플라스틱의 사용량은 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인한 폐기물 처리 문제는 환경과 인체 건강에 부정적 영향을 미치고 있다. 이를 해결하기 위한 대안으로 인벤토리와 자원순환을 기반으로 한 순환경제 정책이 강조되며, 플라스틱의 전 공급망을 이해하고 환경보호, 경제성장, 사회적 이익을 동시에 추구하는 관리 전략이 요구된다. 특히, 플라스틱 중 대량으로 사용되고 수명주기가 짧은 포장재와 일회용품에 대한 과학적인 의사결정이 필요하다.
플라스틱 폐기물의 인벤토리는 플라스틱의 생성, 관리, 오염원 출처, 환경 누출(Leakage) 등에 대한 정량적 데이터를 제공해주며, 물질흐름의 각 공급망에서 어느 부분이 병목현상을 일으키는지에 대한 정보와 구체적인 해결 방법론을 제공해 줄 수 있다. 국내 포장재 및 일회용품의 인벤토리에 대한 선행연구에서는 환경 중으로 누출되는 양을 고려하지 않고, 합성수지로부터 포장재 및 일회용품으로 전환되는 분배계수에 대한 오래된 정보를 활용하였으며, 연구진마다 사용한 가정이 달라 인벤토리 결과에 큰 차이를 나타내고 있다. 따라서, 이러한 폐기물에 대한 신뢰도 높은 인벤토리 구축이 필요하다.
본 연구에서는 포장재와 일회용품의 인벤토리는 공급망의 전 범위를 대상으로 하며, 생산·소비에 대한 Upstream과 수거·처리 및 환경 누출에 대한 Downstream으로 구분하여 구축하였다. 또한, 인벤토리 결과를 활용하여 순환경제 촉진을 위한 적정 관리방안은 도출되었다.
Upstream에서 포장재 및 일회용품의 생산·소비에 대한 인벤토리를 구축하기 위하여 9종 합성수지에 대한 분배계수 최적화를 수행한 결과, 분배계수는 LDPE 0.39, LLDPE 0.39, HDPE 0.57, PP 0.48, PVC 0.05, PC 0.00, PET 0.94, EPS 0.19로 최적화되었다.
Upstream에서 최적화된 분배계수를 활용하여 합성수지로부터 포장재 및 일회용품 생산량을 평가한 결과, 9종 합성수지 634만 톤 중 39.7%인 251만 8,000 톤이 포장재 및 일회용품으로 생산된 것으로 평가되었다. 또한, 포장재, 일회용품, 건축, 자동차 등 8개 부문에 대한 플라스틱 소비량을 평가한 결과, 포장재 및 일회용품의 소비량은 전체 플라스틱 소비량은 39.2%로 나타났다. 이는 최적화된 분배계수를 활용한 포장재 및 일회용품의 생산 비율인 39.7%와 98.7%의 유사도를 보여 인벤토리 결과의 신뢰도를 확보하였다고 판단하였다.
Downstream에서 포장재와 일회용품의 폐기물 수거에 대한 인벤토리 결과, 수거된 전체 포장재 및 일회용품은 224만 7,000 톤이며, 이 중 54.6%가 분리수거되었다. 특히, 비가정부문의 제조·생산시설은 전체 비가정부분 중 수거된 포장재 및 일회용품의 양이 가장 많았으나 분리수거율은 10.6%로 매우 낮아 포장재 및 일회용품 사용 감량화 및 분리수거 촉진을 위한 종합대책이 추진되어야 하는 것으로 평가되었다.
Downstream에서 포장재 및 일회용품의 폐기물 처리에 대한 인벤토리 결과, 포장재 및 일회용품의 재활용률은 52.7%로 낮으며, 소각율과 매립률은 각각 27.8%와 17.2%로 평가되었다. 포장재와 일회용품의 재활용 촉진을 위해서는 재생원료에 대한 품질 기준을 설정하고, 재생원료 품질 기준에 따른 EPR 지원금의 차등 분배 등이 수행되어야 한다.
Downstream에서 포장재와 일회용품의 누출에 대한 인벤토리 결과, 전체 환경 누출량은 2만 5,000 톤이며, 이 중 수계 누출량과 육생 유실량은 각각 5,000 톤, 2만 톤으로 평가되었다.
Upstream과 Downstream 결과 간의 데이터 불일치도를 통한 신뢰도를 평가한 결과, 인벤토리에 대한 신뢰도는 선행연구의 신뢰도(74.8~79.5%)에 비해 높은 83.8%로 평가되었으며, 인벤토리 결과의 추가적인 신뢰도 확보를 위해서는 공급망 내에서의 포괄적인 흐름 정보 및 데이터 확보가 수행되어야 할 것으로 판단된다.
포장재 및 일회용품의 인벤토리 구축 결과를 바탕으로 포장재 및 일회용품의 순환경제를 저해하는 근본적인 문제점을 분석하였다. 그 결과, 포장재 및 일회용품의 순환경제 촉진을 위한 방안으로 포장재 및 일회용품에 대한 분류체계 개선, 플라스틱 재생원료에 대한 품질 기준의 설정, 공급망에서의 원활한 정보 흐름 방안 구축 등이 도출되었다.
플라스틱 폐기물에 대한 구체적인 분류체계는 플라스틱 유형의 명확한 식별 기준에 따라 재료를 세부 유형으로 구분하여 재활용을 활성화할 수 있으며, 통계 및 모니터링 품질을 개선을 통해 인벤토리의 신뢰도를 높일 수 있다. 플라스틱 폐기물에 대한 분류체계는 바젤 협약의 플라스틱 분류기준(오염 여부, 혼합 여부, 재질의 종류 등)과 국내 현황(생활계 유해폐기물 목록, 분리수거제도 등)을 반영하여 개선하였으며, 생활폐기물과 사업장일반폐기물에 대한 분류체계는 각각 3종에서 20종으로, 10종에서 27종으로 세분화되었다.
압축 플라스틱에 대한 재생원료 품질 기준의 설정은 플레이크, 펠렛 등 플라스틱 재생원료의 고품질화와 균일한 품질을 제공할 수 있다. 순환경제 촉진을 위하여 국내에서 많이 사용되는 PP, HDPE, PE, PET 압축에 대한 재생원료 기준은 재생원료의 등급, 허용 불가능한 오염물질의 종류, 허용 가능한 오염물질의 종류 및 농도를 기준으로 도출되었다.
순환경제의 공급망에서는 플라스틱의 흐름뿐만 아니라 이해관계자 간의 연결과 상호작용을 통한 정보의 원활한 순환이 중요하다. 이를 달성하기 위해 다양한 공급자와 수요자들이 정보를 공유하고 소통할 수 있는 체계인 순환경제 정보 플랫폼을 활용한 정보 순환체계를 구축하였다.