성일하이텍 사업보고서 (2022.12)
1. 사업의 개요

가. 회사의 현황 (1) 설립 배경

당사는 전기차, 휴대폰, 노트북, ESS(에너지저장장치), 전동공구 등 제품에 포함되어 있는 리튬이온2차전지(이하, 2차전지)로 부터 유가금속을 추출하는 리사이클 전문기업입니다. 2차전지는 크게 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등 크게 4가지로 구성되어 있으며, 양극재는 전지의 전압, 에너지밀도, 수명, 출력 등을 결정하는 중요한 소재로 배터리 셀 가격의 30% 이상을 차지하는 고가의 소재입니다.

양극재는 주로 코발트, 니켈, 망간 및 리튬 등의 물질로 구성이 되어 있는데, 당사는 황산코발트, 황산니켈, 황산망간 및 탄산리튬의 형태로 양극재의 기초가 되는 소재를 생산하여 판매하고 있습니다.

당사는 배터리 제조사의 공정 중에 발생하는 스크랩과 사용 후 폐배터리 등을 리사이클링하여 양극재 원소재를 생산함으로써 사람과 자원의 소중함을 가치로 여기는 친환경 정책에 이바지 하고자 기업을 설립하였습니다.

(2) 성장 과정

당사는 2000년 3월 법인 설립 후 주력 분야는 금(Au), 은(Ag) 같은 귀금속 재활용 이었습니다. 하지만 경쟁이 치열해지고 매입 가격이 높아지는 것을 보며 새로운 아이템을 지속적으로 연구개발 하였습니다. 이 중 2차전지 리사이클링의 가치와 가능성을 보았고 2008년 폐배터리 리사이클링 공장을 설립하여 초기에는 양극재, 음극재를 물리적으로 분리하는 리사이클링 파크(전처리 공장)를 운영하여 배터리파우더(블랙파우더) 형태로 판매하였습니다. 그러다가 본격적으로 폐배터리에 포함되어있는 유가금속(코발트, 니켈, 망간, 리튬, 구리 등)들을 회수하는 하이드로 센터(2차전지 소재생산 공장)를 2011년부터 운영하고 있습니다. 2017년에는 귀금속 재활용과 2차전지 리사이클링 분야를 각각 법인 분할하면서 성일하이텍은 2차전지 리사이클링에 집중하게 되었습니다.

당사는 폐배터리 원료확보를 위해 2014년부터 말레이시아, 중국, 헝가리(1, 2공장), 인도, 폴란드에 법인 및 공장을 설립하였고 미국, 독일, 스페인 등의 해외법인을 준비하고 있습니다. 현재 해외법인들은 파분쇄를 포함한 물리적 전처리를 하는 리사이클링파크(전처리 공장)로 운영되고 있습니다. 해외법인을 통해 제조된 배터리파우더는 전량 성일하이텍 본사인 군산 하이드로센터(2차전지 소재생산 공장)에서 제품화하게 됩니다. 지속적으로 해외법인을 확대함에 따라 이를 처리하는 하이드로센터의 규모도 확대하게 되었습니다. 2020년 하이드로센터 군산 제2공장을 준공하여 생산량 확대와 함께 탄산리튬 및 액상 황산코발트, 황산니켈 제품(NC 솔루션)을 생산함으로써 제품 포트폴리오를 확대하였습니다.

나. 시장 현황(1) 시장의 특성(가) 리튬이온 배터리 시장

당사 리사이클링 소재사업의 최전방산업인 2차전지 산업의 주요 시장은 크게 두 부분으로 나눌 수 있습니다.

첫 번째는 IT 등의 소형전지 시장입니다. 이미 이 시장은 성숙단계에 접어들었으나, 새로운 IT기기의 시장확대와 함게 전동공구 등 고출력의 소형전지 수요는 꾸준히 증가할 것으로 전망됩니다.

