지난 몇 년간 폐석고 재활용 시장은 상당한 성장을 보였으며, 2033년까지 미국이 전 세계 시장의 약 13%를 차지할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장 전망과 더불어, 현재 미국의 연간 재활용 가능량은 35,500톤에 달합니다. 그러나 아시아 태평양 지역은 중국, 일본, 한국을 중심으로 급속한 산업 성장과 재생 에너지 저장 및 소비자 가전, 전기 자동차 분야의 발전을 앞세워 시장을 선도하고 있습니다. 유럽의 엄격한 환경 정책으로 인해 폐석고 재활용에 대한 투자가 활발해지면서 시장 성장을 더욱 촉진하고 있습니다.

블랙매스 재활용 시장은 환경적으로 많은 이점을 제공합니다. 예를 들어, 원자재 채굴에 따른 탄소 발자국을 줄이고, 온실가스 배출량을 감소시키며, 천연자원을 절약할 수 있습니다. 리튬 이온 배터리 블랙매스 재활용 공정은 채굴 자원 대비 내재 탄소 배출량을 68% 이상 절감하는 효과를 가져옵니다. 그러나 배터리 화학 성분의 다양성, 높은 운영 비용, 그리고 각기 다른 규제 체계는 블랙매스 재활용의 과제로 남아 있습니다. 또한, 리튬 이온 배터리의 열폭주 위험과 같은 기술적 문제들은 미래의 에너지 효율적이고 경제적인 사용을 위해 해결해야 할 중요한 과제입니다. 그럼에도 불구하고, 전반적인 회수율 증가와 환경 지속가능성 향상은 블랙매스 재활용을 보다 친환경적인 경제로의 전환을 위한 핵심 동력으로 자리매김하게 합니다. 

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시장 역학 

주요 원인: 전기차 판매 급증으로 폐리튬이온 배터리 재활용 물량 증가

전기차 판매량의 급증은 전 세계적으로 블랙 매스 재활용 시장을 확대하는 주요 요인 중 하나입니다. 2023년 전 세계 전기차 판매량은 전년도 1,054만 대에서 1,420만 대를 넘어섰습니다. 이러한 성장세는 친환경 교통수단을 장려하는 정부 정책과 환경에 대한 소비자들의 관심 증가에 힘입어 더욱 가속화되고 있습니다. 이로써 전 세계 전기차 누적 보유 대수는 이미 3천만 대를 돌파했습니다. 이러한 급격한 성장은 일반적으로 8~10년 사용 후 발생하는 폐리튬 이온 배터리의 대량 발생을 초래하고 있으며, 따라서 효율적인 재활용 솔루션에 대한 필요성이 대두되고 있습니다.

전 세계적으로 폐리튬이온 배터리의 양이 심각한 속도로 증가하고 있습니다. 2023년 전 세계 폐리튬이온 배터리 총량은 약 60만 톤, 2022년에는 50만 톤에 달했습니다. 폐배터리 블랙매스 재활용 시장의 일부 추산에 따르면, 이 수치는 2030년까지 매년 200만 톤 이상으로 증가할 수 있습니다. 리튬이온 배터리에는 코발트, 리튬, 니켈, 망간 등의 금속이 포함된 블랙매스가 존재합니다. 2030년까지 배터리 생산 산업에서 이러한 금속들이 필수적으로 요구될 것으로 예상되는 만큼, 시장에서는 이 모든 금속에 대한 수요가 높을 것으로 보입니다. 2023년에는 수명이 다한 전기차 배터리에서 회수 가능한 물질의 총 가치가 65억 달러로 추산되었습니다.

여러 국가의 정책 입안자들과 정부는 유해한 배터리 폐기물을 줄이기 위해 더욱 엄격한 법률을 제정하고 있습니다. 예를 들어, EU 배터리 지침은 2030년까지 리튬 배터리 재활용 효율을 70%로 달성하도록 규정하고 있습니다. 또한, 2023년 기준으로 중국에는 5,000개 이상의 배터리 재활용 시설이 설치되어 전기차 시장을 선도하는 데 기여했습니다. 이는 제조업체들이 적절한 배터리 재활용 시스템을 구축하도록 의무화하는 계기가 되었습니다. 전 세계적으로 환경 보호에 대한 관심이 높아짐에 따라 블랙 매스 재활용 시장의 수요가 증가하고 있습니다. 입법자들은 환경 보호뿐 아니라 미래 자원 확보를 위해 주요 배터리 구성 요소의 재활용률을 효과적으로 설정하고 있습니다.

