주요 시장 통찰력
북미 리튬이온 배터리 재활용 시장 규모는 2020년 6,634만 달러로 2021년 7,785만 달러에서 2028년 2억 6,580만 달러로 성장해 2021~2028년간 연평균 복합 성장률(CAGR) 19.1%를 기록할 것으로 예상됩니다. 코로나19의 지역적 영향은 전례가 없고 극심했으며, 팬데믹 전반에 걸쳐 이 지역의 시장 수요에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 지역 분석에 따르면 2017년부터 2019년까지 기록된 연평균 성장률과 비교하면 2020년 지역 시장은 11.8%의 부진한 성장을 보였습니다. CAGR의 상승은 팬데믹 종식에 따른 수요 반등과 시장 확대에 기인할 수 있습니다.
글로벌 배터리 재활용 분야의 놀라운 발전으로 인해 리튬이온 배터리 재활용 인프라가 확장되었습니다. 가전제품과 자동차 산업의 혁명으로 인해 배터리 구동 장치와 차량으로의 대규모 전환이 촉발되었으며, 리튬 이온 배터리가 이러한 주요 개발의 핵심 구성 요소가 되었습니다. 리튬이온 배터리 채택이 증가하고 수명이 다한 배터리의 양이 증가함에 따라 리튬이온 배터리 재활용 서비스에 대한 수요가 증가했습니다.
공급망과 유통 채널의 봉쇄는 코로나19 팬데믹 기간 동안 시장 성장을 방해했습니다.
코로나19 팬데믹은 거의 모든 부문에 부정적인 영향을 미쳤다. 코로나19 확산을 막기 위해 전국적인 봉쇄조치가 시행돼 다양한 산업계에 큰 피해를 입혔다. 이에 따라 리튬이온배터리 재활용 부문도 큰 어려움을 겪었다. 시장은 자동차 및 가전제품 산업에 대한 의존도가 높기 때문에 이러한 부문의 혼란으로 인해 시장 내 투자가 위축되었습니다.
공급망과 물류 경로의 중단으로 인해 폐 리튬 이온 배터리를 다른 지역의 재활용 시설로 운송하는 데 방해가 되었습니다. 이로 인해 재활용을 위해 기업에 전달되는 중고 배터리의 공급이 직접적으로 중단되고 일상 업무에 심각한 지장이 발생했습니다.
최신 동향
재활용 공정 기술을 상용화하려는 의지는 중요한 추세를 나타냅니다..
업계에서는 재활용 용량을 확대하고 시장 성장을 촉진하기 위해 다양한 업계 플레이어가 채택한 놀라운 개발 접근 방식을 목격했습니다. 새로운 시설의 건설은 산업화 수준을 크게 향상시킬 것으로 예상되며 향후 몇 년 동안 새로운 기술에 대한 강력한 수요를 창출할 수 있습니다.
예를 들어, Li-Cycle은 2020년 12월 뉴욕주 로체스터에 새로운 재활용 공장을 발표했습니다. 이 시설은 연간 처리 용량이 10,000미터톤에 달합니다. 수평형 알루미늄 재활용 공정과 습식 야금 기술을 채택하여 95%의 재활용률을 달성합니다. 2021년 4월, Li-Cycle Corporation은 애리조나주 길버트에 또 다른 리튬이온 배터리 재활용 공장을 건설할 계획을 발표했습니다. 이는 회사의 미국 내 두 번째 공장이자 전 세계적으로 세 번째 시설이며, 연간 최대 처리 용량은 10,000미터톤의 수명이 다한 배터리입니다.
처리되지 않은 폐기물의 투기를 금지하는 엄격한 규제가 시장 확대를 촉진하고 있습니다.
모든 전자 폐기물은 매립지로 가는 대량의 독성 폐기물을 생성합니다. 리튬 이온 배터리는 부적절하게 폐기할 경우 화재의 위험이 있으므로 유해 전자 폐기물로 분류됩니다. 또한, 공터에 전자 폐기물을 불법적으로 투기하는 것이 환경 문제로 대두되고 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 정부는 화학 및 전자 폐기물 관리를 관리하는 규제 프레임워크를 도입했으며, 이는 향후 북미 리튬 이온 배터리 재활용 시장의 성장을 주도할 것으로 예상됩니다.
