국내의 경우 폐배터리 처리 규정은 갖춰져 있으나, 배터리 재활용 및 재사용의 경우 현재 법안 논의 중인 상황이다. 2018 년 전기차 보조금 지급이 시행된 이후 보조금을 지급받은 전기차에 대하여 폐배터리 반납 의무를 부여하고, 지자체에서 관리하도록 규정했다. 2021 년 ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’ 개정을 통해 배터리 재활용 정책을 수정했으며, 폐배터리 반납의무를 폐지하고 미래폐자원 거점 수거센터4곳(경기, 충남, 전북, 대구)을 설립해 폐배터리를 재활용하는 시스템을 구축했다.

보조금을 받은 전기차의 경우 배터리가 지자체 소유로 귀속됐으며, 2020 년 12 월말까지 보조금을 받고 전기차를 구매한 소유주는 배터리 반납의무가 발생해 사용 후 배터리가 지자체로 반납되고 거점 수거센터로 이관하여 배터리를 위탁 처리하는 방식이다. 한편, 2021년 이후 구매한 소유주의 경우 배터리 소유권은 전기차 소유자에게 귀속되며, 지자체에서 운영하는 거점 수거센터에 배터리를 폐기할 수 있다.

전기차에서 발생하는 폐배터리가 본격적으로 발생하기 전까지는 배터리 제조 과정에서 발생하는 셀 스크랩(Manufacturing Scrap)이 당분간 배터리 리사이클링의 주 원자재가 될 것으로 전망한다. 셀 스크랩 물량은 글로벌 배터리 기업들의 신규라인 증설과 생산량 증가에 따라 급증할 것으로 추정되며, 배터리 업체들의 수율 98%(스크랩 발생률 2%)를 가정할 경우 셀 스크랩 발생량은 2021년 4만톤에서 2025년 14만톤으로 급증할 것으로 전망한다.

전기차의 배터리 교체 주기는 보통 7~10 년 수준으로 잔존수명(SoH, State of Health)이 초기 용량대비 70 ~ 80% 이하로 내려갈 경우 충전 속도 저하, 출력 이상, 주행거리 감소 등의 문제가 발생한다. 전기차 판매량 추이를 되짚어 보면, 2017 년부터 글로벌전기차 판매량이 100 만대 이상 판매되기 시작했으며, 중국은 2018 년부터 유럽은 2020년부터 100만대 이상 판매되기 시작했다. 이에 따라 전기차 폐배터리는 2025년부터 중국을 중심으로 의미 있는 규모로 발생할 것으로 판단하며, 2~3 년 후 유럽에서 그 후 미국은 2020년 후반부터 전기차 폐배터리 리사이클링 시장이 본격적으로 개화할 것으로 전망한다.

국내에는 리사이클링 전문 상장기업이 없지만, 미국에는 Li-cycle 이 2021 년 8 월 상장돼 가치 비교가 가능하다. Li-cycle 은 2016 년 설립된 배터리 리사이클링 전문기업으로 시가총액 13 억달러 수준에서 거래되고 있다. Li-Cycle 은 미국내에서 LGES, Glencore 등 유수의 기업들과 협업을 계획하고 있지만, 이제 전처리 공장 10,000 톤만보유(습식제련은 2023 년에 처음 가동)하고 있는 초기 생산 국면이고, 반면에 성일하이텍은 공장이 한국에만 있는 단점이 있지만, 오랜 업력과 습식제련 노하우를 보유하고 있는 강점이 있다. 습식제련 군산 3 공장 10,000 톤이 원활히 양산되고, 유럽과 북미 공장 설립의 로드맵이 구체적으로 제시된다면 Li-cycle 대비 시가총액이 낮을 이유는 없어 보인다.

최근에는 금속 침출 효율을 높이기 위해 선택적 침출 공정을 혼합하여 적용하는 추세다. 선택적 침출 공정이란 침출하고자 하는 타겟 메탈을 선택적, 단계적으로 침출시켜 메탈 회수율을 높이고 제련 과정을 간소화할 수 있는 공정이다. 각 단계별로 적용하는 화학물질의 차이, 적용 온도, 공정 Process(메탈 침출 순서 등)에 따라 회수율이 상이하다.

