북미 폐플라스틱 열분해유 시장 규모 및 점유율 2026-2035

북미 폐플라스틱 열분해유 시장 규모

북미 폐플라스틱 열분해유 시장 규모는 2024년 약 2억 360만 미국 달러로 평가되었으며, 2025년에는 2억 1,460만 미국 달러에 이르렀습니다. 시장은 약 5.2%의 연평균성장률(CAGR)로 성장하여 2026년 2억 2,630만 미국 달러에서 2035년 3억 5,870만 미국 달러로 확대될 전망입니다. 이러한 성장 경로는 북미 지역이 심각한 플라스틱 폐기물 관리 부족 문제와 강화되는 석유화학 지속가능성 요건에 동시에 직면하면서 열화학적으로 생산된 탄화수소 원료에 대한 구조적 수요가 빠르게 증가하고 있음을 반영합니다.

기초 원료의 잠재적 기회 규모는 상당합니다. 미국 환경보호청(EPA)에 따르면 미국은 2018년에 약 3,568만 톤의 플라스틱 폐기물을 배출했으며, 이 중 재활용된 비율은 8.7%에 불과한 반면 75.5%는 매립되고 15.8%는 에너지 회수 방식으로 소각되었습니다 ^{[1]U.S. Environmental Protection Agency, Plastics: Material-Specific Data, 2021, epa.gov}. 미시간대학교 지속가능 시스템 센터의 최근 평가에 따르면 2019년 기준 미국에서 생활폐기물(MSW)로 관리된 플라스틱 폐기물의 86%가 매립되었으며, 이는 매년 약 72억 미국 달러 규모의 내재 물질 가치에 해당합니다. 캐나다의 플라스틱 폐기물 문제도 비슷한 수준입니다. 캐나다 연방정부는 캐나다에서 매년 400만 미터톤이 넘는 플라스틱 폐기물이 발생하지만 재활용되는 비율은 약 9%에 불과한 것으로 추정합니다. 소비 후 필름, 경질 용기, 혼합 폴리올레핀 및 폴리스티렌 포장재를 아우르는 북미의 이러한 플라스틱 폐기물 잉여분은 열분해유 생산을 위한 주요 원료 기반을 형성합니다.

열분해는 산소가 부족한 환경에서 일반적으로 300°C~900°C의 온도로 고분자 사슬을 열분해하여 사용 수명이 끝난 플라스틱을 합성 탄화수소 액체로 전환하는 공정입니다. 이 과정에서 열분해유(pyrolytic oil), 가연성 가스 및 탄화 잔류물이 생성됩니다 ^{[2]U.S. Department of Energy / OSTI, Circular Plastics Technologies: Pyrolysis of Plastics to Fuels and Chemicals, osti.gov}. 깨끗하게 분리된 원료가 필요한 기계적 재활용과 달리 열분해는 혼합·오염되었거나 그 밖에 재활용이 불가능한 플라스틱 흐름에 기술적으로 적합합니다. 이에 따라 현재 회수 공정을 거치지 않는 북미 플라스틱 폐기물의 약 75~80%를 처리하는 데 특히 중요한 의미를 가집니다. 생산된 열분해유는 원료 유형, 공정 매개변수 및 후단 고도화 처리에 따라 나프타와 중질 연료유 사이의 조성을 가지며, 석유화학 스팀 크래커의 직접 투입 원료, 정유공정 혼합 원료, 산업용 연료 및 특수 화학제품 생산에 바로 사용할 수 있는 원료로 활용될 수 있습니다.

북미 열분해유 시장의 가격 신호는 Argus Media가 2024년 북미와 유럽에서 플라스틱 열분해유에 대한 주간 가격 평가를 시작하면서 공식화되기 시작했습니다. Argus Media는 스팀 크래커에서 버진 나프타와 직접 혼합할 수 있는 크래커급 원료와 석유화학 공정에 투입하기 전에 고도화 처리가 필요한 정유급 원료를 구분해 평가했습니다. 이러한 벤치마킹 인프라는 맞춤형 양자 계약 중심의 시장이 보다 투명하고 유동적인 시장 구조로 전환되고 있음을 보여줍니다. 또한 거래 비용을 줄이고 지수 연동 가격 조건을 적용한 장기 공급계약을 가능하게 합니다. 걸프 연안의 정유기업과 석유화학 처리업체인 LyondellBasell, Chevron Phillips Chemical, Shell 및 Neste는 인증된 북미 생산업체로부터 공급받는 열분해유 계약 물량을 적극적으로 확대하고 있습니다. 이는 규정 준수 동기뿐 아니라 기존 원유 유래 원료를 부분적으로 재생 가능한 탄화수소 원료로 대체하는 상업적 논리를 반영합니다.

가치사슬은 플라스틱 폐기물 수거업체, 재료 회수 시설, 전처리업체(분쇄기, 세척기, 압출기), 열분해 반응기 운영업체, 오일 안정화 및 정제 시스템, 그리고 정유사, 스팀 크래커, 산업용 연료 소비자를 포함한 다운스트림 구매처로 구성됩니다. 역사적으로 분산되고 지역별 편차가 컸던 원료 집산 기능은 핵심 병목 요인이자 경쟁 차별화의 원천으로 부상했습니다. 플라스틱 폐기물의 화학적 특성을 분석하고 최적의 재활용 공정에 매칭하는 Agilyx의 Cyclyx 플랫폼은 대규모 체계적 원료 관리의 초기 모델에 해당합니다. 이러한 생태계는 폐기물 관리 물류 인프라, 선별 기술 공급업체, 촉매 및 반응기 장비 제조업체, 그리고 ISCC PLUS 물질수지 검증을 제공하는 인증기관의 확대에 의해서도 형성되고 있습니다.

지속가능성에 대한 고려는 시장 포지셔닝의 핵심 요소로 점점 더 중요해지고 있습니다. 전과정평가 결과에 따르면, 유리한 조건에서 생산된 열분해유는 일반적으로 버진 화석 원료 생산에 비해 온실가스 배출량을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다. 다만 그 결과는 공정 설계, 에너지원, 부산물 처리 방식에 따라 달라질 수 있습니다. 미국 에너지부의 바이오에너지 기술청은 혼합 플라스틱 열분해에 대한 다년간의 연구에 자금을 지원해 왔으며, 원료 조성과 처리 규모에 따른 온실가스 배출량 변동성을 정량화하는 기술·경제성 분석 및 전과정평가 연구를 뒷받침하고 있습니다. 탄소발자국 관련 인증과 제3자 인증, 특히 ISCC PLUS 인증은 Scope 3 배출량 감축 목표를 추진하는 주요 화학제품 생산업체와 오프테이크 계약을 체결하기 위한 필수 요건으로 점점 자리 잡고 있습니다.

주요 성장 요인

심화되는 플라스틱 폐기물 위기 및 매립지 전환 방지 의무

북미의 플라스틱 폐기물 누적량은 규제 체계가 환경 및 경제적 목표를 달성하기 위해 더 이상 기계적 재활용에만 의존할 수 없는 수준에 이르렀습니다. 미국 환경보호청(EPA)의 ‘Facts and Figures’ 데이터에 따르면 플라스틱은 1960년대 이후 미국 생활고형폐기물(MSW)에서 차지하는 비중이 계속 증가했으며, 2018년에는 전체 발생량의 12.2%에 이르고 해당 연도에 매립된 모든 물질의 18%를 초과했습니다. 2018년 미국 매립지로 유입된 플라스틱 폐기물은 2,700만 톤으로, 이는 발생한 플라스틱의 약 75.5%에 해당하며 재활용업체로 보내진 비중은 8.7%에 불과했습니다. 미국 국립표준기술연구소는 매립된 플라스틱에 내재된 경제적 가치가 상당하며, 회수되지 않은 자원 손실에 해당한다고 추가로 지적했습니다. 캐나다도 구조적으로 유사한 상황에 직면해 있습니다. 캐나다에서는 매년 400만 미터톤이 넘는 플라스틱이 발생하지만 회수되는 비중은 9%에 불과하며, 연방정부는 2023년 환경·천연자원 상임위원회 브리핑에서 캐나다의 플라스틱 재활용 시스템이 잠재력의 일부에 그치는 수준으로 운영되고 있다고 평가했습니다.

규제 대응은 크게 가속화되었습니다. 2023년 기준으로 인디애나주는 열분해를 포함한 첨단 재활용을 고형폐기물 관리가 아닌 제조 공정으로 분류한 미국의 24번째 주가 되었습니다. 이러한 법적 재분류를 통해 까다로운 고형폐기물 허가 부담이 완화되고 시설이 주정부의 경제개발 인센티브를 이용할 수 있게 되었습니다. 텍사스주는 2023년 제88회 회기에서 이에 상응하는 법률을 제정하여 텍사스 보건안전법에 따라 첨단 재활용 시설 범주를 신설하고 열분해를 승인된 제조 기술로 규정했습니다. 미국화학협회와 관련 업계 협회가 상당 부분 주도한 이러한 입법 흐름은 허가 절차의 마찰을 점진적으로 줄이고 북미 열분해 인프라에 대한 투자 타당성을 개선했습니다. 또한 EPA가 2024년에 확정한 ‘플라스틱 오염 방지를 위한 국가 전략’은 국가 차원의 생산자책임재활용(EPR) 체계 개발을 촉구하는 연방 프레임워크를 제시하고, 2040년까지 플라스틱 폐기물의 환경 유출을 제거하는 것을 핵심 목표로 설정했습니다.

