화학이 지속 가능한 지구 해결책이 될 수 있을까? 그린 화학!

▶그린 화학의 개념:

그린 화학(Green Chemistry)은 화학 제품과 프로세스를 환경적으로 지속 가능하게 설계하고 개발하는 분야로, 화학 공학의 지속 가능성 목표를 지향합니다. 이는 화학 공정에서 발생하는 유해 물질의 생성과 사용을 줄이고, 에너지 소비를 최소화하며, 원자 효율성을 극대화하여 환경에 미치는 영향을 최소화하는 것을 목표로 합니다. 그린 화학의 목표는 친환경적인 화학 물질과 공정을 개발하여 자연 생태계의 건강을 지키고, 인류의 안전과 복지를 증진하는 것입니다.

화학실험 이미지 from.pixabay

▶그린 화학의 12가지 원칙:

그린 화학은 다음의 12가지 원칙에 기반을 두고 있습니다:

1. 불필요한 물질의 생성 방지: 화학 공정에서 불필요한 물질을 생성하지 않도록 설계해야 합니다.
2. 원자 효율성: 제품에 포함된 원자 수를 최대화하여 원자 효율성을 높여야 합니다.
3. 친환경 용매 및 첨가물: 가능하면 안전하고 무독성의 용매를 사용해야 하며, 필요할 경우 최소한으로 사용해야 합니다.
4. 에너지 효율성: 공정의 에너지 소비를 최소화하고, 가능한 한 저온 및 저압에서 작동하도록 해야 합니다.
5. 재생 가능 자원의 사용: 재생 가능한 자원(예: 식물성 원료)을 활용하여 지속 가능한 화학 공정을 개발해야 합니다.
6. 독성 물질의 저감: 독성이 적거나 없는 물질을 사용하여 제품의 안전성을 높여야 합니다.
7. 에너지 효율적인 합성 방법: 반응 경로를 최적화하여 에너지 소비를 줄여야 합니다.
8. 최종 제품의 안전성: 최종 제품이 인체와 환경에 해를 끼치지 않도록 설계해야 합니다.
9. 화학적 변환의 용이성: 원자, 전자 및 기타 에너지의 이동을 용이하게 하여 최적의 화학반응을 유도해야 합니다.
10. 시스템 통합: 다양한 공정을 통합하여 자원과 에너지 소비를 최소화해야 합니다.
11. 사회적 책임: 기업이 사회적 책임을 다하고, 지속 가능한 발전을 위해 노력해야 합니다.
12. 교육과 연구 개발: 화학 교육 및 연구 개발에 지속적으로 투자하여 인식을 높이고 기술 혁신을 촉진해야 합니다.

▶그린 화학의 구체적인 사례와 실생활에서의 적용:

그린 화학의 구체적인 사례로는 다음과 같은 제품들이 있습니다:

1. 재활용 가능한 플라스틱: 생분해성 플라스틱인 PLA(Polylactic Acid)는 식물성 원료로 제조되며, 일반적인 석유 기반 플라스틱에 비해 환경에 미치는 영향이 적습니다.
2. 친환경 세제: 천연 성분으로 만들어진 세제는 화학적 첨가물이 적어 인체와 환경에 안전합니다.
3. 지속 가능한 농업 화학 물질: 생물학적 농약 및 비료는 화학 물질의 사용을 줄이고 환경오염을 방지합니다.

전남대 태양전지 개발 from.아시아경제

이러한 제품들은 일상생활에서 널리 사용되고 있으며, 소비자들이 더 친환경적인 선택을 할 수 있도록 돕고 있습니다.

▶그린 화학과 그린 바이오의 관계, 개발 현황:

그린 화학과 그린 바이오는 밀접한 관계가 있습니다. 그린 바이오는 생물학적 자원과 과정(예: 미생물, 식물)을 활용하여 화학 물질과 연료를 생산하는 방법입니다. 이는 지속 가능한 개발을 위한 새로운 경로를 제공하며, 대체 연료와 생물 기반 화학 제품의 생산이 가능합니다. 국내외에서는 그린 화학과 바이오 기술의 융합을 통해 다양한 신소재와 화학 제품의 개발이 이루어지고 있으며, 여러 기업과 연구소에서 이를 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.

친환경 MDI공정 from.뉴시스

▶그린 화학과 기업 경영의 관계:

그린 화학은 기업 경영에도 중요한 영향을 미치고 있습니다. 지속 가능한 화학 제품을 개발하고 제조하는 것은 기업의 사회적 책임(CSR)으로 점점 더 중요해지고 있으며, 이는 브랜드 이미지와 소비자 신뢰에 긍정적인 영향을 미칩니다. 그린 화학을 채택하는 기업은 운영 비용 절감, 규제 준수 및 새로운 시장 기회를 창출할 수 있습니다. 따라서 기업들은 환경 문제를 해결하는 동시에 경제적 이익을 추구할 수 있습니다.

▶향후 시장 규모와 전망:

그린 화학 시장은 향후 지속적으로 성장할 것으로 예상됩니다. 글로벌 그린 화학 시장 규모는 2021년에 약 18억 달러에서 2028년까지 약 45억 달러로 성장할 것으로 보입니다. 이는 환경 규제 강화와 친환경 제품에 대한 소비자 수요 증가에 따른 것입니다. 다양한 산업 분야에서 그린 화학 기술이 통합되고 있으며, 지속 가능한 발전을 위한 글로벌 트렌드에 부응하여 더욱 확대될 것입니다.

▶그린 화학이 중요해진 이유:

그린 화학의 중요성은 다음과 같은 이유로 증가하고 있습니다:

▶환경 보호: 지구 온난화, 기후 변화, 자원 고갈 등 환경 문제 해결을 위한 노력이 필요합니다. 그린 화학은 이를 위한 효율적인 접근 방식입니다.

▶ 사회적 요구: 소비자와 사회가 친환경 제품을 요구함에 따라 기업들이 이러한 수요에 부응해야 할 필요성이 커지고 있습니다.

▶ 규제 및 정책: 각국 정부는 환경 보호를 위한 규제를 강화하고 있으며, 이는 기업들이 지속 가능한 방향으로 나아가야 하는 중요한 이유입니다.

▶ 경제적 이점: 지속 가능한 제품의 개발은 장기적으로 기업의 이익을 증대시키고, 새로운 시장 기회를 창출할 수 있습니다.

결론적으로, 그린 화학은 현대 사회에서 필수적인 요소로 자리 잡고 있으며, 지속 가능한 미래를 위한 핵심적인 해결책이 될 것입니다. 이 분야에 대한 관심과 연구는 계속해서 확대될 것이며, 많은  연구자들에게 중요한 연구 주제가 될 것입니다.