동향: 전 세계적으로 배터리 재활용 인프라에 대한 투자 및 파트너십 증가 

이러한 전략적 제휴는 재활용 기술과 역량을 강화해 왔습니다. 예를 들어, 폭스바겐은 유미코어(Umicore)와 협력하여 독일 내에 10억 유로 규모의 배터리 및 양극재 재활용 공장을 설립했습니다. 마찬가지로, 제너럴 모터스(GM)는 캐나다 스타트업인 리튬사이클(Li-Cycle)과 협력하여 제조 과정에서 발생하는 배터리 폐기물을 재활용함으로써 재료 회수율을 높이고자 합니다. 정부 지원금 또한 중요한 역할을 합니다. 유럽연합 집행위원회는 유럽 배터리 동맹(European Battery Alliance) 프레임워크 내에서 회원국 시장의 재활용 시설 개선 및 혁신을 위해 2023년에 최대 17억 유로를 배정했습니다.

전 세계 배터리 재활용 인프라는 투자 증가와 관련 단체들의 지원에 힘입어 상당한 발전을 이루고 있습니다. 2023년 전 세계 블랙매스 재활용 시장의 배터리 재활용 공장 및 기술에 대한 총 투자액은 35억 달러를 넘어섰으며, 이는 전년 대비 75% 증가한 수치입니다. 재활용은 주요 자동차 및 기술 기업들에게 원자재 확보와 환경 법규 준수를 가능하게 하는 중요한 요소로 여겨지고 있습니다. 예를 들어, 테슬라는 네바다주에 연간 5만 톤의 배터리를 재활용할 수 있는 3억 7,500만 달러 규모의 배터리 재활용 공장 건설을 계획하고 있습니다.

개발도상국들도 이러한 추세에 발맞춰 대량 폐배터리 재활용 시장에 적극적으로 참여하고 있습니다. 2023년에 시행된 인도의 국가 배터리 재활용 프로그램은 재활용 시설 확충과 표준화된 수거 시스템 개발을 위해 6억 달러의 예산을 책정했습니다. 동시에, 국경을 넘는 협력을 통해 기술 습득과 지식 이전이 활발해지고 있습니다. 예를 들어, 일본과 호주는 2023년에 배터리 재활용 연구 협력에 관한 양해각서를 체결했으며, 특히 회수율 향상과 환경 피해 최소화에 중점을 두었습니다. 이러한 투자와 협력은 배터리 소재에 대한 수요 증가에 맞춰 적절한 방식으로 재활용할 수 있는 역량을 확대하는 데 필수적입니다.

과제: 흑색 덩어리에서 금속을 효율적으로 분리 및 추출하는 데 있어 발생하는 기술적 복잡성

블랙 매스 재활용 시장에서 유용한 금속을 분리 및 회수하는 것은 매우 복잡한 문제입니다. 블랙 매스는 리튬, 코발트, 니켈, 망간 및 기타 불순물/오염 물질을 주성분으로 하며, 배터리 1차 분해 후 남은 잔여물입니다. 이러한 금속들은 귀금속이기 때문에 2023년 기준 회수율은 약 75%에 불과하여 기술적 한계를 여실히 보여줍니다. 또한, 블랙 매스에는 여러 성분이 혼합되어 있고, 불소를 함유한 전해액 사용으로 인해 수입/회수된 블랙 매스의 품질이 저하되는 문제도 있습니다. 습식 제련 및 건식 제련과 같은 최신 기술을 이용한 블랙 매스 재활용에도 여러 가지 단점이 있습니다. 2023년 10월 기준, 이러한 기술들은 1500°C 이상의 고온을 필요로 하는 소성 과정을 거치기 때문에 리튬 및 기타 휘발성 원소의 최대 25%가 회수되지 않는 것으로 보고되었습니다. 습식 야금법은 일부 금속에 대해 매우 효율적이지만, 강산과 용매를 사용하기 때문에 적절한 처리가 필요한 대량의 유독성 폐기물을 발생시키며, 금속의 화학적 성질은 매우 빠르게 변화하고 있습니다. 2023년에는 60가지가 넘는 다양한 리튬 이온 배터리 조성이 발견되었고, 각 조성마다 필요한 조건이 달랐습니다.