2022년에 서명되어 현재 CalRecycle이 적극적으로 시행하고 있는 캘리포니아주 SB 54는 일회용 포장재 생산업체가 2032년까지 대상 플라스틱 사용량을 25% 줄이고, 일회용 플라스틱의 65%를 재활용하며, 캘리포니아 법률에 따라 정의된 일회용 플라스틱의 100%를 재활용 가능하거나 퇴비화 가능하도록 규정하고 있습니다 ^{[3]CalRecycle, SB 54: Plastic Pollution Prevention and Packaging Producer Responsibility Act, calrecycle.ca.gov}. 현재의 기계적 재활용 역량을 크게 초과하는 물량에 적용되는 이러한 재활용률 목표는 보완적 처리 물량을 확보하기 위한 수단으로 열분해를 포함한 화학적 재활용 경로에 구조적인 수요 견인력을 창출합니다. 연방 전략, 주정부의 첨단 재활용 법률, 정량적 재활용률 목표로 구성된 이러한 매립지 전환 방지 의무는 2035년까지 북미 열분해유 시장 확대를 이끄는 가장 지속적인 구조적 요인입니다.

순환경제 이니셔티브 및 생산자책임재활용제도(EPR) 프로그램

생산자책임재활용제도는 유럽의 정책을 도입한 단계에서 벗어나 북미에서 실제로 준수해야 하는 제도로 전환되었습니다. 현재 미국의 7개 주(메인, 오리건, 콜로라도, 캘리포니아, 미네소타, 메릴랜드, 워싱턴)가 포괄적인 포장재 EPR 법률을 제정했습니다. 오리건과 콜로라도는 각각 2025년과 2026년에 생산자 부담금 의무가 실제로 시행되는 최초의 주가 되었으며, 캘리포니아의 전체 프로그램은 2027년에 운영을 시작할 예정입니다. Circular Action Alliance는 콜로라도와 캘리포니아의 생산자책임기구(PRO)로 선정되었으며, 이는 미국 포장재 재활용 역사상 최초로 구속력 있는 재활용 목표를 설정하고 생산자에게 목표 달성 비용을 부과하는 생산자책임기구가 출범했음을 의미합니다. 뉴욕, 매사추세츠, 뉴저지, 일리노이, 로드아일랜드를 포함해 최소 8개 주가 2025년에 유사한 EPR 법안을 추가로 발의하면서 생산자 의무가 전국적으로 주별로 상이하게 적용되는 체계로 발전하는 흐름이 확고해지고 있습니다.

EPR은 두 가지 방식으로 열분해유에 대한 수요 측면의 영향력을 창출합니다. 첫째, 플라스틱 폐기물 수거 및 처리 인프라 개선을 위한 재원을 마련해 열분해 운영업체가 이용할 수 있는 양질의 원료 공급 기반을 확대합니다. 둘째, 소비재 기업, 소매업체 및 수지 생산업체에 화학적 재활용 경로를 포함한 재활용 원료 조달이 지속가능성 선호를 충족하는 수단일 뿐 아니라 규제 준수 전략이라는 신호를 보냅니다. 캐나다의 체계는 Canadian Environmental Protection Act를 기반으로 하며, 이에 따라 플라스틱 제조 제품이 2021년에 별표 1에 추가되었습니다. 캐나다 정부가 2024년 4월 제정한 규정은 플라스틱 제품 생산자와 서비스 제공업체가 수거 및 전환, 재활용, 화학물질 전환 처리, 매립된 플라스틱의 양을 보고하도록 요구하며, 화학적 재활용(열분해 포함)은 Federal Plastics Registry에서 별도의 관리 범주로 명시적으로 인정됩니다. Environment and Climate Change Canada의 2022~2027년 순환형 플라스틱 경제 발전을 위한 범정부 이니셔티브는 재활용 기술 관련 주제를 다루는 12개 프로젝트에 총 200만 미국 달러의 보조금을 지원하기로 했으며, 여기에는 생애주기 모델링을 활용해 온타리오 플라스틱 폐기물 흐름의 열분해를 구체적으로 연구하는 University of Western Ontario 프로젝트도 포함됩니다. 이러한 체계는 열분해유 생산업체에 대한 제도적 지원 기반을 전반적으로 강화하고, 질량수지 인증 재활용 원료를 확보하려는 생산업체로부터 규제 준수에 기반한 지속적인 수요를 창출합니다.

원유 가격 상승 및 대체 원료 수요

열분해유의 경제성은 원유 가격 수준과 상당한 상관관계를 보입니다. 원유 가격이 경쟁 관계에 있는 기존 나프타 및 원료 공급의 기준가격을 결정하기 때문입니다. 미국 에너지정보청(EIA)의 단기 에너지 전망에 따르면 브렌트유 가격은 2024년에 배럴당 평균 약 81 미국 달러를 기록했으며, 2025년에는 배럴당 약 69 미국 달러로 하락한 후 회복될 전망입니다. 현재의 원유 가격 수준에서 인증된 열분해유는 기존 나프타보다 높은 프리미엄을 확보합니다. 이는 에너지 경제성만으로 설명되는 것이 아니라 ISCC PLUS 인증 순환형 원료와 관련된 친환경 속성 프리미엄에 의해 뒷받침됩니다. 걸프 연안의 정유업체들은 기존 원유 유래 투입 원료와 함께 대체 원료로 사용하기 위한 열분해유 혼합 물량을 확대하고 있으며, 화학적 재활용 운영업체들은 규제 준수 의무가 계약 물량으로 확대되면서 현물 공급 여건이 긴축되고 있다고 보고하고 있습니다. Argus Media가 2024년 2월 북미 지역에서 열분해유의 공식 주간 가격 평가를 시작하고 크래커급과 정유급 원료를 구분한 것은 시장이 맞춤형 양자 거래 중심에서 공식적으로 가격이 공시되는 상품시장으로 성숙하고 있음을 보여줍니다.

주요 석유화학 제조업체의 공급망에 열분해유를 통합하는 작업은 일련의 장기 공급 및 투자 계약을 통해 공식화되었습니다. Nexus Circular은 Shell, Chevron Phillips Chemical, Braskem 및 LyondellBasell과 다년간의 장기 구매 계약을 체결했으며, 이 중 LyondellBasell은 연간 약 24,000톤의 재활용 원료를 약정했습니다. Alterra Energy는 2024년 10월 투자 라운드에서 LyondellBasell과 Chevron Phillips Chemical로부터 투자를 유치해 자사의 기술을 전 세계적으로 상용화하고 배치할 기반을 마련했으며, 핀란드 원료 공급업체 Neste와 Infinity Recycling도 참여했습니다. 2023년 Alterra의 기술을 라이선스받은 Freepoint Eco-Systems는 Shell이 독점적인 원료 권리를 보유한 가운데 연간 192,000미터톤의 처리 용량을 목표로 하는 걸프 연안 시설을 추진하고 있으며, 이는 주요 통합 에너지 기업들이 대규모로 열분해유를 전략적 공급망 구성 요소로 포지셔닝하고 있음을 보여줍니다. 이러한 계약은 장기간의 수익원을 확보함으로써 열분해 사업자를 현물 가격 변동성으로부터 보호하고, 석유화학 대기업에는 순환경제 관련성을 갖춘 다변화된 원료 공급 기반을 제공합니다.

주요 제약 요인

열분해 시설의 높은 자본 투자 요건

상업 규모의 열분해 인프라는 상당한 진입 장벽이 되는 자본을 필요로 하며, 북미 시장 전반에서 프로젝트 지연과 취소를 초래하는 요인으로 작용해 왔습니다. 중간 규모인 연간 10,000~30,000톤의 혼합 폐플라스틱을 처리하는 연속식 열분해 시스템에는 원료 전처리 요건과 제품 정제 사양에 따라 약 1,200만~4,200만 미국 달러의 자본 투자가 필요합니다. 연간 50,000~100,000톤을 처리할 수 있는 대규모 연속식 시설은 총 자본 투자액이 7,000만~1억5,000만 미국 달러 이상에 이를 수 있습니다 ^{[4]APChemi, CAPEX of Chemical Recycling, apchemi.com}. 상업 개발의 최전선에 있는 Brightmark의 계획된 조지아주 토마스턴 순환자원 센터는 연간 400,000톤의 혼합 플라스틱 처리를 목표로 하며, 예상 자본 투입액은 약 9억5,000만 미국 달러입니다. 이 시설의 건설은 2025년에 시작되고 운영은 2027년에 개시될 것으로 예상됩니다. Encina Development Group이 펜실베이니아주 포인트 타운십에 계획했다가 취소한 시설은 연간 450,000미터톤을 처리하는 촉매 열분해 플랜트로서 11억 미국 달러의 투자를 의미했으나, 지역사회의 반대와 인허가 문제, 전략적 재검토로 인해 2024년 4월 취소되었습니다. 첨단 재활용 기술에는 일반적으로 연간 처리 용량 기준 미터톤당 3,500~7,500 미국 달러를 초과하는 자본이 필요하며, 북미의 그린필드 열분해 프로젝트에는 모듈식 스키드 장착 구성의 약 800만 미국 달러부터 대규모 통합 시설의 2억3,000만 미국 달러 이상까지 다양한 자본이 투입되어 왔습니다.

