테크놀로지 제 1302호 (2020년 11월 11일)

“쓰레기 분리수거 난제, 인공지능에서 답 찾았죠”

기사입력 2020.11.09 오후 07:04


[HELLO AI=이경전이 만난 AI 프런티어⑦ 김정빈 수퍼빈 대표]
- 재활용 가능 여부 자동 선별해 현금 주는 ‘네프론’ 개발…“순환 경제 성공 모델 만들고 싶어”


“쓰레기 분리수거 난제, 인공지능에서 답 찾았죠”
[한경비즈니스=정리=이현주 기자]최근 ‘환경·사회·지배구조(ESG) 경영’이 화두다. 기업의 미래 가치를 가늠하는 새로운 잣대로 떠오르면서다. 최근 늘어나는 배송 서비스에 일회용품 쓰레기가 사회 문제로 대두되면서 기업들이 친환경 포장 용기 개발에 나섰다. 유색 페트병을 무색으로 바꾸거나 재활용이 가능한 재질로 교체하는 식이다. 스타트업 수퍼빈은 일찍이 ‘친환경·필환경’의 가치를 제품과 서비스로 ‘구체화’하고 사업을 확장해 왔다. 쓰레기 회수를 시작으로 고부가 가치 원재료를 생산하는 ‘순환 자원’ 비즈니스 모델로 완성해 가고 있다.


수퍼빈이 주목한 환경 이슈는 도시 내 쓰레기 배출이다. 그린피스의 ‘일회용의 유혹, 플라스틱 대한민국’ 보고서에 따르면 한국인은 1년에 약 49억 개로 지구의 10.6바퀴에 해당하는 페트병을 쓴다. 플라스틱 사용량은 점차 증가하고 있고 생산된 일회용 플라스틱 대부분은 재활용되지 않는다. 그렇다면 ‘과연 재활용 프로세스가 실제 존재하는 걸까.’ 


이와 같은 질문에서 수퍼빈은 기존 분리수거 체계의 문제점을 발견했다. 가정에서 분리수거를 하면 각자의 주관에 따라 판단하게 된다. 일반 쓰레기와 재활용 쓰레기가 섞여 들어오거나 오염된 상태로 버리면서 실제 재활용할 수 있는 쓰레기 비율이 낮아지게 된다. 그 상태로 선별장을 거쳐도 폐기물의 품질이 낮아 업사이클링이 아닌 다운 사이클링 위주의 재활용이 이뤄지게 된다. 수퍼빈은 고부가 가치 그리고 인공지능(AI)에서 답을 찾았다. 


산업 소재 등으로 쓰일 수 있는 고부가 가치 재활용품만 AI와 로보틱스 기술을 통해 걸러내는 것이다. 쓰레기의 가치를 측정하고 보상해 주는 AI 회수 로봇 ‘네프론’을 통해서다. 네프론은 페트병과 캔을 넣으면 현금으로 돌려주는 방식으로 인기를 모았다. 수퍼빈은 네프론의 이동 서비스뿐만 아니라 폐기물의 자원화를 위한 공장 설립을 준비하고 있다. 


수퍼빈을 설립한 김정빈 수퍼빈 대표는 하버드 케네디스쿨을 졸업하고 중견 철강 기업 코스틸의 최고경영자(CEO)를 맡은 후 2015년 창업에 뛰어들었다. 경기도 성남시 분당구 수내동 수퍼빈 사무실에서 김 대표는 새롭게 개발한 네프론 2세대 모델 ‘네프론 모듈러’를 소개했다. 네트론 모듈러는 네프론 1.0(네프론 오리지널)의 단점을 보완해 더 기술 집약적으로 구현된 쓰레기 회수 로봇이다. 


김 대표는 “수퍼빈의 가장 큰 역할은 우리 사회에 순환 경제(circular economy)라는 개념을 보여주고 있는 것이라고 생각한다”며 “지속 가능한 지구 환경을 위해 새로운 개념의 순환 경제에 부합되는 재활용의 개념을 만들어 가는 데 수퍼빈이 조금은 기여하고 있다고 믿는다”고 말했다. 