예를 들어, 온타리오 규정 30/20에 따라 섹션 12의 적용을 받는 모든 제조업체는 규정 준수 기간 동안 배터리 관리 시스템을 구축하고 운영해야 합니다. 배터리 수집, 절감, 재사용, 재활용 및 재료 회수에 대한 생산자의 이니셔티브에 대한 대중의 인식을 높이고 이러한 이니셔티브에 대한 대중의 참여를 장려하기 위해 의무적인 홍보 및 교육 프로그램이 시행될 것입니다.
추진 요인
정부 규제는 청정 전력원의 채택을 촉진하고 새로운 잠재력을 실현하는 것을 목표로 합니다.
다양한 애플리케이션에 전력을 공급하기 위해 청정 에너지를 활용하는 방향으로의 변화가 커지면서 시장 확장이 가속화될 가능성이 높습니다. 지역적 추세는 대규모 에너지 저장 장치 및 전기 자동차(EV)를 위한 리튬 이온 배터리 설치가 급증하고 있음을 나타냅니다. 여러 사용 사례에 걸쳐 이러한 배터리의 배포가 증가할 것으로 예상되면 성능이 떨어지는 오래된 배터리를 교체하게 되어 재활용 기회를 창출하는 폐기물이 발생하게 됩니다.
그리드 규모 배터리 저장에 관한 NREL 보고서에 따르면 리튬 이온 화학은 2020년 미국 그리드 규모 배터리 저장 시장을 지배했습니다. 기술 혁신과 제조 용량 확대로 인해 리튬 이온 화학 비용은 2010년에서 2016년 사이에 70% 급락했으며 추가 가격 인하가 예상됩니다(Curry 2017).
미국 에너지 정보청(Energy Information Administration)에 따르면 2017년 미국에 설치된 유틸리티 규모의 배터리 저장 용량은 240MWh에 달했고 출력은 120MW에 달했으며 리튬 이온 배터리는 이 전력 용량의 90% 이상을 차지했습니다. 그리드 규모 에너지 저장 분야에서 리튬 이온 배터리의 활용이 증가하고 이러한 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 지역 리튬 이온 배터리 재활용 시장의 성장이 촉진되었습니다.
리튬 이온 배터리로 구동되는 전기 자동차의 수용 증가로 연료 시장 확대
전 세계 국가에서는 탄소 배출을 줄이고 업계 전반에 걸쳐 강력한 발전을 이루기 위해 전기 자동차로의 전환을 목격했습니다. 다양한 전기 자동차 모델의 채택이 수년에 걸쳐 꾸준히 증가하여 수많은 배터리가 수명 종료(EOL)에 도달했습니다. 에너지정보청(Energy Information Administration)에 따르면, 미국 자동차 시장은 2020년에 23% 감소했지만, 전기 자동차 등록은 전체 시장보다 덜 급격하게 감소했습니다.
2020년에는 총 295,000대의 새로운 전기 자동차가 등록되었으며, 그 중 약 78%가 배터리 전기 자동차(BEV)였으며, 판매량은 2% 증가했습니다. Tesla와 General Motors가 사용 가능한 세금 공제액을 모두 소진했기 때문에 정부 인센티브는 2020년에 축소되었습니다. 캐나다의 신차 시장은 21% 감소한 반면, 신규 전기 자동차 등록 대수는 전년도 수치인 51,000대와 거의 비슷한 수준을 유지했습니다. 세계 8위의 전기 자동차 시장인 캐나다는 2018년에 40,000대 이상의 전기 자동차 판매를 기록했습니다. 전기 자동차 보급이 확대됨에 따라 점점 더 많은 양의 리튬 이온 배터리가 수명이 다해 재활용 대상이 될 것입니다.
미국과 캐나다의 높은 전기 자동차 채택률과 기업 및 소비자 사이의 환경 인식 상승이 이 시장의 주요 원동력이 되고 있습니다.
제한 요인
높은 자본 투자와 엄격한 정책의 부재가 주요 제한 요인으로 작용합니다.