두 번째는 전기자동차 시장으로 플러그인 하이브리드(PHEV)와 순수 전기차(BEV)에 리튬이온 배터리가 적용되는데, 특히 순수 전기차 시장은 폭발적으로 성장할 것으로 예상하고 있습니다. 전기자동차 시장은 2022년 기준 약 987만대 수준에서 2030년에 약 5,901만대 수준으로 판매가 될 것으로 예상하고 있으며, 이중 전기차용 폐배터리는 2022년 기준 약 16만대 수준에서 2030년 약 414만대 수준이 배출 될 것으로 예상하고 있습니다.

*출처 : SNE Research(2022)

(나) 양극재 시장

당사 리사이클링 소재사업의 전방산업인 양극재 종류별 시장 전망을 보면 코발트 가격 상승으로 인해 코발트 함량이 높은 LCO의 생산을 축소하고, NCA 및 하이니켈계(High Ni) NCM 등으로 전환하는 움직임이 나타나고 있으며, 시장의 성장성도 NCA 및 하이니켈계 NCM 등을 주축으로 변화하고 있습니다.

2차전지 제조업체에 따라 채택되는 소재가 다르기에, 소재 업체와 셀 제조업체 간의 제휴관계를 통해 양극재의 안정적인 수급이 이루어지고 있으며, 현재 주로 상용화된 양극재 소재의 유형은 아래와 같습니다.

① NCA : LCO, LMO 등 다른 소재에 비해 출력과 에너지 밀도가 높으며, 고출력을 요구하는 전동공구용에 적용되며, 향후 전기차용으로 확대될 전망입니다.

② NCM : 층상계구조의 전이금속 층에 니켈, 코발트, 망간이 일정한 비율로 전재되어 있으며, 현재 가장 많이 이용되고 있는 소재입니다.

③ LCO : 높은 에너지 밀도 및 긴 수명으로 배터리 시장 초기부터 일찍이 상업화되어 널리 사용(특히 소형 IT용)되었는데, 희귀금속인 코발트는 높은 가격이 이슈인 소재입니다.

(다) 황산화제품 시장

당사가 리사이클링을 통해 생산중인 황산화제품(황산코발트, 황산니켈, 황산망간 등)은 전방산업인 양극재 시장에 없어서는 안 될 기초소재로 사용중입니다. 특히 양극재 소재의 조성이 변하더라도 코발트, 니켈, 망간 등의 합성비율이 변할 뿐 당사에서 공급하는 황산화제품의 수요에는 큰 변화가 없습니다.

향후 전기차에 주로 적용이 될 양극재 조성은 NCA 또는 하이니켈계 NCM이 될 것으로 예측되고 있으며, 이 경우 황산니켈의 수요가 전기차 시장의 성장과 함께 폭발적으로 증가할 것으로 예측되고 있습니다.

(2) 시장규모 및 전망(가) 전방시장 규모 및 전망

당사의 최전방 산업인 2차전지 시장은 가동률 70% 수준을 가정할 경우, 2020년 기준 502GWh 수준에서 연평균 24%씩 성장하여 2030년에는 3,052GWh 규모로 성장할 것으로 예측됩니다.

이중 중국을 제외하고 가장 빠르게 성장할 시장은 유럽으로 2020년 기준 55GWh 수준에서 2030년에는 1,007GWh 규모로 성장할 것으로 예측하고 있습니다. 미국 또한 크게 성장할 시장으로 전망되는데, 2020년 35GWh 수준에서 2030년에는 300GWh 규모로 폭발적 성장이 예상됩니다. 한국 시장은 2020년 15GWh 수준에서 2030년 30GWh 규모로 성장폭이 크지 않으나, 국내 배터리 셀 제조3사는 유럽/미국/중국 등 해외에 생산거점을 확대하고 있고, 그 규모는 2020년 115GWh 수준에서 2030년 921GWh 규모로 큰 폭의 성장이 예상되고 있습니다.

*출처 : SNE Research(2020)

(나) 양극재 시장규모 및 전망

국내 양극재 생산능력은 2019년말 9.4만톤에서 2020년말 17.9만톤으로 확대되었고, 2026년말에는 약 80만톤으로 2019년 대비 8배 이상 확대될 전망입니다.