이러한 자본집약도는 프로젝트 수준의 경제성을 넘어 구조적 영향을 초래합니다. 투자금 회수 기간이 길어지고, 자본력이 충분한 기술 라이선서, 기존 폐기물 관리 사업자, 석유화학 기업 및 사모펀드의 전략적 투자 지원을 받는 기업에 개발 활동이 집중됩니다. 미국 에너지부 대출 프로그램 사무국이 미국 최대 규모의 플라스틱 재활용 시설 중 하나로 묘사된 International Recycling Group의 펜실베이니아 프로젝트에 최대 1억8,260만 미국 달러를 지원하기로 한 결정은 대규모 첨단 재활용 인프라의 자금 조달에 연방정부 지원이 필수적인 요소가 되었음을 보여줍니다. 동시에 DOE의 대출 지원은 상업성이 충분한 일부 프로젝트가 적절한 공공 부문 레버리지를 활용하면 자금 조달이 가능하다는 점을 시사합니다. 이에 따라 더 많은 프로젝트가 대규모 운영에서 경제성을 입증하면 자본 제약은 점진적으로 완화될 가능성이 있습니다. Resynergi의 5-ton-per-day CMAP 스키드 장치와 Klean Industries의 조립식 반응기 시스템 같은 모듈형 기술은 자본지출이 낮은 진입 경로를 제공하지만, 지역 시장에 의미 있는 영향을 미치는 데 필요한 중앙집중형 산업 규모 플랜트에 비해 자체적인 규모 확대 과제와 처리량 한계에 직면해 있습니다.

원료 수집 및 오염 문제

혼합 플라스틱 폐기물은 원료 관리의 복잡성을 높여 북미 전역의 열분해 운영업체에 상당한 기술적·경제적 비용을 초래합니다. 소비 후 플라스틱 폐기물의 오염 특성은 매우 다양합니다. 동료 심사를 거친 분석에 따르면 일반적인 플라스틱 폐기물 열분해유는 여러 오염물질 항목에서 산업용 스팀 크래커의 규격을 초과합니다. 질소 농도는 최대 허용 규격인 100ppm에 비해 약 1,650ppm에 이르고, 염소는 최대 3ppm에 비해 약 1,460ppm, 철은 최대 0.001ppm에 비해 약 33ppm, 칼슘은 최대 0.5ppm에 비해 약 17ppm에 이릅니다. 이러한 오염물질은 주로 PVC 혼입물(열분해 조건에서 염화수소를 방출해 반응기 하드웨어의 부식 위험을 초래함), 다층 연포장 필름, 혼합 플라스틱에 섞인 전자 폐기물, 착색 안료 및 유기 첨가제에서 발생합니다. 원료 흐름의 불균일성으로 인해 생산물 품질도 그에 상응해 변동하므로, 엄격한 석유화학 원료 규격을 충족하는 크래커급 소재를 명시하는 오프테이크 계약 체결이 복잡해집니다.

수거 인프라의 분산은 품질 문제를 더욱 심화시킵니다. PET병이나 HDPE 용기처럼 기계적 재활용 수거 체계가 확립된 소재와 달리, 열분해 원료로 이용할 수 있는 물량이 가장 많은 혼합 폴리올레핀 필름, 연포장 및 폴리스티렌 발포체는 미국과 캐나다 대부분의 지방자치단체에서 기존의 도로변 수거 시스템을 통해 충분히 수거되지 못하고 있습니다. 원료를 상업적 규모로 집하하려면 소매업체의 회수 프로그램과 전용 공급망 파트너십, 브랜드 제조업체의 Hefty 스타일 수거 방식(2024년 4월 발표된 Alterra 파트너십 사례) 또는 열분해에 적합한 분획과 부적합한 흐름(PET, PVC)을 분리할 수 있는 전문 선별 시설이 필요합니다. 선별 기술에 대한 투자와 고품질 전처리는 열분해 반응기 상류에서 비용과 복잡성을 높여, 규격 등급 폐기물 흐름에 비해 불균일한 원료를 처리하는 경제적 매력을 떨어뜨립니다. 플라스틱 폐기물의 화학적 특성을 식별하고 적절한 재활용 공정에 연결하는 Agilyx의 Cyclyx 같은 원료 관리 플랫폼의 통합은 중기적으로 이러한 마찰을 크게 줄일 수 있는 새로운 인프라 계층으로 부상하고 있습니다.

북미 폐플라스틱 열분해유 시장 부문별 분석

원료 유형별

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 북미 폐플라스틱 열분해유 시장에서 가장 큰 원료 부문으로, 2025년 시장 규모는 7,540만 미국 달러이며 2035년에는 약 5.36%의 연평균성장률(CAGR)로 1억2,730만 미국 달러에 이를 전망입니다. 이 부문은 2025년 전체 시장 매출의 약 35.1%를 차지했으며, 소비 후 폐기물 흐름에서 LDPE가 풍부하게 발생한다는 점과 열분해 조건에서 매우 우수한 전환 성능을 보인다는 점이 이러한 높은 비중을 뒷받침합니다. LDPE는 주로 유연 포장 필름, 농업용 필름, 쇼핑백 및 식품 접촉용 포장재에서 발생합니다. 실험실 연구에 따르면 LDPE 열분해유 수율은 중량 기준 62~96% 범위로 나타나며, 온도, 촉매 사용 여부 및 반응기 구성에 따라 달라집니다. 비촉매 열분해에서는 선형 파라핀과 알파 올레핀이 풍부해 나프타 유분과 유사한 왁스성 오일이 주로 생성됩니다^{[5]ScienceDirect, Review: Plastic Waste as Pyrolysis Feedstock for Plastic Oil Production, 2023, sciencedirect.com}. 이러한 조성 특성에 더해 PET 또는 PVC보다 헤테로원자 함량이 낮다는 점 때문에 LDPE는 스팀 크래커 통합을 목표로 하는 크래커급 열분해유의 선호 원료로 평가됩니다. LDPE의 안정적인 용융 거동이 제공하는 연속적인 운전 특성은 반응기 오염 위험을 낮추며, 열분해 시설 운영업체 사이에서 LDPE의 우위를 더욱 강화합니다. 재활용이 어려운 필름과 유연 포장재를 전문으로 처리하는 Nexus Circular의 애틀랜타 시설은 LDPE가 풍부한 원료 흐름이 후처리 없이 직접 석유화학 용도로 사용할 수 있는 일관된 ISCC PLUS 인증 생산물을 뒷받침하는 사례입니다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)

고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 2025년 시장 규모가 6,410만 미국 달러인 두 번째로 큰 원료 부문으로, 2035년에는 약 5.11%의 연평균성장률(CAGR)로 1억580만 미국 달러에 이를 전망입니다. HDPE는 가정용 용기, 우유병, 세제병 및 산업용 포장재를 통해 북미 소비 후 폐기물 흐름에서 폭넓게 확보할 수 있습니다. 미국 환경보호청(EPA)의 2018년 자료에 따르면 해당 연도 미국에서 약 571만5,000미터톤의 HDPE 폐기물이 발생했으며, 이 중 선별 및 재활용을 위해 수거된 물량은 약 9%에 불과했습니다.

열분해유 수율은 공정 조건에 따라 일반적으로 65~83중량% 범위이며, 생성된 오일은 높은 선형 파라핀 함량과 우수한 에너지 밀도를 특징으로 하므로 연료 용도와 석유화학 전환에 모두 적합합니다. HDPE는 LDPE보다 구조가 견고하기 때문에 완전한 탈중합을 위해 더 높은 열분해 온도가 필요하며, 이에 따라 에너지 요구량이 다소 증가합니다. 또한 왁스 특성을 지닌 오일 제품은 크래커급 인증을 받기 위해 추가 공정 단계가 필요할 수 있습니다. 그럼에도 HDPE는 소비 후 병과 용기에 집중되어 있고 수거 인프라도 구축되어 있어 공급 특성이 안정적이며, 열분해 운영업체에 비교적 신뢰할 수 있고 지리적으로 분산된 원료 기반을 제공합니다. Alterra Energy의 Akron 시설은 보다 광범위한 혼합 폴리올레핀 원료 투입의 일환으로 HDPE가 포함된 혼합 플라스틱 스트림을 정기적으로 처리합니다.