이경전 경희대 교수가 김정빈 대표를 만나 수퍼빈의 미래 가치를 찾아봤다. 


김정빈(왼쪽) 대표와 이경전 교수. 이승재 기자

김정빈(왼쪽) 대표와 이경전 교수. 이승재 기자

이경전 교수(이하 이경전) : “네프론 모듈러가 다른 점은 무엇입니까.”


김정빈 대표(이하 김정빈) : “네프론 모듈러는 지난 몇 년간 네프론 오리지널을 사용하는 사용자와 시장의 반응을 관찰하며 새롭게 발견된 니즈를 반영했습니다. PC 기반과 배전반 기반의 제어부가 임베디드된 점이 특징입니다. 이를 기반으로 더욱 안정적이 원가 경쟁력이 담보되는 디지털 장비 개발이 가속화될 수 있습니다. 저장 공간도 네프론의 상품 디자인을 해치치 않으면서 확대할 수 있도록 확장 설계가 가능합니다.” 


이경전 : “PC 두 대에서 하나가 되었네요. 무게도 측정합니까.” 


김정빈 : “벨트컨베이어를 타고 이동하면서 AI 비전(이미지) 기반으로 사진을 찍어 물체를 확인하고 무게 센서를 통해 측정도 합니다. 네트론 오리지널에선 종이처럼 완전히 압착하는데 그 과정에서 파쇄 소리가 크게 났어요. 실내에 들어가기 위해서는 이 문제를 해결해야 했죠. 병뚜껑은 그대로 두면서 본체 부분이 압착되도록 적절한 강도의 압력을 주도록 했습니다.” 


이경전 : “PET가 아닌 것을 구분할 때는 시각 지능으로 인식하나요.”


김정빈 : “플라스틱에도 PET·PS·PP 등 여러 종류가 있는데, 네프론은 특히 PET와 캔을 수거하고 있습니다. 병은 재활용이 아니라 재사용 대상입니다. 정책에 따라 다를 수 있지만 우선 시각으로 분류합니다. 순수 PET로 제작됐다는 수퍼빈 로고가 들어가면 카메라가 잡아낼 수 있지만 아직 그렇게까지 구분해 달라고 요구하는 고객은 없었습니다.” 


수퍼빈은 카이스트에서 개발한 ‘휴보’의 AI 기술을 접목한 뒤 자체 서버와 알고리즘을 확보하는 방식으로 기술적으로 진보해 왔다. 초기에는 외형을 보고 판단하는 수준에서 이제는 색깔, 라벨, 병뚜껑 여부, 내부 이물질 여부 및 종류, 오염 등을 구분해 낸다. 더 중요한 기술은 순환 자원의 대상이 아닌 것에 대한 데이터가 많아지고 있다는 것이다. 이를 통해 순환 자원을 더 잘 이해해 가고 있다는 게 김 대표의 설명이다. 


김 대표는 순환 경제 모델에 대해 설명을 이어 갔다. 선형 경제(linear economy)가 생산→소비→소각·매립의 단계를 거친다면 순환 경제는 소각 매립 전 선별·수집 단계에서 쓸 수 있는 자원을 걸러 물류·저장→정제→생산으로 연결한다. 자원이 돌고 도는 것이다. 


유럽에서 에비앙은 100% 재활용된 병으로 신규 상품을 제조하고 2025년까지 상품의 순환 구조를 만들기 위해 2013년부터 스타트업들과 함께 용기를 회수하고 있다. 코카콜라는 2025년까지 모든 음료 용기를 100% 재활용할 수 있는 친환경 패키지로 교체하고 2030년까지 코카콜라 페트병 제작 시 50% 이상을 폐플라스틱이나 재활용 소재를 사용하겠다는 계획을 밝혔다. 


