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[ASTI Market Insight 256] 나노 탄산칼슘

데이터분석본부 부산울산경남지원 선임연구원 최 재 경

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KEY FINDING

• 1.나노 탄산칼슘은 100 나노미터(nm) 미만의 직경을 가진 탄산칼슘 입자로서 미세 화학 반응을 쉽게 유도할 수 있고, 합성 분리 등의 화학적 재가공이 쉬우며, 특히 에너지 전위와 관련된 기술적 핸들링이 가능해 고부가가치를 창출할 미래 산업 재료로 주목받고 있다.

• 2.전 세계적으로 추진되고 있는 친환경 정책에 의해 탄산칼슘의 추출 공정의 개선이 요구되면서 이에 패각 등에서 확보할 수 있는 나노 탄산칼슘 합성 공정 기술 등이 대두되었고, 그 시장성 또한 주목받고 있다.

• 3.나노 탄산칼슘의 세계 시장 규모는 2023년 72억4,495만 달러에서 2027년 96억6,987만 달러로 연평균성장률(CAGR) 7.37%로 성장할 것으로 예상되며, 휴버엔지니어머트리얼즈(HuberEM Inc.) 오미아(Omya Inc.) 솔베이(Solvay Inc.)를 보유한 미국 중국 유럽과 같이 광물 자원을 보유한 국가로부터의 생산 중심 시장이 한국 일본 인도와 같은 우수한 나노 기술과 지식을 보유한 응용 중심 국가의 후발 참여로 인한 시장 규모 확장이 기대된다.

• 4.나노 탄산칼슘은 다양한 공학적 이점으로 중소기업을 포함한 공급자는 물론 최종 소비자까지도 그들의 수요를 만족시킬 수 있는 시장 선점이 가능한 잠재력을 내재하고 있다. 즉, 패각과 같은 친환경적 원자재 응용 기술력의 보유와 전략적인 제조 공정의 정립, 수요 발굴 및 예측 등이 중요하다.

1) 시장의 개요

탄산칼슘(CaCO3)은 밀리미터(mm) 부터 마이크로(um) 단위의 흰색 분말 형태로 가공되어 건설, 제약, 식품, 농업, 화장품 등 다양한 산업 분야에서 활용되어 왔다. 하지만 최근 들어 나노 크기로 가공된 ‘나노 탄산칼슘’에 대한 관심이 집중되고 있다.

나노 탄산칼슘은 100 나노미터(nm) 미만의 직경을 가진 탄산칼슘 입자로서 나노 침강 탄산칼슘 또는 초미립자 침강 탄산칼슘이라고도 불린다. 나노 탄산칼슘의 반응기는 미세 화학 반응을 쉽게 유도할 수 있어 합성·분리 등의 화학적 재가공이 용이하며, 특히 에너지 전위와 관련된 기술적 핸들링이 가능해 고부가가치를 창출하는 미래 산업 재료로서 각광받고 있다.

한편 탄산칼슘은 주로 석회암에서 추출하거나 자연 발생된 조개껍질 등으로부터 간단한 공정을 거쳐 확보할 수 있다. 특히 패각에서 추출 가공된 나노 탄산칼슘은 처치 곤란했던 해양 부산물을 친환경적 신소재로 재활용된 대표 사례로서 응용 분야가 다양해 각종 산업 분야에서의 수요가 기대된다고 할 수 있다.

2) 관련 정책 및 제도

전 세계적으로 에너지 병목 현상과 함께 석탄 및 코크스 등의 에너지 자원 부족으로 탄산칼슘과 같은 카본계 화합물의 물가가 치솟고 있다. 이러한 현상은 국가마다 폐기물 재활용을 통한 자원 확보 정책 등을 추진하거나 자원 순환 정책까지 확대시키고 있다.

IEEP 보고서에 따르면, 유럽 연합은 2015년부터 ’순환경제 행동계획(Circular Economy Action Plan, CEAP)‘을 기획해 일반적인 비환경적 가공 원료를 제약하는 정책을 수립하고 폐기물 재활용에 대한 의지를 표명하였다. 따라서 그간 방치되었거나 장시간 생물학적 분해만을 기다리는 자연 폐기물, 특히 수산 부산물 등을 국내외적으로 재활용시킨 사례가 많아지면서 주목받고 있다. 관련 정책으로는 2023년7월 미국이 전자연방규정집(The Electronic Code of Federal Regulations, eCFR)을 통하여 석회유(lime milk) 공정에 의한 탄산칼슘 생산과 공정 폐기물의 회수 공정에서 발생하는 배출물 등에 제한을 두었다. 이에 대한 대체 자원으로 각 정부는 패각, 굴껍데기 등과 같은 자연 폐기물로부터 소결 등의 과정을 거쳐 탄산칼슘을 확보하는 연구에 관심을 보이고 있다. 패각은 탄산칼슘 함량이 96 % 이상이고 석회석과 유사한 성분을 가지고 있으며, 버려지는 자원으로부터 채취 가능한 친환경 원료로 평가받고 있기 때문에 미국은 굴 패각을 ’3F(Food, Filter, Fish habitat)‘로 표현하면서, 노스캐롤라이나 해양어업부(NCDMF)의 ’패각 재활용 프로그램‘을 통하여 패각 수집에 따른 세금 공제 혜택을 적용하는 등의 적극적인 정책을 시행하고 있다.

일본의 경우, 정부는 동식물로부터 유래된 유기물 자원이라는 뜻의 ’바이오매스(biomass) 활용 정책‘을 2002년 발표한 바 있으며, 현재까지도 시행 중인 것으로 알려져 있다. 이처럼 패각뿐만 아니라 가공을 통해 제조된 탄산칼슘의 경우 그동안 어려웠던 작물 재배 용도로 가능한 법안이 유럽 의회를 통하여 개정(EU위원회 이행규정,’21.9)된 사례도 있다.

한편 국내의 경우 그동안 사업장 폐기물로 분류되어 처리가 불가능한 수산 부산물에 대해서 최근 ’수산 부산물의 자원화‘라는 해양수산부의 비전을 ’해양수산부 수산부산물 재활용 기본계획 추진방향(’23.1)‘을 통해서 2027년까지 재활용율을 30 %까지 높이면서도 고부가가치 자원으로 활용할 수 있게 한 산업 육성 정책 등을 발표하였다.

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