새로운 인프라를 구축하려면 높은 초기 비용과 안정적인 공급 및 재활용 체인이 필요하므로 리튬이온 배터리 재활용 시장이 제한됩니다. 또한, 배터리 소재를 재활용하는 국가에서는 적절한 규제 체계가 부족하여 산업 확장을 방해할 수 있습니다. 미국의 전자 폐기물 재활용은 주 차원에서 규제되며, 주 중 절반만이 전자 폐기물 재활용 법안을 제정했습니다. 이러한 단편적인 규정은 재활용성을 향상시키는 제품을 설계하려는 기업에 장애물이 됩니다.
화학적 분석을 통해
리튬코발트산화물(LCO) 부문은 재활용으로 인한 높은 수익으로 인해 가장 큰 점유율을 유지할 수 있습니다.
배터리 화학의 차이에 따라 북미 시장은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 리튬 니켈 망간 코발트 산화물로 분류됩니다.
리튬 코발트 산화물 부문은 전자 제품에 LCO 리튬 이온 배터리를 광범위하게 적용함으로써 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 전자 장치의 소비와 급속한 노후화로 인해 엄청난 양의 전자 폐기물이 발생합니다.
주요 전원인 리튬 이온 배터리는 전자 폐기물의 주요 원인입니다. 코발트 함량이 17%인 리튬코발트산화물 배터리는 재활용을 통해 가장 수익성이 좋은 배터리이기도 합니다. 리튬인산철 배터리는 인산염을 양극재로 사용합니다. 저항이 낮아 안전성과 열안정성이 우수하며, 전기 오토바이 등 긴 수명과 탁월한 안전 성능이 요구되는 시나리오에 적용됩니다. 리튬 망간 산화물 배터리는 다른 리튬 이온 배터리 화학 물질에 비해 고온 안정성이 뛰어나고 안전성이 향상되어 의료 기기, 전동 공구, 전기 자전거 및 기타 장비에 사용됩니다.
리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 배터리는 파워트레인 어셈블리 및 그리드 에너지 저장 시스템에 적용됩니다.
유리한 에너지 밀도와 사이클 수명 덕분에 자동차 산업에서 유망한 사용 가능성을 보여줍니다. 리튬 니켈 망간 코발트 산화물 배터리는 동시에 높은 비에너지 밀도 또는 높은 비동력을 특징으로 하며 전동 공구 및 차량 파워트레인에 사용됩니다. 앞서 언급한 모든 배터리 화학 물질의 재활용 과정에서 다양한 유형의 화학 물질이 생성되며, 이로 인해 재활용 비용과 잔여 경제적 가치가 달라집니다.
소스 분석
전자제품의 채택은 이 시장 부문의 성장을 촉진할 것입니다.
소스별로 시장은 전자 제품, 전동 공구, 전기 자동차 등으로 분류됩니다.
전자 부문은 재활용 리튬 이온 배터리의 가장 큰 비중을 차지합니다. 휴대용 배터리 구동 가전 제품에 대한 소비자의 관심이 높아지면서 중고 배터리의 양이 증가하여 전자 부문이 차지하는 지배적인 시장 점유율에 기여하고 있습니다.
전동 공구 부문은 다양한 공정을 통해 재활용된 전동 공구의 수명이 다한 리튬 이온 배터리를 다룹니다. LMO 및 NMC 배터리는 이 시장 부문의 기본 배터리 유형입니다. 전기 자동차 부문은 다양한 재활용 기술을 통해 전기 자동차에서 회수된 수명이 다한 리튬 이온 배터리를 의미합니다. 이 세그먼트는 주로 LFP, LMO, NMC 및 NCA 배터리로 구성됩니다.
전기 자동차는 EV에 대한 수요 급증과 EV 배터리 재활용 전문 제조업체의 투자 증가로 인해 가장 빠르게 성장하는 부문 중 하나입니다. 다른 부문에는 산업 자동화, UPS/데이터 센터 및 통신을 포함한 추가 산업의 수명이 다한 리튬 이온 배터리가 포함되며, 이는 다양한 재활용 방법을 사용하여 재활용됩니다.