폐배터리 재활용 시장에서 재활용 기술의 발전은 점점 더 중요해지고 있지만, 난관에 봉착해 있습니다. 구조가 보존된 양극재를 사용함으로써 기존 방식에 비해 회수율이 90%까지 크게 향상되었습니다. 그러나 폐배터리 재활용 과정에서 90% 이상의 회수율을 달성하는 것은 기술적 난제와 높은 비용으로 인해 쉽지 않았습니다. 2023년 기준 리튬 이온 배터리 1톤을 해체하는 데 드는 비용은 1,800달러 이상으로 추산되었으며, 이는 효율성을 높이지 않고는 재료를 회수하는 것이 경제적으로 이득이 되지 않음을 의미합니다. 경제적 효율성과 추출 방법 개선을 위해서는 추가적인 기술 개발이 필요하며, 재활용 작업과 관련된 이러한 기술적 난제를 해결하기 위해서는 다각적인 접근 방식이 요구됩니다.

세그먼트 분석 

배터리 전원 사용 

전 세계적으로 전기 자동차(EV) 보급이 급증함에 따라 자동차 배터리는 블랙 매스 재활용 시장에서 가장 큰 비중을 차지하며 현재 51.57% 이상의 시장 점유율을 기록하고 있습니다. 전 세계 EV 보유 대수는 2023년에 4천만 대에 달하며 전년 대비 크게 증가했습니다. 이러한 EV 사용 급증으로 자동차 배터리 생산량도 전례 없는 수준으로 급증했고, 결국 배터리 폐기는 불가피해졌습니다. 2030년까지 약 11톤의 리튬 이온 배터리가 수명을 다할 것으로 예상되며, 이를 위한 효과적인 재활용 솔루션이 필요합니다. 2022년 한 해에만 약 660만 대의 EV가 판매되었으며, 앞으로도 EV 판매량은 크게 증가할 것으로 전망됩니다. 또한 EV 배터리의 평균 수명은 8~10년으로, 초기 대량 생산된 배터리의 수명이 다해가고 있음을 보여줍니다.

전기차 판매 증가세는 배터리 폐기물 발생량에 영향을 미치고 있으며, 전기차 한 대가 판매될 때마다 재활용 시스템에 추가되는 배터리가 하나씩 늘어나는 것을 확인할 수 있습니다. 전기차 배터리는 크기와 리튬, 코발트, 니켈 등 다양한 광물 구성 때문에 블랙매스 재활용 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 예를 들어, 전기차 배터리 팩은 평균 약 250kg의 무게를 지니는데, 이는 금속 함량 측면에서 상당한 무게입니다. 자동차 산업은 주요 원자재 수요를 견인하는 산업 중 하나로, 2030년까지 리튬 수요가 179만 톤에 달할 것으로 예상됩니다. 또한 코발트 수요 역시 2030년까지 32만 톤 이상으로 증가할 것으로 예측되는 주요 원자재 중 하나입니다. 이는 자동차 배터리를 재활용하여 중요한 원자재를 회수하는 것이 얼마나 중요한지를 보여줍니다. 더 나아가, 환경 피해를 줄이기 위한 노력의 일환으로 전 세계 정책 입안자들은 전기차 배터리 재활용률을 높이는 것을 목표로 하는 보다 근본적인 접근 방식과 새로운 정책을 제안해 왔으며, 이는 결과적으로 자동차 배터리가 대량 재활용 시장에서 주도적인 위치를 차지할 가능성을 높이고 있습니다.

배터리 종류별로 

전기 자동차와 휴대용 전자 기기의 보급으로 리튬 이온 배터리 사용이 크게 증가했습니다. 그 결과, 리튬 이온 배터리는 대량 생산으로 전기 자동차 산업이 성장세를 보이며 지난해 700와트시(Wh)를 돌파하는 기록을 세우는 등 블랙 매스 재활용 시장에서 58.28%의 점유율을 차지하고 있습니다. 2030년 이후 리튬 이온 배터리 생산 능력은 약 2테라와트시(TWh)에 달할 것으로 예상되며, 이는 전기 자동차 보급이 정점에 달해 전체 판매 차량의 약 65%가 전기 자동차가 될 것임을 시사합니다. 따라서 리튬 이온 배터리 기술의 중요성은 간과할 수 없습니다. 이와 더불어, 배터리와 같은 에너지 저장 매체의 사용이 향후 7년 동안 대규모로 확대됨에 따라 석유화학 제품 재활용 또한 더욱 활성화될 것으로 전망됩니다. 