리튬 가격 급등에 따라 리튬 회수율을 높이기 위한 공정 Process 등이 개발 중인데, 리튬을 가장 앞단에서 침출시키는 공정과 공정 제일 끝단에서 침출시키는 공정이 있다. 리튬을 가장 앞단에서 침출시키는 공정의 경우 회수율을 높이기 위한 화학용제 처리등이 중요하다. 반면, 공정 끝단에서 침출하는 경우 공정을 거친 수용액상에 다른 금속이온과 물질 등이 섞여 있어 탄산리튬 순도를 높이기 위한 불순물 제거가 중요한 요인으로 작용한다

메탈 순도를 높이기 위해서 적용 화학물질의 농도, 용액의 pH(수소이온 농도), 온도 등 각 단계에서 반응 조건들을 통제하는 것이 중요하다. NCM 배터리의 경우 니켈, 코발트, 망간 화합물을 동시에 침출해 MCP(Metal Composite Precipitate)를 생산하고, 이 MCP 에 황산화 공정을 적용하여 전구체로 바로 제조하기도 한다. 이 경우 침출 공정복잡도는 감소하지만 불순물 제어, 용액상태의 MCP 를 운반하는 비용 등의 제약이 발생한다. 반면에 전구체 생산공장이 바로 붙어 있는 경우 건조 및 운송비가 발생하지 않아 원가 경쟁력 측면으로 작용할 수 있다

습식공정은 단계적으로 타겟 메탈을 추출하고, 추출된 메탈을 제련, 가공하여 재활용 소재를 생산하는 공정의 특성상 유가 금속 회수율이 높다는 장점이 있다. 하지만, 순도높은 메탈을 정제하기 위한 공정 설계 난이도가 건식공정에 비해 높고 세밀한 반응 조건 통제가 필요하다. 공정에 필요한 에너지량은 17.9MJ/kWh 로 건식(49.6MJ/kWh)공정에 비해 1/3 수준으로 공정에 소요되는 비용 또한 적다. 이에 따라, 중국을 비롯한 다른 국가(미국, 국내 등)에서도 습식제련 공정을 통한 리사이클링이 확산되고 있다.

건식공정은 비교적 간단하고 기존 공정(철 등 금속 생산) 개발 수준이 높아 공정 난이도가 쉽다는 장점이 있다. 하지만, 고온 용융로를 가동해야 하기 때문에 에너지 비용 소모량이 많고, 거대한 시설로 인한 감가상각비 등 비용이 많이 들며, 탄소발생량이 많은 단점이 있다. 비용 성격별로 직접비 16%, 간접비 47%, 고정비 9%, 기타(일반 경비 등) 29%로 추정되며, 공정에 필요한 에너지 사용량 역시 49.6MJ/kWh 로 가장 높다 (국내 1 인가구 1 일 평균 전력사용량 49.9MJ). 하지만, 건식공정은 공정 특성상 리튬과 같은 고부가가치 메탈의 회수율이 낮아 수익성은 상대적으로 낮다

지열별로 건식공정의 수익성을 비교해보면, 중국지역의 건식공정 수익성이 가장 높은데, 이는 정책 지원(세제 혜택 등), 저렴한 인건비, 에너지비용 때문으로 판단된다.

NCM, NCA 등과 달리 LFP 의 경우 낮은 리튬 회수율로 인해 건식공정 수익성이 좋지 않은 상황이다.

사용 후 배터리는 수집, 방전, 분류, 분해, 진단 공정을 거친다. 배터리를 수집하고 공정 중 합선, 화재 등을 방지하기 위해 방전과정을 거친 후 배터리를 소재별, 규격별 등 기준에 따라 분류한다. 이후 배터리 팩을 모듈 또는 Cell 단위로 분해하는데, 이 과정에서 플라스틱, 외장재(알루미늄, 철 등), 구리 등 소재들을 재활용할 수 있다. 분해 공정 후배터리의 잔존수명, 상태 등 종합적인 진단을 통해 이후 재사용 또는 재활용 공정의 적합성을 평가한다.

삼성전자: 로봇 사업 첫발은 웨어러블 로봇 

[CES 2019]에서 처음 선보인 젬스는 공개 이후 3년만인 올해 시장에 나올 것으로 기대되고 있다. 언론에 따르면 첫 상용화 제품인 젬스(GEMS)는 오는 8월 출시, 초도 물량은 5만대 내외이며 핵심 협력사에 위탁생산하는 방식을 채택하는 것으로 전해졌다. 국내에서는 센서,제어기, 반도체 기판 등 로봇의 부품에 탑재되는 기업에 수혜가 있을 것으로 전망된다. 기존 스마트폰, IT 기기 제품과 비교해 기술력이 필요한 제품이 사용될 예정으로 더 높은 수익성을 기록할 수 있을 것으로 예상된다. 삼성전자는 2022년 웨어러블 로봇, 2023년 서빙 로봇,2024년 서비스용 로봇을 차례로 상용화할 전망이다.