폴리프로필렌(PP)

PP는 2025년 5,320만 미국 달러 규모로 세 번째로 큰 원료 부문이며, 2035년에는 약 4.92%의 연평균성장률(CAGR)로 8,610만 미국 달러까지 성장할 전망입니다. 이는 4개 주요 원료 부문 중 가장 낮은 성장률입니다. PP의 낮은 연평균성장률은 PP가 풍부한 폐기물 스트림을 둘러싼 경쟁 환경이 더욱 복잡하기 때문입니다. 자동차 및 포장 용도에서 발생하는 일부 청정·발생원별 분리 PP 등급은 기계적 재활용의 경제성이 여전히 유지되므로, 경제적 논리에 따라 열분해로 유입되는 PP 폐기물의 비중이 제한됩니다. PP의 열분해유 수율은 약 74~75중량%로 높은 수준이며, PP 유래 오일은 화학 원료 용도에 유리한 올레핀 및 방향족 화합물을 높은 농도로 함유합니다. 북미의 주요 PP 폐기물 스트림은 자동차용 PP 부품, 포장 용기 및 혼합 소비재로 구성됩니다. Resynergi의 마이크로파 보조 CMAP 기술은 HDPE, LDPE, PS와 함께 PP를 모듈형 처리 장치의 투입 원료로 명시하고 있어, 혼합 원료 열분해 구성에서 PP가 차지하는 역할을 보여줍니다.

폴리스티렌(PS)

PS는 2025년 1,340만 미국 달러 규모로 주요 원료 부문 중 가장 작지만, 약 6.47%로 가장 높은 예상 연평균성장률을 기록하며 2035년에는 시장 규모가 2,510만 미국 달러에 이를 전망입니다. PS의 높은 성장률은 탁월한 열분해 성능 특성을 반영합니다. 제어된 조건에서 PS의 열적 탈중합은 97중량%를 초과하는 오일 수율을 달성할 수 있으며, 스티렌 단량체가 풍부한 액체를 생성합니다. 이 액체는 폐쇄형 순환 구조에서 버진 수지와 동등한 품질의 PS 수지로 재활용될 수 있어, 혼합 폴리올레핀 열분해에서 생성되는 불균일한 오일과 차별화됩니다. 또한 PS는 복잡한 열분해유 혼합물 대신 스티렌 단량체를 직접 회수하는, 열분해와 밀접한 관련이 있는 공정인 탈중합에 선호되는 원료입니다. Agilyx의 기술 플랫폼은 열분해 관련 특허 20건을 보유하고 촉매 없이 운영되며, 열분해를 통한 상업 규모의 PS 화학적 재활용을 최초로 확립했습니다. 이 역량은 2024년 Regenyx 합작법인의 운영 종료 이후 새로운 라이선스 및 협력 계약을 통해 현재 확대되고 있습니다. 캘리포니아 및 캐나다 규정에 따라 금지된 EPS 식품 포장재, 폴리스티렌 폼 및 일회용 PS 외식용품은 원료 공급 압력을 높이고 있으며, 폐쇄형 순환 방식의 폴리스티렌-폴리스티렌 재활용을 제공하는 PS 전문 운영업체에 상업적 기회를 창출하고 있습니다.

기타

기타 원료 부문은 4개 주요 수지로 명확히 분류하기 어려운 혼합 고분자 분획, 다층 필름 및 고무-플라스틱 복합재로 구성됩니다. 이 부문은 2025년 860만 미국 달러의 시장 규모를 기록했으며, 전체 시장과 비슷한 약 5.25%의 연평균성장률로 성장해 2035년에는 1,430만 미국 달러에 이를 전망입니다. 이 부문은 주로 대규모 혼합 원료 열분해 시설에서 혼합 및 공동 처리용 분획으로 기능합니다.

열분해 공정별

급속 열분해

급속 열분해는 2025년 6,390만 미국 달러 규모의 두 번째로 큰 공정 부문이며, 연평균성장률(CAGR) 약 4.97%로 2035년까지 1억400만 미국 달러에 이를 전망입니다. 급속 열분해는 일반적으로 초당 약 10~200°C의 높은 가열 속도와 0.5~10초의 짧은 증기 체류 시간으로 운전되며, 바이오매스 적용 분야에서 최대 50~70%의 액체 제품 수율과 플라스틱 원료에서도 이에 상응하는 수율을 목표로 합니다 ^{[6]MDPI Energies, A Review of Pyrolysis Technologies and the Effect of Reaction Parameters, 2023, mdpi.com}. 혼합 플라스틱의 경우 높은 가열 속도로 인해 완속 열분해보다 더 넓고 복잡한 탄화수소 분포를 가진 오일이 생성되며, 올레핀 및 방향족 성분의 비중도 더 높습니다. 따라서 석유화학 공정에 통합하려면 보다 정교한 후단 분리가 필요합니다. 연속식 급속 열분해 반응기 시스템의 자본비용 구조는 완속 열분해의 고정층 구성과 플래시 열분해 설비의 중간 수준이며, 북미 상업 사업자들이 이 기술을 폭넓게 활용하고 있습니다. 급속 열분해의 촉매 변형 기술은 제올라이트 촉매를 도입해 열분해 증기를 선택적으로 분해하고 개질하는 방식으로, 범용 열분해 오일보다 시장 가치가 높은 BTX 방향족 및 올레핀 성분 등 특정 제품을 생산하기 위해 활발히 개발되고 있습니다. RSC의 Energy & Environmental Science에 게재된 미국 에너지부(DOE) 지원 혼합 플라스틱 폐기물 촉매 급속 열분해(CFP) 기술경제성 분석에 따르면, 원유 가격이 배럴당 60 미국 달러를 초과할 경우 CFP는 버진 원료를 사용한 BTX 생산과 비용 경쟁력에 근접할 수 있는 것으로 나타났으며, 이러한 기준 가격은 최근 몇 년간 주기적으로 충족되었습니다.

플래시 열분해

플래시 열분해는 2025년 3,280만 미국 달러 규모로 가장 작은 공정 부문이지만, 연평균성장률(CAGR) 약 5.87%로 가장 빠르게 성장해 2035년 5,810만 미국 달러에 이를 전망입니다. 플래시 열분해는 일반적으로 초당 1,000~10,000°C에 이르는 더욱 높은 가열 속도와 0.5초 미만의 체류 시간으로 급속 열분해와 구별되며, 건조 원료 기준 최대 75~80%에 달하는 액체 오일 수율을 생성합니다. 이는 완속 또는 급속 열분해 구성보다 높은 수준입니다. 운전 온도는 일반적으로 700~1,200°C 범위이므로 내구성이 뛰어난 반응기 소재와 에너지 집약적인 가열 시스템이 필요합니다. 이에 따라 자본비용은 높아지지만, 보다 균일하고 액체 제품 중심의 산출물 흐름을 얻을 수 있습니다. 기존 열분해 방식보다 플라스틱 원료를 20배 빠르게 처리하고 집중된 마이크로파 에너지를 사용해 플래시 공정 특유의 초고속 가열을 구현하는 Resynergi의 마이크로파 보조 CMAP 기술은 2024년 1월 640만 미국 달러의 시리즈 B 투자를 유치했으며, 글로벌 정제 및 석유화학 기술 선도 기업 중 하나인 Lummus Technology로부터도 투자를 받았습니다. 플래시 열분해는 완속 열분해 시스템에서 장시간의 체류 시간으로 인해 축적되는 탄화 잔류물 없이 소규모 연속 흐름 모듈형 장치에서 원료를 처리할 수 있습니다. 따라서 고형 잔류물 최소화가 상업적으로 중요한 분산형 또는 모듈형 배치 모델과 원료 흐름에 적합합니다.

완속 열분해

완속 열분해는 2025년 1억1,790만 미국 달러 규모로 전체 공정 부문 매출의 약 55%를 차지한 지배적인 공정 부문이며, 연평균성장률(CAGR) 약 5.22%로 2035년까지 1억9,650만 미국 달러로 성장할 전망입니다.저속 열분해는 약 300~700°C의 낮은 온도, 수분에서 수 시간에 이르는 긴 증기 체류 시간, 그리고 매우 느린 가열 속도에서 진행되며, 플라스틱을 장시간에 걸쳐 열적으로 분해합니다. 이 공정에서는 열분해 오일 및 가스 분획과 함께 더 높은 수율의 탄화물이 생성되며, 기존 저속 열분해 구성에서 오일 수율은 약 30%의 낮은 수준입니다. 고속 또는 플래시 열분해 방식에 비해 액체 수율은 상대적으로 낮지만, 저속 열분해는 운전이 간단하고 원료 유연성이 높으며(입자 크기와 수분 함량의 범위가 넓은 원료를 처리할 수 있음), 엔지니어링 실적이 축적되어 있고, 보다 집중적인 가열 속도를 사용하는 구성보다 기술적 위험도가 낮기 때문에 시장에서 지배적인 위치를 유지하고 있습니다. 2025년 기준으로 가동 중인 북미의 상업 규모 열분해 플랜트 대부분은 Alterra Energy의 Akron 시설과 Nexus Circular의 Atlanta 운영 시설을 포함해 연속식 열 기반 저속~중속 열분해의 변형 기술을 사용하고 있습니다. 이는 상업 운영자들이 기술적으로 복잡하지만 수율이 더 높은 대안보다 검증되고 신뢰성 높은 시스템을 선호한다는 점을 보여줍니다. 저속 열분해에서 생성되는 탄화물(바이오차 또는 열분해 탄소)은 특정 용도에서 부산물로 부가가치를 창출할 수 있어, 오일 생산량이 낮은 점을 일부 보완하는 추가 수익원을 제공합니다.