수퍼빈은 순환 경제를 완성할 수 있는 사업 구조를 만들어 가고 있다. 순환 자원의 회수와 선별, 이러한 순환 자원의 물류와 유통 그리고 가공을 통한 소재 생산을 포함한다. 김 대표는 “도시의 인프라로 상하수도·전기·도록·통신 등을 구축하듯이 네프론이 하나의 기반 시설이 돼 누구나 어디서나 순환 자원화에 참여할 수 있도록 진화시키는 것이 목적”이라고 말했다. 


김정빈 : “에코 시스템이 제대로 돌아가기 위해서는 소각과 매립은 반드시 필요합니다. 소비자가 쓰고 버리는 것 중 자원화가 가능한 것들은 소각·매립 전에 분류돼야 하는데 현재 그 작업을 가장 잘하는 분들이 경비 아저씨들이죠. 재건축되면서 보안 요원은 있지만 경비 아저씨가 사라지고 있어 폐기물 선별도 어려워지고 있습니다. 폐기물 수거 거부 사건이 있었잖아요. 우리는 경비 아저씨의 눈을 대신하는 디지털 디바이스를 발전시켜 분류 작업을 하고 있습니다. 재활용되기 위해선 무엇보다 오염되면 안 되는데 처음부터 잘 분류하는 게 중요합니다. 아무리 세척해도 좋은 소재가 나오지 않거든요. (사진을 보여주며) 한국 화학 회사에서 요구하는 폐플라스틱 플레이크는 A급 수준입니다. 한국에선 이 정도 품질을 구하지 못하기 때문에 일본에서 매년 1조원 정도의 플레이크를 수입해 쓰고 있어요. 로레알·나이키·크리스찬디올·펩시 등에선 용기를 만들 때 30% 이상의 폐기물 플레이크를 넣도록 의무화하고 있습니다.” 


이경전 : “한국 리사이클 체계가 잘못된 것인가요.”


김정빈 : “일본이 재활용을 잘하는 국가로 소문나 있지만 이들은 박스 종이, 투명 PET 두 개만 재활용합니다. 나머지는 소각하죠. 그래서 가능한 겁니다. 수퍼빈은 자체적으로 물류 체계가 있고 주요 거점에서 공장으로 보내 플레이크를 만들고 있어요. 위탁 생산하다가 직접 공장을 설립하는 과정에 있습니다. 깨끗하게 모인 것을 가공하면 최소한의 화학 공정으로 고품질의 소재를 생산할 수 있습니다. 분리수거가 잘 안 되는 이유는 폐기물을 받아올 때 인센티브를 주지 않기 때문입니다. 반면 수퍼빈은 경제적 인센티브를 제공하기 때문에 아닌 것들에 대해 ‘거절’할 수 있습니다. 최근에는 기업이 재활용에 적합한 소재 개발과 용기를 제작할 수 있도록 공동 연구·협력을 시작했습니다. 지금까지는 한 번도 하지 않았던 연구죠. 재활용된 자원으로 구체적으로 무엇을 할 수 있는지를 생산자도 몰랐던 거예요.”  


이경전 : “페트병으로 플레이크를 만들면 보통 어디에 사용되나요.”


김정빈 : “플레이크는 밀가루와 같은 소재입니다. 밀가루로 빵·국수 등을 만들 수 있듯이 필름, 섬유, 보틀 등 다양하게 적용할 수 있습니다.” 


이경전 : “지금까지는 순환 자원으로 어떤 부가 가치를 만들 수 있는지에 대해 생각을 못했다는 거죠.”


김정빈 : “산업 자체가 없었습니다. 지금까지는 재활용을 하면 인형 솜에 들어들어가는 단 섬유나 저품질 플라스틱을 만드는 데 사용됐죠. 실제 소비자가 마트에서 사서 쓰는 플라스틱은 폐기물로 만든 게 없습니다. 선형 경제의 끝에서 부가 가치가 낮은 재활용을 하지 말고 다시 생산으로 연결되는 순환 경제를 만들어 보자는 겁니다. 유럽에선 30%를 리사이클 플레이크를 사용해야 하고 호주에선 100% 써야 합니다.” 


이경전 : “페트병이 다시 페트병이 되는 거네요.”


