품목번호	2023-첨단바이오신소재-일반-품목-3			산업 기술 분류	중분류Ⅰ				중분류Ⅱ
품목유형	□ 원천기술 ■ 혁신제품				산업바이오
융합유형	□ 산업고도화형 ■ 사회문제해결형 □ 신산업창출형 □ 해당없음
해당여부	□ IP연계 □ 표준연계 □ 디자인연계 □ BI연계 □ 경쟁형 □ 복수형 □ 국가핵심기술 □ 서비스형 □ 안전과제 ■ 탄소중립 □ 국제공동 □ BM형 □ 원스톱형 □ 챌린지형 □ 통합형 □ 실증형
R&D 샌드박스 유형	■ R&D 샌드박스(일반) □ R&D 샌드박스(지정)
품목명	바이오융복합공정기반 생분해성 바이오플라스틱용 가소제 제조 및 활용기술개발					품목코드 (HSK10)	류			호		소호		통계부호
							3	8		1	2	2	0	0	0	0	0
	(TRL : [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)
1. 개념 및 산업동향
ㅇ (개념) 미생물 세포공장을 이용하여 바이오매스 기반의 차세대 탄소중립형 생분해성 바이오플라스틱용 바이오가소제 제품화 기술 개발 - 생분해성 플라스틱 시장이 향후 급성장할 것으로 예측되나 생분해성 플라스틱에 적합한 무독성 및 생분해성을 갖는 가소제의 개발은 미미한 수준으로 이를 극복할 수 있는 생분해성 바이오가소제 대량생산 기술 및 관련 제품 개발이 필요함 - 플라스틱 물성향상을 위해 사용되는 비분해성 플라스틱가소제를 100% 바이오매스 유래 생분해성 가소제로 대체하기 위한 생물공정기반 가소제 생산기술 개발 및 이를 바이오플라스틱과 석유계 플라스틱의 생분해 가속화에 적용하는 제품 활용기술개발 ㅇ 산업동향 - 북미에서는 ExxonMobil, Eastman Chemical Company, BASF SE가 전체 가소제 시장의 약 40%를 점유하고 있으며, 유럽의 가소제 시장은 BASF SE, Evonik Industries, ExxonMobil Chemical의 3개의 업체가 전체 시장의 50%를 차지하고 있음 - 북미와 유럽의 가소제 시장은 ‘21년까지 각각 CAGR 4.8%와 3.8%로 성장할 것으로 예측되며 환경규제 강화로 인해 비프탈레이트계 가소제 시장이 확대될 것으로 예상됨 - 국내 가소제 생산은 애경유화, LG화학, 한화솔루션 3사가 전체 생산의 80%를 차지하고 있으며, 현재 생산되는 가소제의 80%가 프탈레이트계 가소제이며, 향후 국제환경규제에 따른 수요변화로 프탈레이트 가소제의 비중이 축소될 것으로 예상됨
2. 지원 범위
ㅇ 바이오매스 기반 생분해 바이오플라스틱용 가소제 생산 효소/미생물공정 개발 - 세포기반 생분해 바이오가소제 생합성 대사회로 분석 - 생분해 바이오가소제 생산 시스템 개발 및 최적화 ㅇ 바이오매스 기반 생분해 바이오플라스틱용 가소제 생산 바이오융복합 공정 개발 및 분리 정제 기술 개발 - 생분해 바이오가소제 정제/회수 시스템 개발 - 생분해 바이오가소제 생산 세포공장 발효공정 개발 및 생산성 고도화 개발 - 생분해 바이오가소제 대량생산 시스템 구축 및 시제품 개발 ㅇ 바이오 가소제 개발 및 생분해성 고분자 시제품 개발(2건 이상) - 생분해 바이오가소제 적용 플라스틱 가공 최적화 ㅇ 생분해 바이오가소제 물성, 가소제 생분해성 및 환경 안정성 평가 - 핵심 목표 성능(가소제) : 바이오매스함량≥95%, 색도(APHA)≤20, 산가(Acid value)≤0.15, 순도≥95%, 일반독성시험, 피부자극시험 등을 통한 안정성 입증 필요 - 생분해 바이오가소제 성능 및 생분해성 고분자 물성 등 제시(생분해도≥90%, 광투과율≥90%, 가소화율≥90% 등) - 석유계 가소제 대비 90% 이상 성능(신장율, 인장강도 등)
3. 지원 필요성
ㅇ (기술적 측면) 대표적인 생분해성 플라스틱들(PHA, PLA, PBAT, Cellulose acetate 등)은 에스터 결합의 고분자로 단위중량당 에스터 결합이 많은 바이오가소제 개발이 필요함 - 기존의 바이오가소제 생산기술들이 유기산 전구체를 생산하는 발효공정, 전구체를 회수하는 분리정제공정, 전구체를 화학촉매를 통해서 중합하는 화학공정의 복잡한 다단계 공정을 통해서 가소제를 생산하기 때문에 경제성이 낮음에 따라, 세포공장을 통해서 원스텝-원팟으로 최종 바이오가소제를 경제적으로 대량 생산하는 기술 개발이 필요함 ㅇ (시장적 측면) 일회용 플라스틱의 환경오염에 대한 이슈로 생분해성 플라스틱 시장이 향후 급성장*할 것으로 예측되지만 생분해성 플라스틱에 적합한 생분해성을 갖는 가소제의 개발은 미미해서 생분해성 바이오가소제 개발이 절실함 ㅇ (사회적 측면) 전 세계적 기후변화 및 환경오염 이슈와 정부의 2050 탄소중립 계획에 따라 석유 기반 산업은 저탄소 체제로의 패러다임 변화에 직면하고 있음. 정부가 추진하는 탄소중립 정책은 지속가능한 녹색사회 실현을 위한 장기 저탄소 발전전략을 채택하고 있으며 플라스틱 산업도 석유계 플라스틱에서 바이오플라스틱으로의 전환이 요구됨 - 코로나19 판데믹 이후 소비자들은 건강한 삶에 대한 관심이 높아지며, 석유계 소재를 대체하는 바이오기반 소재에 대한 관심이 증가
4. 지원기간/예산/추진체계
ㅇ 기간 : 57개월 (1차년도 : 9개월, 2~5차년도 : 각 12개월) ㅇ 정부출연금 : ‘22년 7.7억원 이내 (총 정부출연금 48억원 이내) ㅇ 주관기관 : 중소·중견기업 ㅇ 기술료 징수여부 : 징수