주요 시장 통찰력
북미 리튬이온 배터리 재활용 시장 규모는 2020년 6,634만 달러로 2021년 7,785만 달러에서 2028년 2억 6,580만 달러로 성장해 2021~2028년간 연평균 복합 성장률(CAGR) 19.1%를 기록할 것으로 예상됩니다. 코로나19의 지역적 영향은 전례가 없고 극심했으며, 팬데믹 전반에 걸쳐 이 지역의 시장 수요에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 지역 분석에 따르면 2017년부터 2019년까지 기록된 연평균 성장률과 비교하면 2020년 지역 시장은 11.8%의 부진한 성장을 보였습니다. CAGR의 상승은 팬데믹 종식에 따른 수요 반등과 시장 확대에 기인할 수 있습니다.
글로벌 배터리 재활용 분야의 놀라운 발전으로 인해 리튬이온 배터리 재활용 인프라가 확장되었습니다. 가전제품과 자동차 산업의 혁명으로 인해 배터리 구동 장치와 차량으로의 대규모 전환이 촉발되었으며, 리튬 이온 배터리가 이러한 주요 개발의 핵심 구성 요소가 되었습니다. 리튬이온 배터리 채택이 증가하고 수명이 다한 배터리의 양이 증가함에 따라 리튬이온 배터리 재활용 서비스에 대한 수요가 증가했습니다.
공급망과 유통 채널의 봉쇄는 코로나19 팬데믹 기간 동안 시장 성장을 방해했습니다.
코로나19 팬데믹은 거의 모든 부문에 부정적인 영향을 미쳤다. 코로나19 확산을 막기 위해 전국적인 봉쇄조치가 시행돼 다양한 산업계에 큰 피해를 입혔다. 이에 따라 리튬이온배터리 재활용 부문도 큰 어려움을 겪었다. 시장은 자동차 및 가전제품 산업에 대한 의존도가 높기 때문에 이러한 부문의 혼란으로 인해 시장 내 투자가 위축되었습니다.
공급망과 물류 경로의 중단으로 인해 폐 리튬 이온 배터리를 다른 지역의 재활용 시설로 운송하는 데 방해가 되었습니다. 이로 인해 재활용을 위해 기업에 전달되는 중고 배터리의 공급이 직접적으로 중단되고 일상 업무에 심각한 지장이 발생했습니다.
최신 동향
재활용 공정 기술을 상용화하려는 의지는 중요한 추세를 나타냅니다..
업계에서는 재활용 용량을 확대하고 시장 성장을 촉진하기 위해 다양한 업계 플레이어가 채택한 놀라운 개발 접근 방식을 목격했습니다. 새로운 시설의 건설은 산업화 수준을 크게 향상시킬 것으로 예상되며 향후 몇 년 동안 새로운 기술에 대한 강력한 수요를 창출할 수 있습니다.
예를 들어, Li-Cycle은 2020년 12월 뉴욕주 로체스터에 새로운 재활용 공장을 발표했습니다. 이 시설은 연간 처리 용량이 10,000미터톤에 달합니다. 수평형 알루미늄 재활용 공정과 습식 야금 기술을 채택하여 95%의 재활용률을 달성합니다. 2021년 4월, Li-Cycle Corporation은 애리조나주 길버트에 또 다른 리튬이온 배터리 재활용 공장을 건설할 계획을 발표했습니다. 이는 회사의 미국 내 두 번째 공장이자 전 세계적으로 세 번째 시설이며, 연간 최대 처리 용량은 10,000미터톤의 수명이 다한 배터리입니다.
처리되지 않은 폐기물의 투기를 금지하는 엄격한 규제가 시장 확대를 촉진하고 있습니다.
모든 전자 폐기물은 매립지로 가는 대량의 독성 폐기물을 생성합니다. 리튬 이온 배터리는 부적절하게 폐기할 경우 화재의 위험이 있으므로 유해 전자 폐기물로 분류됩니다. 또한, 공터에 전자 폐기물을 불법적으로 투기하는 것이 환경 문제로 대두되고 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 정부는 화학 및 전자 폐기물 관리를 관리하는 규제 프레임워크를 도입했으며, 이는 향후 북미 리튬 이온 배터리 재활용 시장의 성장을 주도할 것으로 예상됩니다.
