Summary

- 전기차 생산 확대 등으로 배터리 리사이클링에 대한 관심이 높아짐

- 실제로 리튬 등 배터리 핵심 자원 수급 부족 문제도 도마 위에 오름

- 관련 업계 대응을 볼 때 배터리 리사이클링은 주목 받는 차세대 산업 중 하나

 

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｜ 배터리 리사이클링 시장이 확대되는 이유

① 배터리 교체는 필수 전기차의 핵심부품인 리튬이온배터리는 용량이 초기 대비 70% 이하로 감소하면 배터리 교체가 필요하다. 주행거리가 감소하고 충전 속도도 느려지기 때문이다. 보통 교체 주기는 6~10년 정도 소요 되는데, 이에 배터리 리사이클링 시장에 대한 관심이 커지고 있는 상황이다.

 

자료: SK이노베이션

 

특히 전기차 판매량 증가에 따른 적용 영역 확대로 2030년 리튬이온배터리 연간 소비량이 2,300GWh까지 증가할 것으로 예상된다. 전 세계 전기차 시장규모는 2020년 2백만 대에서 2030년 26백만 대까지 확대될 것으로 보이며, 한국의 경우 2020년 6만 대에서 2030년 60만 대 규모로 확대될 것으로 관측된다. [참고로 SK이노베이션에 따르면, 2030년 폐배터리 배출은 150GWh 수준(약 20조 원) 규모로 추정된다.]

 

② 부족한 자원은 재활용으로 배터리 리사이클 시장이 확대되는 두 번째 이유는 자원 부족 문제에 대한 우려 때문이다.

 

1) 배터리 제조과정 중 5~10%가 불량으로 폐기되고 있어 실제 생산량 대비 많은 자원이 필요하다.

2) 리튬이온배터리 공급량 증가 및 산업 확대로 재활용이 가능한 자원 역시 증가하는 추세다.

 

자료: Recycling International, 산업별 리튬이온 배터리 리사이클링 가능한 물량

 

아래 그림과 같이 수요 증가 대비 제한적인 자원(리튬, 코발트, 니켈 등)으로 인해 스크랩, 폐배터리 등을 활용한 배터리 리사이클링 수요도 증가할 것으로 보인다.

 

자료: Battery 2030

 

리튬 배터리의 핵심 원재료인 리튬은 광산과 염호에서 주로 수집되고 있고 칠레나 호주가 시장을 주도하고 있다. 주로 물이 부족한 지역이다 보니 수자원 고갈이나 수질오염, 수자원 사용에 대한 분쟁 이슈가 제기되는 상황이다.

 

｜ 주요 원재료 수급 이슈

 

자료: SK이노베이션

 

더는 지나칠 수 없는 리튬 부족 가장 문제가 되는 리튬 원자재의 경우, 2030년쯤에는 수급 이슈가 있을 것으로 업계는 예상하고 있다. 2024년 이후에는 언제든지 공급 이슈가 부각될 전망이다.

리튬은 염호와 광산에서 각각 6:4 비율로 생산된다. 염호의 경우 물을 날리는 데 평균 1.5년이 걸리고 광산을 찾는 데는 1년이 소요된다. 이러한 상황에서 현재 전 세계 리튬 수요를 견인하는 것은 바로 고용량 배터리에 들어가는 수산화 리튬(전기차에서 주행거리 300km 이상을 가능하게 하는 핵심원료)이다. 수산화 리튬 표준은 NCM811으로, 2025년 예측 가격에서 고용량 배터리 리튬의 30%를 NCM811이 차지하고 있다.

남미의 염호 지역이 킬로그램당 6달러로 생산가격이 가장 저렴하지만, 앞으로 공급 부족과 더불어 가격이 인상될 것으로 보인다. 만약 킬로그램 당 6달러의 수산화 리튬을 리사이클링을 통해 얻을 수 있다면 향후 지속 가능한 리튬 공급이 가능할 것으로 기대된다.

 

자료: SK이노베이션

 

니켈 수급은 저마다 제각각 두 번째 원료인 니켈은 배터리에 적용하려면 고순도의 클래스 1 니켈이 있는 황화광이 필요하다. 산화광에서는 고압 침출법을 추가로 사용해야 하기 때문에 비용 증가 문제가 있으며, 배터리용 니켈 수요가 증가하면서 공급이 수요를 따라가지 못하고 있다. 하지만 니켈의 수급 문제는 업계마다 다르며, 클래스 2에서도 1로 바뀔 수 있는 기술 개발이 있기 때문에 상대적으로 수급 불균형이 리튬 대비 해소되고 있기도 하다.

 

코 앞으로 다가온 코발트 프리 세 번째 원료인 코발트 수급 문제를 보면, LG화학에서는 2025년까지 코발트 프리를 목표로 하고 있다. 이러한 추세에 발맞춰 코발트의 사용량은 점점 줄어들 것으로 보인다.

 

자료: SK이노베이션

 

자료: LG에너지솔루션, 2030년까지 배터리 추가 절감을 23% 할수 있는 방안 도출

 

앞으로 배터리 업계는 차세대 배터리 개발 외에 V2G, Reuse, Recycling 등의 적용으로 인해 배터리 비용 절감을 위해 노력할 것이다.

 

* 다음 편에 이어집니다.