마련했다. 한국건설생활환경시험연구원(KCL)과 연계하여 아시아 최초로 해양 생분해 국제 인증(‘OK Marine’) 시험기관을 확보하는 등 고부가가치 바이오소재 기업을 집중적으로 지원하고 있다16).
한국바이오협회는 2025년 충남 서산시 및 탄소순환 플랫폼 사업단과 ‘바이오 공정 기반 전주기 탄소순환 플랫폼 개발’ 시범사업 추진을 위한 업무협약(MOU)을 체결하였다. 이번 협약은 ▲ 탄소순환 플랫폼 도입을 위한 기반 조성 ▲ 탄소순환 플랫폼 시범사업 운영 및 관련 데이터 공유 ▲ 화이트바이오 산업생태계 구축 지원 등을 주요 내용으로 하며, 지자체·민관 협력을 기반으로 성공모델 도출을 목적으로 탄소 순환형 바이오소재 산업생태계 구축을 추진하고 있다.
시사점
글로벌 바이오플라스틱 시장은 지속가능성에 대한 수요 확대와 환경 규제 강화에 힘입어 빠른 성장세를 보이며, 시장 확대와 함께 생산설비 투자 및 산업 고도화가 병행되는 양상을 나타내고 있다.
주요국의 정책 추진 방향을 살펴보면, 유럽연합(EU)은 강력한 규제 체계와 순환 경제 인프라를 기반으로 제품 전 생애주기를 포괄하는 관리 체계를 구축하고, 바이오 기반 소재 사용 확대를 유도하는 등 시장 선도 전략을 추진하고 있다. 미국은 규제 강화와 바이오 기반 제품 구매 촉진 정책을 통해 시장 확대를 지속하는 한편, 인공지능(AI) 기반 공정 혁신을 통해 기술 경쟁력 제고를 병행하고 있다.
아시아·태평양 지역은 높은 성장률을 바탕으로 글로벌 생산 거점으로 부상하고 있으며, 특히 중국은 생산능력 확대와 규제 정책을 결합하여 산업 경쟁력을 빠르게 강화하고 있다. 일본은 탄소중립 전략과 연계한 자원순환 정책을 기반으로 고기능 바이오플라스틱 개발 및 산업 적용을 확대하고 있으며, 인도는 풍부한 바이오매스 자원과 발효 기술을 바탕으로 성장 잠재력을 보유하고 있다. 이와 같은 글로벌 바이오플라스틱 산업은 단순한 소재 산업을 넘어, 규제·기술·인프라가 결합된 전략 산업으로 전환되고 있음을 시사한다.
이에 따라 국내 역시 시장 성장 대응을 넘어, 정책 간 연계성 강화와 함께 기술 개발, 경제성 확보 및 사업화 촉진, 생산 인프라 구축, 자원순환 체계를 포괄하는 통합적 산업육성 전략 마련이 요구된다. 국내 바이오플라스틱 관련 기업·기관·지자체 등에서 글로벌 경쟁력을 갖춘 소재 기술을 확보하고, 표준화 추진을 위해 노력하고 있으나, 산업계에서는 정책 변동, 인프라에 대한 종합 지원 등이 아직 미흡하여 사업화에 어려움을 겪고 있는 상황이다17,18).
바이오플라스틱 산업은 단순한 대체 소재 산업을 넘어서 향후 탄소 규제 및 환경 규제 강화에 대응하기 위한 국가 전략 산업으로 재정의될 필요가 있으며, 석유계 플라스틱과 조화롭게 상생할 수 있는 방법이 필요하다. 현재 과기부와 산업부를 중심으로 원천기술 개발 및 상용화 지원이 적극적으로 추진되고 있으나, 부처 간 정책 연계성과 조정 측면에서 보완 필요성이 제기되고 있다.
또한, 중국 등 주요국은 AI 기반 바이오소재 물성·특성 데이터 플랫폼을 구축하며 기술 경쟁력을 빠르게 확보하고 있어, 우리나라 역시 정책적 일관성 강화와 범부처 협력 체계 구축을 통한 대응이 요구되는 시점이다.
특히 글로벌 공급망 불안정성과 원료 가격 변동성 확대 등으로 인해 나프타 기반 원료를 대체할 수 있는 기술로서 바이오플라스틱의 필요성이 부각되고 있으나, 비용 효율성과 생산성 측면에서 산업 확산에는 여전히 제약이 존재하는 것으로 나타났다19).
현재 바이오 기반 플라스틱은 원유 기반 석유화학 제품 대비 약 2~5배 높은 비용 구조를 보이고 있어 가격 경쟁력 확보에 한계가 있으며, 상용화 확대를 저해하는 요인으로 작용하고 있다. 이에 따라 바이오플라스틱 산업의 안정적 성장을 위해서는 단순한 기술 개발 지원을 넘어, 공공 조달, 인센티브 제공, 초기시장 창출 등 정책적 수요 기반을 마련하고, 일정 규모 이상의 생산 인프라를 지속적으로 유지·확대할 수 있는 지원 체계 구축이 필요하다.