최종 용도별

연료 용도

연료 용도는 가장 큰 최종 용도 부문으로, 2025년 1억1,210만 미국 달러의 매출을 창출했으며 2035년에는 연평균성장률(CAGR) 약 5.40%로 1억9,010만 미국 달러에 이를 전망입니다. 이 부문은 세 가지 세부 용도로 구성되며, 2025년 전체 시장 매출의 약 52.2%를 차지합니다. 이는 산업 및 해상 운송 분야에서 탄화수소 연료가 지속적으로 전략적 중요성을 지닌다는 점을 보여줍니다.

해상 연료는 연료 용도 내에서 성장성과 부가가치가 높은 세부 용도로, 국제해사기구(IMO)의 MARPOL 부속서 VI 요건에 따라 수요가 확대되고 있습니다. 해당 요건은 2020년 1월 1일부터 선박용 연료유의 전 세계 황 함량 상한을 0.50% m/m로 설정했으며, 지정 배출가스 통제구역(ECA)에서는 0.10% m/m의 한도를 적용했습니다. 청정 폴리올레핀 원료에서 생산된 열분해 오일은 적절한 처리를 거치면 ISO 8217 해상 연료 규격을 충족하는 것으로 확인되었습니다. MDPI Sustainability에 게재된 연구에 따르면, 해양 플라스틱 폐기물에서 얻은 열분해 오일은 증류 해상 연료에 대한 ISO 8217 표준을 완전히 충족했으며, 황 함량은 규정된 한도보다 약 80% 낮아 ECA 요건도 충족했습니다. 또한 IMO가 2024년 3월 해상 연료에 관한 개정된 2024년 전 과정 평가(LCA) 지침(MEPC.391(81))을 채택하면서, 열분해 유래 제품을 포함한 해상 연료 대안의 전 과정 온실가스(GHG) 집약도를 평가하는 공식 방법론이 마련되었습니다. 이에 따라 해운 기업은 열분해 기반 해상 연료 혼합물로 전환할 때의 탄소 저감 가치를 문서화할 수 있는 규제 체계를 확보하게 되었습니다. 오대호와 대서양 및 멕시코만 연안 해운 회랑에서 운영되는 북미 해상 운송 기업은 인접 수요 기반을 형성합니다.

산업용 보일러 연료는 연료 용도 내에서 물량이 가장 큰 세부 용도입니다. 시멘트 가마, 산업용 보일러 및 공정 가열기는 증기분해 원료보다 품질 규격이 덜 엄격한 용도에서 주로 중유 또는 디젤을 대체하는 연료로 열분해 오일을 소비합니다. 이 시장은 추가 고도화 없이는 증기분해기급 규격을 충족하지 못하는 정유 등급 열분해 오일에도 개방되어 있어, 이질적인 원료 흐름을 취급하는 생산업체에 중요한 제품 인수 경로를 제공합니다.

화학 원료

화학 원료는 2025년 4,310만 미국 달러 규모의 두 번째로 큰 최종 용도 부문이며, 연료 용도와 거의 동일한 수준인 약 5.41%의 연평균성장률(CAGR)로 성장해 2035년 7,320만 미국 달러에 이를 전망입니다. 이 부문은 주로 세 가지 화학 계열을 중심으로 구성됩니다.

방향족 및 BTX(벤젠, 톨루엔, 자일렌)는 플라스틱 열분해에서 회수 가치가 가장 높은 화학물질 회수 경로입니다. PS 기반 열분해에서는 방향족 농도가 특히 높은 스티렌 및 BTX 함량이 높은 오일 스트림이 생성되는 반면, 혼합 플라스틱 열분해에서는 원료 조성에 따라 BTX 수율이 달라집니다. Encina Development Group의 독점 촉매 열분해 기술은 소비 후 PE, PP, PS를 중간 열분해 오일 단계 없이 직접 순환형 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 메탄으로 전환하도록 설계되었으며, 높은 전환 효율을 바탕으로 석유화학 플랜트에 직접 통합할 수 있는 드롭인 방식의 순환형 화학물질을 생산합니다. 이 회사는 미국 걸프 연안 시설의 완공을 전제로 Covestro와 장기 벤젠 및 톨루엔 공급 계약을 체결했습니다. Agilyx는 2023년 4월 BioBTX와 협력하여 Agilyx의 열분해 기술과 BioBTX의 촉매 방향족 전환 기술을 결합해 열분해 증기로부터 순환형 방향족 화학물질을 생산하는 상업 플랜트의 기술 개발을 진전시켰습니다.

올레핀(에틸렌, 프로필렌)은 스팀 크래킹을 통해 열분해 오일에서 회수할 수 있으며, 순환경제에서 버진급 품질의 폴리머 생산으로 되돌아가는 가장 직접적인 경로입니다. LyondellBasell의 텍사스주 Channelview 스팀 크래커는 Nexus Circular의 재활용 원료를 처리해 CirculenRevive 브랜드의 순환형 폴리에틸렌을 생산하며, 북미 지역에서 열분해 오일로부터 올레핀을 회수하는 운영 모델로 활용되고 있습니다.

열 및 전력 생산

열 및 전력 생산 부문은 2025년에 3,180만 미국 달러의 매출을 기록했으며, 2035년에는 약 4.80%의 연평균성장률(CAGR)로 5,090만 미국 달러에 이를 전망입니다. 이는 주요 부문 중 가장 낮은 성장률입니다. 이 용도에서는 고정식 발전 장비, 지역난방 시스템 또는 산업 공정용 에너지 공급 설비에서 열분해 오일을 연소하거나 혼소합니다. 낮은 성장 경로는 화학 원료 및 인증 연료 시장에서 열분해 오일의 차별화된 가치가 점점 높아지는 가운데, 에너지 용도에서는 열분해 오일이 범용 상품으로 취급되는 데 따른 것입니다. 즉, 판매 계약이 프리미엄 가격을 형성하는 크래커급 및 ISCC PLUS 인증 제품으로 전환되면서 열 및 전력 용도가 열분해 오일 생산 경제성에서 차지하는 비중은 감소하고 있습니다. 그럼에도 이 부문은 품질이 낮은 열분해 오일 분획의 판매 경로이자, 품질이 일정하지 않은 제품을 생산하는 이질적 원료 스트림을 처리하는 시설의 매출을 안정화하는 용도로서 구조적으로 중요한 역할을 유지합니다.

정유공장 혼합

정유공장 혼합 부문은 2025년에 1,930만 미국 달러의 매출을 기록했으며, 전체 시장 성장률과 비슷한 약 5.25%의 연평균성장률(CAGR)로 2035년에는 3,230만 미국 달러에 이를 전망입니다. 기존 원유 유래 나프타 분획을 대체하는 열분해 오일의 걸프 연안 정유공장 혼합은 2024년 2월 Argus Media가 북미 정유공장급 열분해 오일 가격 평가를 도입하면서 공식화되었습니다. 정유공장은 유동 접촉 분해(FCC) 장치와 수첨 처리 장치를 포함한 기존 공정 스트림에 열분해 오일을 혼합할 수 있습니다. 다만 오염물질 허용 한계에 도달하는 수준까지 혼합할 수 있으며, 일반적으로 추가 업그레이드 또는 전처리가 필요해지기 전에는 한 자릿수 비율 범위로 제한됩니다. 이 혼합 모델은 생산물이 크래커급 사양을 지속적으로 충족하지 못하는 현재 상업 규모 열분해 운영업체에 실용적인 판매 경로를 제공합니다. 열분해 기반 디젤 연료 판매에서 석유화학 기업에 직접 공급하는 열분해 오일 생산으로 전환한 Alterra Energy의 사업 이력은 크래커급 제품 물량이 확대됨에 따라 정유공장 혼합 부문이 주요 수요처에서 과도기적 판매 경로로 변화하는 광범위한 상업적 진화를 보여줍니다.

기타

윤활유 첨가제, 왁스 회수, 카본 블랙 생산 및 특수 화학물질 전구체로 구성된 기타 부문은 2025년에 830만 달러를 기여했으며, 2035년에는 1,220만 달러에 이를 전망입니다.

북미 플라스틱 폐기물 열분해유 시장 지역별 분석

미국

미국은 북미 지역의 주요 시장으로, 북미 플라스틱 폐기물 열분해유 매출의 약 78~81%를 차지하며 2022년 기준 규모는 약 1억 4,300만 달러입니다. 미국 시장은 플라스틱 폐기물 발생 규모, 집중된 걸프 연안 석유화학 인프라, 발전된 재활용 규제 체계, 풍부한 민간 및 기관 자본이라는 구조적 강점을 갖추고 있습니다. 이러한 요인들이 종합적으로 작용하면서 미국의 상업적 개발 속도는 캐나다나 역내 다른 지역에서는 찾아보기 어려운 수준으로 뒷받침되고 있습니다.