김정빈 : “그러면 생산자들이 다시 사용할 수 있는 스펙으로 상품을 개발하기 시작할 겁니다. 플라스틱은 고유점도(IV) 값이 있어 너무 점도가 낮으면 끊어진다고 해요. 만약 페트병을 재활용해 운동화를 만들고 싶다면 방사되는 IV 값이 나오는지, 나오지 않는지가 중요해요. 생산자가 화학적 결속 구조를 고민해 만들어야 하는 거죠. 수퍼빈과 같이 모이는 채널이 있어야 생산할 이유도 생기는 것이고요.” 


이경전 : “대표님이 생각하는 이상적인 네프론의 보급 시나리오는 무엇입니까.” 


김정빈 : “네프론은 현재 전국에 160대 정도 있습니다. 과거 휴대전화가 없던 시절의 공중전화 부스만큼의 보급이면 좋다고 봅니다. 최소한 50만 인구 기준으로 100대를 설치하는 게 1차 목표입니다.” 


이경전 : “아파트나 기존 업체와의 갈등은 없습니까.”


김정빈 : “갈등은 없지만 아파트는 물량을 감당할 수 없기 때문에 들어가지 않습니다. 이번에 스마트빌리지라는 프로젝트를 새롭게 시작했습니다. 부산 스마트 시티에 스마트 쓰레기통을 설치해 회수하는 프로젝트를 턴키로 수주했죠. 센서와 디지털 정보로 생활 폐기물 중 재활용될 수 있는 것, 소각 매립장으로 보낼 것 등을 구분하는 실험을 우리가 처음 실험하게 됐습니다.” 


이경전 : “네프론이 설치될 수 있는 가장 적합한 위치는 어느 곳입니까.”


김정빈 : “일반인들이 자유롭게 접근할 수 있는 공공장소입니다.” 


이경전 : “주유소도 괜찮을 것 같은데요. 주유소에서 물병을 많이 주고 차에도 페트병이 많으니까요.” 


김정빈 : “아직 주유소는 시도해 보지 않았지만 극장에 들어갔다가 실패한 적이 있습니다. 주유소나 극장과 같은 장소는 사람들이 뚜렷한 목적을 가지고 갑니다. 그래서 다른 목적성 이외의 다른 행위를 유도하는 게 매우 힘들어요. 극장에서 나올 때 음료를 다 버리잖아요. 쓰레기를 넣어 달라고 해도 영화를 보면 빨리 화장실에 가거나 쇼핑을 하러 나갑니다.” 


이경전 : “5000만 인구에 1만 대가 되면 그때는 뭔가 다른 게 나올 수도 있겠습니다.” 


김정빈 : “퍼블릭 공간과 별개로 사무용 빌딩에도 네프론을 설치하는 것을 논의하고 있습니다. 기업의 사무 환경에서 나오는 폐기물이 엄청난데 이를 재활용할 수 있으면 기업이 환경에 기여하는 또 다른 방식이 될 것입니다. 수퍼빈의 2대 주주인 휴맥스는 최근 주차 관리 비즈니스를 새롭게 시작했습니다. 전국 320개 빌딩을 관리하는데 여기에 설치될 수도 있습니다.”


이경전 : “사무용 빌딩도 좋은 아이디어인 것 같습니다.”


김정빈 : “AI의 특징으로 학습된 것 중 하나로 매칭하는 성향이 있습니다. 즉, 생활 폐기물 가운데 재활용되는 것을 선별한다는 것은 재활용되지 않는 모든 폐기물 데이터를 갖고 있어야 한다는 이야기입니다. 데이터가 쌓일수록 할 수 있는 일들이 많아집니다. 어느 날 폐운동화를 모아본다면 우리는 코딩만 바꾸면 됩니다. 단 하루 만에 AI가 재활용품으로 인식하고 다시 선별하게 됩니다. 산업에서 요구하는 카테고리와 스펙을 디지털 정보로 환산해 선별할 수 있도록 시스템화돼 있습니다.” 


이경전 : “AI 회사로 계속 발전할 수 있는 이유가 되네요.” 


