2차 전지 폐배터리 재활용 시장 분석

개요

 글로벌 시장 규모는 2025년까지 약 230억 달러까지 성장할 것으로 전망하고 있습니다. 재활용 기술이란 배터리 수명이 다되어서 폐기해야 하거나, 불량품이 배출되어야 할 때 경제적 측면에서 재활용을 하여 자원가치가 있는 원재료 등을 회수하는 기술입니다. 배터리의 핵심소재들은 대부분 수입에 의존하고 있으므로 자원안보에 큰 기여가 예상됩니다.

국내 주요 기업으로는 POSCO홀딩스, 성일하이텍, 휴렘, 삼성 SDI, LG화학, SK이노베이션 등이 있습니다.

폐배터리 재활용 공정도, 출처 지앤이타임즈

 

재활용 기술의 정의

 ESS장비 또는 전기자동차에서 배터리의 수명이 다하거나, 불량품이 발생했을 경우 이 폐배터리를 재활용하는 기술입니다. 이를 통하여 제조원가 비중이 높은 금속 등을 회수하여 경제적인 측면에서 높은 의미를 가지게 됩니다. 현재 국내에서는 니켈, 코발트, 망간과 같은 희귀 금속을 전량 수입에 의존하고 있습니다. 재활용 기술을 통하여 희유금속을 추출하게 되면 추가적인 자원 확보가 가능하여 수입대체가 되겠습니다. 따라서 배터리 모듈 내의 특수한 재질의 부산물을 희유금속과 분리하는 기술이 기본적으로 구축되어 있어야겠습니다. 이 사업은 대부분 수입에 의존하고 있는 핵심소재에 대하여 부가가치를 창출시킬 수 있으며 글로벌 경쟁사에 대한 대응뿐 아니라, 국가에서 관리해야 할 핵심 자원안보 사업에 해당되겠습니다. 앞으로 전기차와 ESS 시장의 성장으로 재활용 시장 또한 함께 성장하고 있어 2050년까지 약 600조 규모의 시장으로 상장이 전망됩니다. 글로벌 시장에서 유통되는 전지는 리튬 이온 2차 전지입니다. 리튬이온과 다른 금속들로 구성되어 양극과 음극사이의 분리막을 오가며 전기화학적인 반응이 이루어지는데 이에 사용되는 주요 금속과 배터리를 재활용하는 중요한 기술입니다. 

 

 

기술의 필요성

 글로벌 지원 정책 및 친환경 정책 등으로 인하여 전기차 수요가 많아졌습니다. 이에 따라 이차전지의 수요는 크게 늘어나고 있으며 관련 산업에서 대한민국은 생산 관련 큰 비중을 차지하고 있습니다. 특히 소재산업에서 높은 경쟁력을 가지고 있으며 중국의 정책적인 공세와 일본 기업들의 기술력과 경쟁하고 있는 상황입니다. 이 산업에서 원가 비용이 가격경쟁력을 크게 좌우하고 있습니다. 특히 양극재의 경우 전지 소재 원가의 30% 이상을 차지고 하고 있습니다. 이러한 자원뿐 아니라 글로벌 경쟁 상황을 극복하기 위한 해결책으로 제조공정에서 발생하는 스크랩의 재활용 등 다시 이차전지의 재료로 재공급하는 방법입니다. 현시점에서 재활용되는 배터리의 규모는 5% 미만으로 적은 상황이지만 추후 시장의 규모가 지속 증가하는 추세이기 때문에 관련 기술들이 주목받고 있습니다. 환경적인 차원에서 주목해야 할 점은 배터리 산업에서 발생하는 환경오염적인 요소들이 상당한데 지구 환경적인 관점에서 관심을 가지고 접근해야 하는 상황입니다. 현재 중소기업들이 발 빠르게 대응하고 있으며 대형그룹사들 또한 관련 기술들을 수직계열화하여 경쟁에 참여하고 있습니다. 국내 시장의 경우 폐배터리 재활용 시장은 전지의 교체주기를 7~9년으로 전망했을 경우 1조 원 이상의 매출이 기대되고 있습니다. 

 

재활용 세부 공정도 출처 JFE환경

밸류체인 분석

전기차 배터리 밸류체인은 수거 및 검사, 재재조, 전처리, 물질회수 등 총 4단계로 구분이 됩니다. 시장의 성장에 따라 핵심부품 관련 시장도 동반 성장하고 있습니다. 글로벌 시장의 특성상 전기차와 관련 소재에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 따라서 시장과 산업의 성장에 따라 이후 폐배터리의 처리에서 발생하는 문제점들이 이슈가 될 전망입니다. 하지만 원재료의 희소성을 고려하여 판단한다면 시장은 원래 시장의 밸류체인에도 큰 영향을 미칠 것으로 판단됩니다. 이러한 중요성으로 인하여 배터리 시장은 글로벌 기업들 간의 합작회사 등의 회사로 국가 간 기업 간 경쟁과 시너지 활동이 아주 활발하게 진행되고 있습니다. 이에 폐배터리 시장 또한 다시 제조하는 기술과 회수하는 기술로 양분화되어 새로운 밸류 체인을 형성할 것으로 전망합니다. 재활용 산업의 밸류체인은 원자재, 구성요소, 통합시스템, 최종사용자로 총 4단계로 구분이 됩니다. 친환경적인 차원에서의 기술은 전문적인 시장으로 성장하고 있습니다. 

 

배터리 재활용 밸류체인