미국의 열분해유 생산을 뒷받침하는 규제 체계는 다층적으로 구성되어 있으며 점진적으로 강화되어 왔습니다. 2023년까지 첨단 재활용을 제조 공정으로 분류한 24개 주에는 텍사스(2023년, TCEQ 체계), 인디애나, 오하이오, 루이지애나, 웨스트버지니아를 비롯한 주요 인구 중심지와 산업 회랑이 포함됩니다. 이에 따라 열분해 시설은 제조업 개발 인센티브를 활용할 수 있고, 보다 엄격한 고형 폐기물 규제가 아닌 대기질 및 환경 관리 규정에 따라 관리되는 인허가 환경이 조성되었습니다. 미국 환경보호청(EPA)이 2024년에 확정한 「플라스틱 오염 방지를 위한 국가 전략」은 국가 차원의 생산자책임재활용(EPR) 체계 구축을 연방 차원의 우선순위로 제시하고 있습니다. 한편 캘리포니아주 SB 54의 2032년 재활용 의무화는 인증된 순환형 원료에 대한 즉각적인 조달 수요를 창출하고 있으며, 북미 열분해 사업자들은 이를 공급할 수 있는 입지를 확보하고 있습니다.

미국의 상업 시설 개발은 지리적으로 세 개의 클러스터에 집중되어 있습니다. 미국 남동부 및 중부 대서양 연안 지역에는 Nexus Circular의 조지아주 애틀랜타 운영 시설과 조지아주 맥도너에 계획된 확장 시설이 있으며, Brightmark가 개발 중인 9억5,000만 미국 달러 규모의 조지아주 토머스턴 순환경제 센터는 연간 400,000미터톤의 처리 용량으로 2027년 개장을 목표로 합니다 ^{[7]Brightmark LLC / PR Newswire, Brightmark Announces Intent to Invest $950 Million in Upson County, Georgia, April 2024, prnewswire.com}. 오하이오 밸리 회랑에는 Alterra Energy의 오하이오주 애크런 시범 시설이 있으며, 이 시설은 미국 최초의 대규모 상업용 플라스틱 열분해 공장으로 연간 20,000미터톤의 처리 용량을 운영하고 있습니다. 또한 Alterra가 연간 90,000미터톤을 목표로 확장 중인 오하이오주 헤브론 시설이 있으며, LyondellBasell과 Chevron Phillips Chemical이 공동 투자자로 참여하고 있습니다. Freepoint Eco-Systems가 Shell을 독점 오프테이크 파트너로 두고 연간 192,000미터톤을 목표로 Alterra의 라이선스 시설을 개발 중인 걸프 연안 석유화학 인프라와, 펜실베이니아 프로젝트 취소 이후 상업 전략을 재조정한 Encina의 사업은 세 번째 클러스터를 구성하며, 향후 최대 규모의 생산 용량 증설이 이루어질 지역입니다.

미국 시장은 연방정부의 연구 투자와 대출 지원으로도 수혜를 받고 있습니다. 에너지부(DOE) 바이오에너지 기술국은 Argonne, NREL 및 주요 대학에서 진행되는 다년간의 플라스틱 열분해 연구 프로그램에 자금을 지원했으며, 2023년 동료평가에서는 기초 화학과 기술·경제성 분석 모두에 대한 투자가 활발히 진행되고 있음이 확인되었습니다. DOE 대출 프로그램 사무국이 펜실베이니아의 International Recycling Group에 제공한 1억8,260만 미국 달러 규모의 조건부 약정은 구체적으로 열분해유가 아닌 플라스틱-철강 원료에 초점을 맞추고 있지만, 대규모 첨단 플라스틱 재활용 인프라에 대출 보증을 적용하려는 연방정부의 의지를 보여줍니다. 미국 내 모듈형 기술 개발은 캘리포니아주 산타로사의 Resynergi CMAP 플랫폼과 오리건주를 기반으로 기술 개발을 진행하는 Agilyx의 사업을 통해 나타나고 있습니다.

캐나다

캐나다는 북미 플라스틱 폐기물 열분해유 매출의 약 7.8~8.2%를 차지하며, 2022년 기준 시장 규모는 약 1,430만 미국 달러입니다. 절대적인 규모는 미국 시장보다 작지만, 캐나다의 정책 체계는 일부 측면에서 의무적인 플라스틱 폐기물 관리 의무 도입을 더욱 빠르게 추진해 왔습니다. 또한 캐나다의 열분해유 가격은 미국보다 높은 수준을 유지하고 있으며, 이는 더욱 엄격한 규제 환경과 캐나다의 저배출 에너지 체계에 부합하는 지속가능 연료 대안에 대한 산업 구매자의 수요를 반영합니다.

캐나다의 플라스틱 관련 연방 규제 체계는 여러 정책 수단을 동시에 통해 발전하고 있습니다. 2021년 5월 플라스틱 제조 품목을 1999년 캐나다 환경보호법(CEPA) 별표 1에 추가하면서 의무 관리 요건을 도입할 수 있는 법적 권한이 확립되었습니다 ^{[8]Government of Canada / Canada.ca, Canada's Comprehensive Approach to Zero Plastic Waste, June 2022, canada.ca}. 캐나다 정부가 2024년에 도입한 생산자책임 규정은 캐나다 시장에 출시된 플라스틱의 전체 생애주기에 걸친 보고를 요구하며, 열분해를 포함한 화학적 재활용을 연료 생산과는 별개의 관리 경로로 명시적으로 분류하고 보고 대상으로 규정합니다. 2023년 협의를 위해 발표되고 2024년에 운영을 시작한 연방 플라스틱 등록제는 플라스틱이 화학물질로 처리되는 단계를 포함해 캐나다 내 플라스틱의 전 생애주기를 추적합니다.

2030년까지 플라스틱 폐기물 제로를 달성한다는 캐나다의 목표는 국가 차원의 체계적인 목표를 설정하며, 기계적 재활용만으로는 캐나다에서 매년 발생하는 400만 톤 이상의 플라스틱 폐기물을 완전히 처리할 수 없기 때문에 이를 달성하려면 대규모 화학적 재활용 기여가 필요합니다. 캐나다 환경부 장관 협의회의 「플라스틱 폐기물 제로를 위한 캐나다 전역 전략」은 주정부와 연방정부 간 협력을 위한 조정 체계를 제공하며, 캐나다 환경·기후변화부의 2022~2027년 순환형 플라스틱 경제 범정부 이니셔티브는 전용 연방 자금을 제공합니다.

브리티시컬럼비아주는 밴쿠버에 본사를 둔 Klean Industries Inc.를 중심으로 캐나다의 선도적인 열분해 개발 클러스터로 부상했습니다. Klean은 Terragreen Investments와 협력하여 브리티시컬럼비아주 애버츠퍼드에 연간 1만 미터톤 규모의 플라스틱 열분해 시설을 구축하기 위한 상세 타당성 조사를 완료했으며, Blue Planet Recycling과 원료 공급 계약을 마련하고 부지 선정을 완료했으며 초기 자금도 확보했습니다. 또한 이 회사는 앨버타주, 온타리오주, 퀘벡주 및 미국 여러 주에서의 확장 기회를 파악했으며, 이에 따라 브리티시컬럼비아주는 계획 중인 북미 및 글로벌 다중 시설 네트워크의 운영 시범 사례로 자리매김하고 있습니다. 캐나다의 기존 생산자책임재활용(EPR) 전통도 열분해 운영업체에 더 높은 품질의 원료를 공급할 수 있도록 뒷받침합니다. 브리티시컬럼비아주는 재활용 규정에 따라 2014년부터 포장재 및 인쇄물 관리 프로그램을 운영해 왔으며, 특히 서부 캐나다에서 많은 미국 주보다 성숙한 수거 인프라 기반을 갖추고 있습니다.

캐나다 산업 구매자의 열분해유 수요는 주정부의 저탄소 연료 기준에 따른 규제 준수 의무와 캐나다의 확대되는 탄소 가격 책정 체계에 의해 촉진됩니다. 이러한 체계에서 지속가능한 연료 대체재는 탄소 배출권 가치를 확보해 상업적 가격을 높이는 효과를 냅니다. 규제 준수에 기반한 인센티브, 확립된 원료 수거 인프라, 순환형 플라스틱 혁신을 위한 적극적인 연방 자금 지원 환경이 결합되면서 캐나다는 점점 더 중요한 상업 시장으로 자리 잡고 있습니다. 특히 절대적인 매출 비중만으로 추정되는 수준보다 강한 단위 경제성을 갖추고 있습니다.

