바이오플라스틱(영어: bioplastic)은 재생 가능한 바이오매스 원료로부터 생산되는 플라스틱 물질을 통칭하는 개념이다. 주로 옥수수, 사탕수수, 밀, 감자 등의 전분, 셀룰로스, 키토산, 알긴산과 같은 다당류, 그리고 콩 단백질, 글루텐 등의 단백질이 원료로 사용된다. 이는 석유나 천연가스 등 화석 원료 기반의 단량체로부터 만들어지는 기존 플라스틱과 대비되는 개념이다.
바이오플라스틱은 크게 두 가지 측면에서 정의될 수 있다. 첫째는 생산 부문에 초점을 맞춘 바이오매스 플라스틱(bio-based plastics)으로, 재생 가능한 생물 자원을 원료로 사용하는 플라스틱을 의미한다. 둘째는 폐기 부문에 초점을 맞춘 생분해성 플라스틱(biodegradable plastics)으로, 미생물의 작용에 의해 자연적으로 분해되는 플라스틱을 의미한다. 유럽 바이오플라스틱협회(EUBP)에 따르면, 바이오 기반 특성과 생분해성 특성 중 하나 또는 둘 모두를 갖춘 플라스틱을 바이오플라스틱으로 정의한다.
바이오플라스틱이 주목받는 배경에는 기존 플라스틱의 환경 문제가 있다. 석유 기반 플라스틱은 원료인 석유의 고갈 문제에서 자유롭지 못하며, 수백 년에서 수만 년까지 분해되지 않아 플라스틱 오염을 일으킨다. 이에 비해 바이오플라스틱은 일정 시간이 지나면 미생물에 의해 분해되어 물과 이산화탄소로 전환될 수 있으며, 식물이 성장 과정에서 대기 중의 이산화탄소를 흡수하므로 폐기 후 분해되어도 대기 중 이산화탄소 총량을 증가시키지 않는다는 점에서 탄소 중립적 특성을 지닌 것으로 평가된다.
대표적인 바이오플라스틱 소재로는 폴리락트산(PLA), 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 전분 기반 플라스틱 등이 있다. 응용 분야는 포장재, 음료수병, 자동차 부품, 가전제품, 키보드, 인테리어 부품 등에 이르기까지 다양하다. 실제로 코카콜라와 펩시 등은 음료수병에 식물 기반 원료로 얻은 단량체를 사용한 PET를 활용하고 있으며, 삼성전자는 2014년부터 TV와 가전 액세서리의 포장재에 바이오플라스틱을 사용한 사례가 있다.
한국화학연구원은 2019년 목재펄프와 게 껍질에서 각각 셀룰로오스와 키토산을 추출해 나노섬유로 가공한 생분해성 고강도 비닐봉투를 개발했다고 발표한 바 있다. 해당 연구에 따르면 이 비닐봉투는 인장강도 65~70MPa를 기록해 기존 생분해성 비닐봉투보다 인장 강도가 약 2배 높았으며, 땅속에서 6개월 이내에 100% 분해되는 것으로 확인되었다.
그러나 바이오플라스틱은 아직 기존 석유계 플라스틱에 비해 강도가 약해 활용 분야가 제한적이며, 생산 단가와 기술 발전 측면에서도 한계가 있다. 유럽 바이오플라스틱협회는 2025년에 바이오플라스틱이 전체 플라스틱 시장의 10% 이상을 차지할 것이라는 전망을 내놓기도 했으나, 실제 시장 점유율은 이에 미치지 못하는 상황이다. 바이오플라스틱의 환경적 이점은 생분해 조건, 폐기 처리 인프라, 원료 생산의 토지·자원 사용 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있어, 그 지속가능성에 대한 논의는 여전히 진행 중이다.