김정빈 : “기저귀와 생리대를 만드는 한 기업은 제품이나 포장재의 최종 생산자에게 폐기물에 대한 일정량의 재활용 의무를 부여하는 생산자책임재활용제도(EPR)로 매년 100억원씩 내야 했습니다. 만약 70%를 회수할 수 있다면 내지 않아도되는 비용입니다. 그런데 지금까지는 회수할 수 있는 방법이 없었습니다.우리는 도시 안에서 발생하는 폐기물 중 자원화가 가능한 것을 디지털 디바이스로 선별하고 수송을 통해 수요자에게 연결해 주는 전체 메커니즘으로 환경 오염으로 인한 지구 생태계의 부작용을 최소화하는 것을 목표로 삼고 있습니다. 물류 차량에도 로보틱스 기술을 탑재하려고 합니다.” 


이경전 : “수퍼 모아에 대해 설명해 주세요.” 


김정빈 : “대량의 순환 자원을 효율적으로 처리하는 시스템입니다. 우리가 소호 유저라고 부르는 분들이 있습니다. 페트병을 가득 모아 오는데 네프론으로는 감당할 수 없어 면대면으로 회수합니다. 주로 할머니와 할아버지들이 소호 유저로 활동하는데요. 보통 네프론에 캔과 페트병이 1000개 정도 들어간다면 소호 유저들은 빨간 바구니에 2000개씩 모아 와요. 대면회수 채널의 경우, 소호 유저를 대상으로  별도의 일정 및 장소 공지 후 대량으로 거래할 수 있는 서비스 형태로 운영하고 있습니다.”  


이경전 : “마니아가 등장하는 거죠. ‘수퍼 큐브’는 이동형 네프론인데 그것도 좋은 아이디어라고 생각합니다.” 


김정빈 : “백 마디 말보다 디자인으로 표현하는 게 중요하다고 생각해 다양한 문화 활동을 전개하고 있습니다. 대표적으로 연남동에서 진행한 쓰레기 마트 프로젝트는 ‘쓰레기도 돈이다, 재활용도 놀이다’를 보여준 가장 전형적인 그리고 가장 도전적인 프로젝트였습니다. 프로젝트가 마무리되는 마지막 주에는 주말에만 그 작은 마트 안에 2700명이 넘게 다녀갈 정도 대성황이었습니다. 수퍼 큐브는 이벤트가 있을 때 현장으로 움직이는 네프론입니다. 앞으로 순환경제 구조에서 발생하는 부가가치를 사회와 공유하는 방안을 만들어 가려고 합니다. 순환 경제를 설계하는 과정에 AI도 필요하고 폐기물 디지털 데이터, 다양한 정보통신기술(ICT), 디자인도 필요합니다. 우리가 찾고 있는 미래의 가치는 우리가 얼마나 더 우리 사회를 이해하고 이 지구 생태계를 존중하는지에 따라 달라질 것 같아요. 앞으로 우리가 만들어 가는 사업은 ‘공존과 균형’, ‘다양과 갈등’, ‘유한과 변화’의 가치를 향하고 있습니다.”



- 이경전 교수가 말하는 수퍼빈
지구 환경 보호를 위한 선순환 경제 비즈니스 모델을 만들고 이를 인공지능(AI)·로보틱스·서비스 디자인 역량으로 구현하는 기업
PET병과 알루미늄 캔을 수집·분류·가공해 다시 고부가 가치의 원재료로 변환하는 과정을 수직 계열화함으로써 경쟁력을 확보해 나가고 있음
고도의 기술이 집약된 수거 로봇 네프론을 시리즈로 출시하면서 향후 AI 모델의 변경에 따라 다양한 분야로 확장 가능
폐기가 끝이 아닌 폐기물이 새로운 생산의 재료가 되는 순환 경제를 위한 한국의 제도 개혁이 필요함 




“쓰레기 분리수거 난제, 인공지능에서 답 찾았죠”
charis@hankyung.com





[본 기사는 한경비즈니스 제 1302호(2020.11.09 ~ 2020.11.15) 기사입니다.]


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입력일시 : 2020-11-11 17:46