북미 플라스틱 폐기물 열분해유 시장 점유율 및 경쟁 구도

북미 플라스틱 폐기물 열분해유 시장은 기술별로 차별화된 경쟁 구조를 보이며, 운영 측면에서 단일 기업이 지배적인 시장 점유율을 차지하고 있지는 않습니다. 이 시장에서는 기술 개발업체 및 라이선스 제공업체, 상업 규모 운영업체, 독자적인 재활용 시스템을 보유한 통합 화학 대기업이 혼재해 있으며, 이들 기업은 모두 원료, 자본, 인허가 및 석유화학 제품 오프테이크 관계를 확보하기 위해 경쟁하고 있습니다. 경쟁력은 점점 더 인증 획득 여부(ISCC PLUS가 사실상의 표준), 원료 품질 관리 역량, 상업 규모에서의 공정 신뢰성, 그리고 장기적인 수익 안정성을 뒷받침하는 석유화학 기업과의 파트너십 수준에 따라 결정되고 있습니다.

Agilyx

오슬로 증권거래소 상장사(OSE: AGLX)인 Agilyx는 노르웨이에 본사를 두고 미국에서도 사업을 운영하는 열분해 기술 기업이자 상업 규모 운영업체입니다. 이 기업은 촉매를 사용하지 않는 열분해를 통해 폐폴리스티렌을 상업 규모로 화학 재활용하는 기술을 선도했으며, 소비 후 플라스틱 재활용 기술과 관련해 20건의 특허를 보유하고 있습니다 ^{[9]Agilyx, Regenyx Joint Venture Wraps Up After Five Successful Years, February 2024, agilyx.com}. Agilyx의 자회사 Cyclyx는 플라스틱 폐기물의 화학적 특성을 분석하고 이를 최적의 재활용 공정에 매칭하는 원료 관리 서비스를 제공하며, 이를 통해 가치사슬에서 공급 부문과 기술 부문 모두에 걸쳐 입지를 확보하고 있습니다. 2024년 2월 Agilyx와 Americas Styrenics(AmSty)는 5년간의 설립 협약이 정해진 목표를 성공적으로 달성함에 따라 오리건주 티가드에 위치한 Regenyx 합작회사를 종료하기로 합의했으며, 해당 시설은 2024년 4월 운영을 중단했습니다. Agilyx는 동시에 Circular Resources와 60:40 합작회사인 Plastyx를 출범시켰습니다. Plastyx는 열분해유 산업을 위해 20만 미터톤의 플라스틱 폐기물 원료를 조달하는 것을 목표로 하며, 단기적으로 유럽 시장에 집중하고 텍사스주 휴스턴 인근에 추가 생산 용량을 구축할 계획입니다. 2023년 4월 Agilyx는 BioBTX와 협력해 Agilyx의 열분해 기술과 BioBTX의 촉매 방향족 전환 기술을 결합하여 순환형 BTX 화학제품을 생산하는 상업 시범 플랜트를 개발한다고 발표했습니다.

Brightmark LLC

샌프란시스코에 본사를 둔 Brightmark는 인디애나주 애슐리 열분해 시설을 운영하고 있으며, 이 시설의 목표 생산 용량은 연간 10만 미터톤입니다. 또한 2024년 4월 조지아주 토머스턴에 새로운 2.5-million-square-foot 순환성 센터를 건설하기 위해 9억5,000만 미국 달러를 투자한다고 발표했습니다. 이 센터는 독자적인 Plastics Renewal 기술을 사용해 연간 40만 미터톤을 초과하는 1~7번 혼합 플라스틱을 처리할 수 있습니다. 건설은 2025년에 시작할 예정이며, 시설 개장은 2027년을 목표로 합니다. 조지아 시설은 주정부 및 지방정부의 세금 감면, 보조금 및 인센티브로 7,360만 미국 달러를 확보했으며, 약 200개의 제조 일자리를 창출할 예정입니다. Brightmark의 Plastics Renewal 공정은 산소가 부족한 환경에서 플라스틱을 가열하고 기화한 뒤, 증기를 포집하고 냉각해 열분해유로 전환하며, 해당 열분해유를 나프타, 연료, 왁스 및 화학제품으로 가공합니다. Brightmark의 애슐리 시설은 설계 용량과 비교해 운영 처리량 측면에서 어려움을 겪고 있으며, 이는 북미에서 1세대 대형 열분해 상업화 시설 전반에서 공통적으로 나타나는 양상입니다.

Nexus Circular

조지아주 애틀랜타에 본사를 둔 Nexus Circular은 재활용이 어려운 필름과 연포장재를 대상으로 하는 독자적인 열분해 공정을 운영하며, 석유화학 설비에 공급하기 위한 ISCC PLUS 인증 열분해유를 생산합니다. 2023년 1월 Nexus는 Cox Enterprises와 1억5,000만 미국 달러 규모의 지분 투자를 완료했으며, Cox Enterprises는 Nexus의 최대 주주가 되었습니다. 이번 투자금은 애틀랜타 생산 용량을 확대하고 미국 남동부에 두 번째 시설을 건설하는 데 사용됩니다. 또한 Nexus는 Shell, Chevron Phillips Chemical, Braskem, LyondellBasell과 다년간의 제품 장기 구매 계약을 체결했습니다. LyondellBasell은 텍사스주 채널뷰에서 생산하는 CirculenRevive 순환형 폴리에틸렌용 재활용 원료를 연간 약 24,000미터톤 구매하기로 계약했습니다. 2023년 2월 Chevron Phillips Chemical과 체결한 계약은 Marlex Anew 순환형 폴리에틸렌용 순환형 액체 원료를 대상으로 합니다. 맥도너 시설의 대기 배출 허가 신청서에는 24개의 열분해 반응기 라인과 8개의 생산 라인이 기재되었습니다.

Klean Industries

브리티시컬럼비아주 밴쿠버에 본사를 둔 Klean Industries는 열분해 장비 제조업체이자 기술 개발업체, 프로젝트 개발업체로서 전 세계에서 사업을 운영하고 있으며, 캐나다와 미국 태평양 북서부 지역을 중심으로 북미 개발 사업을 진행하고 있습니다. Klean은 500개 이상의 열분해 및 가스화 기술을 검토했으며, 플라스틱, 타이어 및 기타 탄화수소 기반 폐기물을 처리하는 열분해 프로젝트에 엔지니어링, 조달, 건설 및 관리 서비스를 제공합니다. Klean은 Terragreen Investments와 협력하여 브리티시컬럼비아주 애보츠퍼드에 연간 10,000톤 규모의 플라스틱 열분해 시설을 건설하기 위한 상세 타당성 조사를 완료했으며, Blue Planet Recycling에서 원료를 공급받고 부지 위치도 확정했습니다. 오리건주 보드먼에서 추진하는 Klean의 타이어 열분해 프로젝트는 모든 인허가를 취득했으며, 폐타이어(ELT) 처리 용량은 연간 60,000톤, 자본 지출은 약 1억5,000만 미국 달러입니다. 또한 원료, 탄소 배출 상쇄량 및 제품 판매를 추적하는 독자적인 KleanLoop 블록체인 플랫폼을 보유하고 있어, Klean은 기술과 인프라를 통합한 사업자로 차별화됩니다. 기술 라이선스 제공업체이자 EPCM 제공업체인 Klean의 사업 모델은 순수 운영업체와 다르며, 매출이 생산 경제성에만 의존하지 않고 프로젝트 개발 수수료와 기술 라이선스에 연계됩니다.

Resynergi

캘리포니아주 산타로사에 본사를 둔 Resynergi는 Evolucient 연속식 마이크로파 보조 열분해(CMAP) 기술을 개발했습니다. 이 기술은 집중된 마이크로파 에너지를 사용해 플라스틱 분자를 열분해유로 전환하며, 기존 열분해 방식보다 약 20배 빠른 속도로 처리합니다. 또한 40피트 스키드에 장착된 소형 모듈형 5-ton-per-day 장치로 구성됩니다. 이 기술은 HDPE, LDPE, PP 및 PS 원료를 처리합니다. 2024년 1월 Resynergi는 다중 장치 스키드 구성의 상업적 실증을 지원하기 위해 640만 미국 달러 규모의 시리즈 B 투자를 유치했습니다. 같은 시기에 글로벌 정제 및 석유화학 공정 기술 제공업체인 Lummus Technology는 전략적 투자를 단행하고 자사의 사장 겸 최고경영자를 Resynergi 이사회 이사로 선임했습니다. 이를 통해 Resynergi는 자본과 기술적 신뢰도를 모두 확보했습니다. Resynergi의 모듈형 배치 모델은 중앙집중형 대규모 인프라에 대한 투자가 필요하지 않도록 여러 CMAP 스키드 장치를 결합해 의미 있는 처리량을 확보하는 방식으로, 기존 열분해 상용화를 제약하는 높은 자본 집약도 문제에 대한 해법으로 제시됩니다.