리튬 이온 배터리의 인기는 높은 에너지 밀도, 뛰어난 효율성, 그리고 내구성에서 비롯됩니다. 더욱이, 전 세계적인 탈탄소화 추세와 더불어 재생 에너지원의 활용이 증가하면서 리튬 이온 배터리에 대한 수요는 더욱 증가하고 있습니다. 폐배터리 시장에서 리튬 수요는 2030년까지 179만 톤에 달할 것으로 예상되며, 리튬 이온 배터리에 대한 높은 수요로 인해 앞으로 더욱 증가할 전망입니다. 또한, 2040년까지 배터리 산업에서 니켈 생산량은 260만 톤 증가할 것으로 예측됩니다. 경제적인 측면에서, 비용 절감을 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있습니다. 예를 들어, 2023년 기준 가공된 리튬 이온 배터리 팩의 평균 생산 비용은 킬로와트시당 약 100달러 수준으로, 그 활용 범위가 확대되었습니다. 2030년에는 수명이 다한 리튬 이온 배터리가 약 1,100만 톤에 달할 것으로 추정되며, 이는 효율적인 재활용 솔루션에 대한 수요를 증가시키고 폐배터리 시장에서 리튬 이온 배터리의 입지를 더욱 공고히 할 것입니다.

재활용 금속으로 

배터리 제조에 필수적인 요소이자 경제적 가치가 높은 코발트는 블랙 매스 재활용 시장에서 35.82% 이상의 시장 점유율을 차지하며 지배적인 위치를 차지하고 있습니다. 2022년 전 세계 코발트 소비량은 약 15만 톤이었으며, 톤당 평균 가격은 5만 달러였습니다. 이는 높은 세계적 수요와 제한된 공급량으로 인해 실제 소비량은 이보다 훨씬 높은 수준입니다. 기술 발전과 함께 코발트 수요는 급증하여 2030년에는 배터리 용도로만 30만 톤을 넘어설 것으로 예상됩니다. 전기차 배터리에는 일반적으로 약 20kg의 코발트가 사용되는 것으로 추정되며, 이에 따라 코발트 회수 노력 또한 증가하고 있습니다. 더욱이, 코발트의 제한된 공급 지역과 대부분의 공급원이 불안정한 지역에 있다는 점은 공급망에 심각한 안보 위험을 초래하므로 코발트 재활용은 필수적입니다.

블랙 매스 재활용 시장에 따르면, 코발트는 상업적 가치와 성장하는 배터리 산업에 안정적인 공급을 보장해야 하는 필요성 때문에 가장 높은 회수율을 기록하고 있습니다. 세계 경제의 전력화가 가속화됨에 따라 배터리 성능 측면에서 코발트의 전략적 중요성에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 새롭고 정교한 회수 공정 덕분에 필요한 순도의 코발트를 회수하여 배터리 공급망에 재투입할 수 있게 되었습니다. 2022년 전 세계 코발트 시장에 투입된 물량은 5,000톤을 넘어섰으며, 재활용 기술의 발전과 함께 이러한 수치는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 코발트 재활용은 채굴 활동으로 인한 환경적, 사회적 영향을 줄이는 데 기여하여 더욱 지속 가능한 세상을 만드는 데 일조합니다. 

기술에 의해

기술적 측면에서, 폐배터리 재활용 시장은 습식야금 기술의 광범위한 적용을 보이고 있습니다. 이러한 추세에 따라, 습식야금 기술은 환경적 이점 덕분에 74.09% 이상의 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 수명이 다한 배터리는 습식야금법을 이용하여 수용액으로 리튬, 코발트, 니켈 등을 추출 및 정제함으로써 재활용할 수 있습니다. 2030년까지 약 1,100만 톤의 폐리튬이온 배터리가 처리될 것으로 예상되므로, 이러한 배터리 유입량 증가에 대응하기 위해서는 새롭고 더욱 발전된 재활용 기술이 필요합니다. 습식야금 기술은 고온의 열야금 공정을 적용하는 대신, 낮은 온도의 가열만을 이용하여 작동합니다. 예를 들어, 재활용 시설에서 습식야금 방식을 사용하면 연간 1,000MWh 이상의 에너지 절감 효과를 볼 수 있다는 보고가 있습니다. 