예를 들어, 온타리오 규정 30/20에 따라 섹션 12의 적용을 받는 모든 제조업체는 규정 준수 기간 동안 배터리 관리 시스템을 구축하고 운영해야 합니다. 배터리 수집, 절감, 재사용, 재활용 및 재료 회수에 대한 생산자의 이니셔티브에 대한 대중의 인식을 높이고 이러한 이니셔티브에 대한 대중의 참여를 장려하기 위해 의무적인 홍보 및 교육 프로그램이 시행될 것입니다.
추진 요인
정부 규제는 청정 전력원의 채택을 촉진하고 새로운 잠재력을 실현하는 것을 목표로 합니다.
다양한 애플리케이션에 전력을 공급하기 위해 청정 에너지를 활용하는 방향으로의 변화가 커지면서 시장 확장이 가속화될 가능성이 높습니다. 지역적 추세는 대규모 에너지 저장 장치 및 전기 자동차(EV)를 위한 리튬 이온 배터리 설치가 급증하고 있음을 나타냅니다. 여러 사용 사례에 걸쳐 이러한 배터리의 배포가 증가할 것으로 예상되면 성능이 떨어지는 오래된 배터리를 교체하게 되어 재활용 기회를 창출하는 폐기물이 발생하게 됩니다.
그리드 규모 배터리 저장에 관한 NREL 보고서에 따르면 리튬 이온 화학은 2020년 미국 그리드 규모 배터리 저장 시장을 지배했습니다. 기술 혁신과 제조 용량 확대로 인해 리튬 이온 화학 비용은 2010년에서 2016년 사이에 70% 급락했으며 추가 가격 인하가 예상됩니다(Curry 2017).
미국 에너지 정보청(Energy Information Administration)에 따르면 2017년 미국에 설치된 유틸리티 규모의 배터리 저장 용량은 240MWh에 달했고 출력은 120MW에 달했으며 리튬 이온 배터리는 이 전력 용량의 90% 이상을 차지했습니다. 그리드 규모 에너지 저장 분야에서 리튬 이온 배터리의 활용이 증가하고 이러한 배터리에 대한 수요가 증가함에 따라 지역 리튬 이온 배터리 재활용 시장의 성장이 촉진되었습니다.
리튬 이온 배터리로 구동되는 전기 자동차의 수용 증가로 연료 시장 확대
전 세계 국가에서는 탄소 배출을 줄이고 업계 전반에 걸쳐 강력한 발전을 이루기 위해 전기 자동차로의 전환을 목격했습니다. 다양한 전기 자동차 모델의 채택이 수년에 걸쳐 꾸준히 증가하여 수많은 배터리가 수명 종료(EOL)에 도달했습니다. 에너지정보청(Energy Information Administration)에 따르면, 미국 자동차 시장은 2020년에 23% 감소했지만, 전기 자동차 등록은 전체 시장보다 덜 급격하게 감소했습니다.
2020년에는 총 295,000대의 새로운 전기 자동차가 등록되었으며, 그 중 약 78%가 배터리 전기 자동차(BEV)였으며, 판매량은 2% 증가했습니다. Tesla와 General Motors가 사용 가능한 세금 공제액을 모두 소진했기 때문에 정부 인센티브는 2020년에 축소되었습니다. 캐나다의 신차 시장은 21% 감소한 반면, 신규 전기 자동차 등록 대수는 전년도 수치인 51,000대와 거의 비슷한 수준을 유지했습니다. 세계 8위의 전기 자동차 시장인 캐나다는 2018년에 40,000대 이상의 전기 자동차 판매를 기록했습니다. 전기 자동차 보급이 확대됨에 따라 점점 더 많은 양의 리튬 이온 배터리가 수명이 다해 재활용 대상이 될 것입니다.
미국과 캐나다의 높은 전기 자동차 채택률과 기업 및 소비자 사이의 환경 인식 상승이 이 시장의 주요 원동력이 되고 있습니다.
제한 요인
높은 자본 투자와 엄격한 정책의 부재가 주요 제한 요인으로 작용합니다.