국내에서 2차전지용 전구체를 생산하는 업체는 한국유미코아, 에코프로지이엠, 포스코케미칼, EMT, 에코앤드림(구, 이엔드디), JH케미칼 등이 있는데, 2021년 기준 약 4~5만톤 정도의 전구체 생산능력을 확보하고 있고, 2021년 전구체 수요 약 20만톤 중 국내 전구체 자급도는 20~25% 수준에 불과하고, 상당량의 전구체는 중국에서 수입에 의존하고 있는 실정입니다.다만, 국내 배터리 셀 제조사들은 중국 의존도를 완화하기 위하여 소재 내재화를 지속 추진중이며, 자체 생산 또는 합작 등의 형태로 국내 전구체 내재화의 비율을 높이려는 노력이 계속중이기 때문에, 국내 전구체 생산능력은 커질 것으로 예상됩니다.

*출처 : 키움증권 리서치센터 (2021)

(다) 리사이클링 소재 시장규모 및 전망

최근 유럽에서는 탄소발생량 감축을 위해 2024년 7월 1일부터 탄소발자국(Carbon Footprint)이 공개된 산업용 및 전기자동차용 배터리만이 시장에 출시될 수 있게 규제안을 발표하였습니다. 이와 더불어 2027년에는 리사이클링 코발트, 니켈, 리튬의 함량을 신고해야 하고, 2030년에는 배터리에 코발트 12%, 니켈 4%, 리튬 4%를 재활용 원료로 의무적으로 사용해야 하며, 2035년에는 배터리에 코발트 20%, 니켈 12%, 리튬 10%를 재활용 원료로 의무적으로 사용해야 하는 규제안을 발표하였습니다.(EU 집행위원회 보도자료)

당사에서 제공하는 황산화제품은 100% 재활용을 통해 공급되는 소재이므로 유럽에서 규제를 회피하기 위해서라도 당사의 황산화제품에 대한 수요는 지속적으로 증가할 것입니다.

*출처 : Questions and Answers on Sustainable Batteries Regulation

(Eurpean Commission > Press corner > Brussels, 10 December 2020)

(라) 대체재 출연에 따른 위험

현재의 2차전지의 차세대 형태는 전고체전지가 될 것으로 전망하는데, 전고체전지가 상용화 및 대규모로 적용이 되더라도, 양극재의 조성은 기본적으로 NCM 계열을 유지할 것으로 전망하고 있기 때문에 여전히 당사의 황산코발트, 황산니켈, 황산망간은 꾸준히 적용이 될 것으로 보이며, 다만 하이니켈계의 적용 확률이 높으므로 황산니켈의 수요가 더 가파를 것으로 전망하고 있습니다.

다. 경쟁 현황(1) 경쟁상황

당사에서 공급하는 황산화제품은 배터리 셀 제조사로부터 발생하는 스크랩 또는 일반 소비자 등이 사용한 후 폐기하는 폐배터리 등을 재활용하여 제조되는데, 본 사업을 영위하기 위해서는 폐기물관리법과 화학물질관리법의 테두리 안에서 인허가 획득이 필수적입니다.

따라서 일반 제조업과는 달리 인허가에 필요한 규정과 절차들이 매우 까다롭고, 재활용 사업의 유지를 위해서 필요한 제반사항 등을 구비하는 것이 매우 어려운 것이 현실입니다.

당사는 이미 2008년부터 2차전지 리사이클링 사업을 시작하여 구축한 경험과 선점에 따른 기술적, 관리적 노하우를 바탕으로 앞서 나가고 있습니다. 특히 본 재활용 사업의 핵심은 원료의 수급인데, 국내 시장은 한계가 있으므로 일찍이 해외에 진출(말레이시아, 중국, 인도, 헝가리, 폴란드 등)하여 원료의 수급 안정화를 구축하였으며, 추가적인 원료 확보를 위해 지속적으로 노력하고 있습니다.