금속 회수 능력이 뛰어나고 침습성이 낮은 습식 제련법은 폐금속 재활용 시장에서 최종 사용자들에게 가장 선호되는 방식입니다. 과거에는 틈새시장 기술로 여겨졌던 이 방법은 핵심 금속 수요 증가에 힘입어 가까운 미래에 주류 기술로 자리매김할 것입니다. 전 세계 리튬 이온 배터리 수요는 2030년까지 179만 톤에 이를 것으로 예상됩니다. 금속 추출에 며칠이 걸리던 기존 방식과 달리, 여러 신기술은 6시간 이내에 공정을 완료할 수 있습니다. 습식 제련법이 폐금속 재활용의 주요 수단으로 채택되는 것은 경제적, 규제적 인센티브가 마련되어 있어 가장 효율적인 방안으로 자리 잡고 있음을 시사합니다. 

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지역 분석 

아시아 태평양 지역은 리튬 이온 배터리의 높은 생산량과 사용량 덕분에 52%가 넘는 시장 점유율로 블랙 매스 재활용 시장을 주도하고 있습니다. 2024년까지 전 세계 리튬 이온 배터리 생산량의 70% 이상을 이 지역에서 담당할 것으로 예상되며, 이는 코발트, 리튬, 니켈 등의 물질을 함유한 수명이 다한 리튬 이온 배터리의 부산물인 블랙 매스의 대량 발생으로 이어집니다. 통계에 따르면 현재 이 지역에는 10억 대 이상의 스마트폰과 5억 대 이상의 전기 이륜차가 보급되어 있으며, 이는 수백억 달러에 달하는 배터리가 수명을 다하게 되어 재활용 및 물질 회수 필요성이 증가하고 있음을 의미합니다.

폐배터리 재활용 시장에서 중국은 30만 톤 이상의 처리 용량을 보유한 최대 시장이자 세계 최고 수준의 역량을 자랑합니다. 중국은 200개 이상의 배터리 재활용 센터를 운영하고 있으며, 이는 희토류 재활용을 통한 막대한 에너지 절약을 장려하는 정부 정책 덕분에 가능합니다. 일본과 한국도 이러한 추세를 따르고 있는데, 한국은 2024년까지 60톤의 폐배터리를 재활용하여 재활용 시스템의 부담을 줄이기 위해 습식 야금 기술 개발을 추진하고 있습니다. 일본 역시 폐배터리 문제를 안고 있지만, 잘 통합된 폐쇄 루프 시스템을 갖추고 있어 한국의 부담을 상대적으로 덜어줄 것으로 예상됩니다. 인도는 탄소 배출량 감축을 위해 전기차 보급을 의무화하고 장려하여 연간 100만 대를 목표로 하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 정부 정책, 순환 경제 구조, 그리고 혁신 투자 덕분에 폐배터리 재활용에 집중할 수 있었습니다. 중국처럼 신규 배터리에 사용되는 재료의 최소 25%를 재활용 원료로 의무화하는 정책은 이러한 과제 완수에 크게 기여할 것입니다. 전 세계 전기차 생산 시설의 90%가 이 지역에 위치하고 있으며, 100개 이상의 기가팩토리가 이미 공급망을 활발히 지원하고 있는 만큼, 이 지역의 리더십은 앞으로 더욱 강화될 것이며 폐배터리 재활용 시장에서의 중요성도 더욱 부각될 것입니다.

블랙 매스 재활용 시장의 주요 업체 

• 컨템포러리 암페렉스 테크놀로지 주식회사.
• 시르바 솔루션
• 글렌코어
• 재활용 리튬코 배터리 소재
• 유미코어
• 레드우드 자재
• 테노바 SpA.
• 리사이클 주식회사
• 메초
• 리튬 기술
• 바스프 SE
• 아쿠서 오이
• 듀젠펠트 GmbH
• 아쿠아 메탈스 주식회사
• 포르툼
• 기타 주요 플레이어

시장 세분화 개요:

배터리 전원 사용

• 자동차 배터리
• 산업용 배터리
• 휴대용 배터리

배터리 종류별로

• 리튬 이온 배터리
• 니켈-금속 수소화물 배터리
• 니켈 코발트 망간 배터리
• 기타

기술에 의해

• 수력야금
• 고온야금
• 기타

재활용 금속으로

• 니켈
• 코발트
• 리튬
• 구리
• 망간
• 석묵
• 기타

신청을 통해

• 자동차
• 소비자 가전제품
• 에너지
• 항공우주 및 방위산업
• 건설
• 기타

지역별

• 북아메리카
  • 미국.
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 나머지 서유럽
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
    • 나머지 동유럽
• 아시아 태평양
  • 중국
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  • 브라질
  • 남미의 나머지 지역