새로운 인프라를 구축하려면 높은 초기 비용과 안정적인 공급 및 재활용 체인이 필요하므로 리튬이온 배터리 재활용 시장이 제한됩니다. 또한, 배터리 소재를 재활용하는 국가에서는 적절한 규제 체계가 부족하여 산업 확장을 방해할 수 있습니다. 미국의 전자 폐기물 재활용은 주 차원에서 규제되며, 주 중 절반만이 전자 폐기물 재활용 법안을 제정했습니다. 이러한 단편적인 규정은 재활용성을 향상시키는 제품을 설계하려는 기업에 장애물이 됩니다.
화학적 분석을 통해
리튬코발트산화물(LCO) 부문은 재활용으로 인한 높은 수익으로 인해 가장 큰 점유율을 유지할 수 있습니다.
배터리 화학의 차이에 따라 북미 시장은 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 및 리튬 니켈 망간 코발트 산화물로 분류됩니다.
리튬 코발트 산화물 부문은 전자 제품에 LCO 리튬 이온 배터리를 광범위하게 적용함으로써 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 전자 장치의 소비와 급속한 노후화로 인해 엄청난 양의 전자 폐기물이 발생합니다.
주요 전원인 리튬 이온 배터리는 전자 폐기물의 주요 원인입니다. 코발트 함량이 17%인 리튬코발트산화물 배터리는 재활용을 통해 가장 수익성이 좋은 배터리이기도 합니다. 리튬인산철 배터리는 인산염을 양극재로 사용합니다. 저항이 낮아 안전성과 열안정성이 우수하며, 전기 오토바이 등 긴 수명과 탁월한 안전 성능이 요구되는 시나리오에 적용됩니다. 리튬 망간 산화물 배터리는 다른 리튬 이온 배터리 화학 물질에 비해 고온 안정성이 뛰어나고 안전성이 향상되어 의료 기기, 전동 공구, 전기 자전거 및 기타 장비에 사용됩니다.
리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물 배터리는 파워트레인 어셈블리 및 그리드 에너지 저장 시스템에 적용됩니다.
유리한 에너지 밀도와 사이클 수명 덕분에 자동차 산업에서 유망한 사용 가능성을 보여줍니다. 리튬 니켈 망간 코발트 산화물 배터리는 동시에 높은 비에너지 밀도 또는 높은 비동력을 특징으로 하며 전동 공구 및 차량 파워트레인에 사용됩니다. 앞서 언급한 모든 배터리 화학 물질의 재활용 과정에서 다양한 유형의 화학 물질이 생성되며, 이로 인해 재활용 비용과 잔여 경제적 가치가 달라집니다.
소스 분석
전자제품의 채택은 이 시장 부문의 성장을 촉진할 것입니다.
소스별로 시장은 전자 제품, 전동 공구, 전기 자동차 등으로 분류됩니다.
전자 부문은 재활용 리튬 이온 배터리의 가장 큰 비중을 차지합니다. 휴대용 배터리 구동 가전 제품에 대한 소비자의 관심이 높아지면서 중고 배터리의 양이 증가하여 전자 부문이 차지하는 지배적인 시장 점유율에 기여하고 있습니다.
전동 공구 부문은 다양한 공정을 통해 재활용된 전동 공구의 수명이 다한 리튬 이온 배터리를 다룹니다. LMO 및 NMC 배터리는 이 시장 부문의 기본 배터리 유형입니다. 전기 자동차 부문은 다양한 재활용 기술을 통해 전기 자동차에서 회수된 수명이 다한 리튬 이온 배터리를 의미합니다. 이 세그먼트는 주로 LFP, LMO, NMC 및 NCA 배터리로 구성됩니다.
전기 자동차는 EV에 대한 수요 급증과 EV 배터리 재활용 전문 제조업체의 투자 증가로 인해 가장 빠르게 성장하는 부문 중 하나입니다. 다른 부문에는 산업 자동화, UPS/데이터 센터 및 통신을 포함한 추가 산업의 수명이 다한 리튬 이온 배터리가 포함되며, 이는 다양한 재활용 방법을 사용하여 재활용됩니다.