(2) 경쟁업체 현황

국내에는 당사와 유사한 규모를 갖추어 2차전지 풀 리사이클링 사업의 상용화에 성공한 회사는 없으나, 에코프로씨엔지, 아이에스티엠씨(구,타운마이닝캄파니), 재영텍, 새빗켐, 지엠텍 등 당사와 달리 부분적인 사업화에 성공하여 운영을 하고 있는 기업들이 다수 있습니다.

전기차 시장의 성장과 더불어 2차전지 시장이 급격히 성장함에 따라 폐배터리 리사이클링 시장도 이제 막 개화를 시작하여 대기업군에 속하는 경쟁업체들이 속속 진입을 시작하는 단계이지만, 아직까지 상용화에 성공하여 의미있는 실적을 내고 있는 신규 경쟁업체는 없는 상황입니다.

포스코HY클린메탈 등은 법인을 설립하여 사업화를 위해 공장건설 등을 시작하였으며 아직 구체적인 실적을 확인할 수 있는 단계는 아닙니다.

기존의 비철제련 강자라고 할 수 있는 고려아연, 영풍 등도 리사이클링을 통한 황산화제품 공급을 위해 준비중인 것으로 파악되나, 구체적인 실적 확인은 더 시간이 소요될 것입니다.

고려아연의 경우 자회사 켐코(KEMCO)가 이미 국내 황산니켈 업계 1위에 올라선 상태이나, 리사이클링을 통한 제품 생산이 아닌 기존의 광석을 활용한 제품 생산이기에 당사와 직접적인 비교는 힘들지만, 향후 폐배터리 리사이클링 사업까지 확장하려는 움직임이 있습니다.

(3) 비교우위 사항

2차전지와 관련된 재활용이 가능한 원료는 크게 배터리 셀 제조사에서 발생하는 각종 스크랩 및 불량 셀 등과 소비자가 사용한 후 폐배터리 등으로 나눌 수 있습니다.

당사는 2차전지용 양극재를 포함한 모든 형태의 스크랩을 재활용할 수 있는 기술적 능력과 양산성을 확보하였습니다.

리사이클링 사업은 또 크게 스크랩 등 원료에서 파쇄ㆍ분쇄 등의 공정을 거쳐 분말형태의 배터리파우더 상태로 1차 가공을 하는 전처리 공정(리사이클링파크)과 배터리파우더로부터 코발트, 니켈, 리튬, 망간 등을 용매추출 등의 공정을 거쳐 최종 황산화제품으로 2차 가공을 하는 습식제련 공정(하이드로센터)으로 나눌 수 있습니다.

당사는 리사이클링에 필요한 전 공정을 갖춰 모든 형태의 스크랩을 재활용할 뿐만이 아니라 배터리 셀에 포함된 주요 5대 금속(코발트, 니켈, 리튬, 망간, 구리)을 모두 회수할 수 있는 기술과 양산성을 확보하였습니다.

2차전지 시장을 이끌고 있는 성장동력은 전기자동차의 수요증가입니다. 각국이 이산화탄소 발생 저감을 위해 적극적으로 규제안을 발표하고, 또한 친환경 이동수단인 전기자동차에는 능동적으로 보조금을 지원하므로 전기자동차의 수요는 크게 늘어나고 있습니다.

전기자동차의 수명은 환경에 따라 차이는 있겠지만 5~10년 정도로 보고 있습니다. 따라서 2025년부터는 자동차 폐배터리가 급격하게 발생할 것으로 예상되며, 당사는 자동차 OEM사 및 연구기관 등과 함께 이미 10여년 전 부터 자동차용 폐배터리의 해체 및 재활용의 경험을 축적하여 왔습니다.또한 이를 바탕으로 기존에 매뉴얼에 의존하던 해체공정을 자동화를 적용하여 자동차 폐배터리 재활용 공정의 해체→전처리→습식제련공정까지 명실상부한 자동화의 기틀을 마련함으로써 한발 더 앞서나가고 있습니다.