Alterra Energy

오하이오주 애크런에 본사를 둔 Alterra Energy는 자사가 미국 최초의 대규모 상업용 플라스틱 열분해 공장이라고 설명하는 시설을 운영합니다. 이 시설은 애크런에 위치한 20,000-metric-ton-per-year 완전 연속식 설비이며, Alterra Energy는 운영업체이자 기술 라이선스 제공업체로 활동합니다.Alterra의 열화학적 액화 공정은 독자적인 오염물 제거제와 오염 축적 최소화 장치를 갖춘 7단계 연속 반응기 설계를 사용하여 재활용이 어려운 혼합 폐플라스틱의 65~75%를 합성 원유(PyOil), 화학 원료 및 왁스로 전환합니다. 2023년 초 Alterra는 걸프 연안 시설에 대한 기술 라이선스 계약을 Freepoint Eco-Systems와 체결했으며, 해당 시설은 연간 19만2,000미터톤 처리를 목표로 하고 Shell은 원료에 대한 독점 권리를 보유합니다. 또한 Neste에는 유럽 도입을 위한 두 번째 라이선스가 부여되었습니다. 2024년 4월 Alterra는 Firstar Fiber 및 Hefty ReNew 브랜드와 협력하여 Hefty 소비자 회수 프로그램을 통해 수거한 재활용이 어려운 플라스틱의 성공적인 전환을 입증했습니다. 2024년 10~11월 Alterra는 Infinity Recycling의 Circular Plastics Fund가 주도하고 LyondellBasell, Chevron Phillips Chemical, Neste 및 개인 투자자인 Potenza Capital이 참여한 비공개 투자 라운드를 완료하여 글로벌 기술 도입을 가속화했습니다.

Encina Development Group

텍사스주 더 우드랜즈에 본사를 둔 Encina Development Group은 촉매 열분해를 사용하여 소비 후 PE, PP 및 PS를 혼합 열분해유 중간체가 아닌 순환형 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 메탄으로 전환합니다. Encina는 2024년 4월 펜실베이니아주 포인트 타운십의 11억 미국 달러 규모 프로젝트를 취소한 후 개발 방향을 미국 걸프 연안 및 기타 해외 시장으로 전환했습니다. 제안된 걸프 연안 프로젝트는 석유화학 인프라 인근에서 ISCC+ 인증 순환형 화학물질 및 가스 생산을 목표로 합니다. Covestro는 프로젝트 완공을 조건으로 순환형 벤젠 및 톨루엔을 공급받기 위한 장기 계약을 체결했습니다.

OMV Aktiengesellschaft

빈에 본사를 둔 OMV는 ReOil 공정을 사용하여 수명이 다한 플라스틱을 순환형 원료로 전환합니다. 2024년에 완공된 슈베하트 실증 플랜트는 연간 1만6,000미터톤을 처리하도록 설계되었으며, OMV는 후속 20만,000-tonne 산업 플랜트를 규모 확대 경로로 제시합니다. 이 유럽의 운영 레퍼런스는 북미 지역의 라이선스 제공 기업과 구매 기업에 중요합니다. 지역 시장이 제약을 받고 있는 동일한 가능성, 즉 혼합 폐기물을 정유공장 호환형 순환 원료로 반복적으로 전환하는 능력을 검증하기 때문입니다. Bloomberg는 2024년 11월 OMV와 TotalEnergies가 폐플라스틱을 합성유로 전환하는 플랜트의 가동을 앞두고 있다고 보도했습니다.

최근 산업 동향

2023년 1월 - Nexus Circular, Cox Enterprises와 함께 1억5,000만 미국 달러 규모의 지분 투자 유치 완료 Nexus Circular는 Cox Enterprises가 주도한 1억5,000만 미국 달러 규모의 지분 투자를 유치하여 애틀랜타 시설을 확장하고 미국 남동부 지역에 두 번째 시설을 개발했습니다. 회사는 연간 2억5,000만 파운드의 처리 용량 확보를 목표로 제시했습니다.

2023년 2월 - Nexus Circular과 Chevron Phillips Chemical, 고도 재활용 원료 장기 공급 계약 체결 Nexus Circular과 Chevron Phillips Chemical은 신규 고도 재활용 시설에서 생산되는 순환형 액체 원료에 대한 장기 계약을 체결하여 기존 공급 관계를 확대했습니다.

2023년 2월 - Nexus Circular과 LyondellBasell, 확정적 장기 원료 공급 계약 체결 LyondellBasell과 Nexus Circular은 확정적 장기 공급 계약을 체결했습니다. 이 계약에 따라 Nexus는 LyondellBasell의 텍사스주 채널뷰 시설에서 순환형 폴리에틸렌인 CirculenRevive를 생산하는 데 사용되는 재활용 액체 원료를 연간 약 2만4,000미터톤 공급합니다.

2023년 4월 - Agilyx와 BioBTX, 순환형 방향족 화학물질 관련 협력 발표Agilyx ASA와 BioBTX B.V.는 상업 실증 플랜트에서 BioBTX 기술의 규모 확대 가능성을 검토하기 위한 전략적 협력 관계를 발표했습니다. 양사는 소비 후 플라스틱을 대상으로 하는 Agilyx의 열분해 기술과 BioBTX의 촉매 전환 기술을 결합해 플라스틱 폐기물에서 재생 가능한 BTX 방향족 화합물인 벤젠, 톨루엔 및 자일렌을 생산할 계획입니다.

2024년 1월 - Resynergi, 640만 미국 달러 규모의 시리즈 B 투자 유치 및 Lummus Technology의 투자 확보 Resynergi는 모듈형 연속 마이크로파 보조 열분해(CMAP) 기술을 상업적 규모로 확대하기 위해 640만 미국 달러 규모의 시리즈 B 투자 라운드를 완료했다고 발표했습니다. Lummus Technology는 전략적 투자를 단행했으며, Lummus의 CEO인 Leon de Bruyn은 Resynergi 이사회에 합류했습니다.

2024년 2월 - Agilyx와 Americas Styrenics, 5년 만에 Regenyx 합작투자회사 종료에 합의 Agilyx와 AmSty는 오리건주 티가드에 설립한 Regenyx 폴리스티렌 화학적 재활용 합작투자회사를 종료하기로 합의했습니다. 양사는 5년간의 설립 협약에 따른 목표를 성공적으로 달성했습니다. 2019년 이후 약 600만 파운드의 소비 후 PS를 처리한 이 시설은 2024년 4월 30일까지 운영을 중단했습니다. Agilyx는 일본에서 Toyo Styrene 플랜트가 가동에 들어간 것을 자사 기술 발전의 다음 단계로 제시했습니다.

2024년 4월 - Brightmark, 조지아주 토마스턴에 9억5,000만 미국 달러 규모의 순환경제 센터 건설 계획 발표 Brightmark LLC는 조지아주 토마스턴에 2.5-million-square-foot 순환경제 센터를 건설할 계획이라고 발표했습니다. 이 센터는 자체 개발한 Plastics Renewal 기술을 활용해 연간 40만 미터톤을 초과하는 플라스틱을 처리할 수 있습니다. 9억5,000만 미국 달러 규모의 이 프로젝트를 통해 약 200개의 제조 일자리가 창출될 예정이며, 2025년 착공과 2027년 개장을 목표로 합니다. 이 프로젝트는 조지아주 정부 및 지방정부로부터 7,360만 미국 달러의 인센티브를 지원받았습니다.

2024년 4월 - Encina Development Group, 펜실베이니아주 11억 미국 달러 규모의 플랜트 취소 및 걸프 연안으로 사업 전환 Encina는 펜실베이니아주 포인트 타운십에 계획했던 11억 미국 달러 규모의 순환 제조 플랜트를 건설하지 않기로 발표했습니다. 해당 플랜트는 연간 45만 미터톤의 PE, PP 및 PS를 촉매 방식으로 처리할 예정이었습니다. 대신 미국 걸프 연안, 사우디아라비아 및 동남아시아에서 개발 중인 프로젝트를 추진할 계획입니다. Encina는 주요 석유화학 인프라와의 근접성 및 AmSty, BASF, Covestro를 포함한 고객への 공급을 고려해 설계한 걸프 연안 프로젝트도 동시에 발표했습니다.

2024년 10~11월 - Alterra Energy, LyondellBasell, Chevron Phillips 및 Infinity Recycling과 투자 라운드 완료 Alterra Energy는 Infinity Recycling의 Circular Plastics Fund가 주도한 비공개 투자 라운드를 완료했습니다. LyondellBasell, Chevron Phillips Chemical, Neste 및 Potenza Capital도 추가로 투자했으며, 이번 투자를 통해 Alterra의 열화학적 플라스틱 액화 기술을 전 세계에 도입하고 라이선스 모델의 상용화를 가속화할 계획입니다.

2024년 11월 - OMV, 슈베하트 정유공장에 16,000-tonne 규모의 ReOil 실증 플랜트 완공 OMV는 슈베하트에 16,000-tonne-per-year 규모의 ReOil 실증 플랜트를 완공했으며, 이를 통해 계획 중인 200,000-tonne 규모 산업용 플랜트의 운영 기준을 확립했습니다. Bloomberg는 같은 기간 유럽에서 화학적 재활용 처리 용량이 증설됐다고 보도했습니다.