[산업공부] 배터리 원자재 확보가 필요하다 12: 폐배터리 리사이클링 수익성

​

리사이클링 업체들은 아직 규모의 경제를 이루지 못했기 때문에

당연히 광산 채굴에 비해 수익성이 좋지 않다.

하지만 폐배터리의 증가는 전기차 증가에 이어지는 정해진 미래이며

향후 규모의 경제를 이루게 될 것이라 본다.

따라서 당장의 수익성은 당연히 좋지 않을 것이로 생각된다.

그렇기 때문에 수익성을 고려하려면

폐배터리로부터 회수한 금속의 판매액에서 사업 영위에 필요한 비용을 반영해야 하며,

이러한 비용의 큰 범주에는 폐버터리 매입 비용과 장치 구축 비용, 운반 비용 등을 고려해야한다.

사업 방법에 따라 폐배터리 회수부터 진행하는지, 블랙파우더/블랙매스 구매부터 진행하는지에 따라

원재료(폐배터리 or/and 블랙파우더/블랙매스) 매입 비용, 운반 비용 등에서도 크게 차이가 날 것이다.

​

영국의 Imperidal College, Faraday Institution, Newcastle University 등의 연구진의 연구에서도

리사이클링 방법, 이동 거리, 지역 등에 따라

폐배터리 리사이클링의 수익성의 범위가 $-21.43~+21.91/kWh에 이른다고 한다.

(영국 연구진들이기 때문에 이런저런 계산의 중심이 영국이긴 하다)

​

아울러 해당 article에 따르면

폐배터리 리사이클링의 비용 구조는 Capa가 2만t 이상이 되면 최솟값에 수렴을 하며

수익성 역시 2만t 이상이 되면 최댓값에 수렴할 것이라고 한다.

주행거리가 대략 400km의 전기차 배터리 무게가 450kg 수준임을 고려하면

이를 토대로 생각하면 대략 전기차 4.5만대에 준하는 Capa다.

배터리 용량으로 따지만 대략 3GWh에 해당한다.

폐배터리 리사이클링의 세부적인 가치를 따져보자면 다음과 같이 몇가지 방법이 있을 것이다.

​

1. 폐배터리 회수부터 진행

폐배터리로 회수된 금속의 판매 가격

- (폐배터리 구매 비용 + 전처리 비용 + 건식공정/습식공정 + 감가상각 + 기타 운용 비용)

​

2. 블랙 파우더 / 블랙 매스 구매부터 진행

폐배터리로 회수된 금속의 판매 가격

- (블랙 파우더 / 블랙매스 구매 비용 + 건식공정/습식공정 + 감가상각 + 기타 운용 비용)

​

이런 저런 자료를 다양하게 찾아봤지만 투자하기에 적합하게 정리된 자료는 찾기 어려웠다.

당연한 것이겠지만 아직 상업화가 완전히 이뤄진 분야가 아니기 때문에

다양한 관점의 논문들이 많이 있는 것으로 보인다.

건식/습식공정 자체에 대해서도 아직 한참 논문이 나오고 있는 것으로 보인다.

그나마 사업성의 관점으로 정리된 자료는

2019년 4월에 발간된 미국 Argonne National Laboratory의 자료와

2019년 11월에 발간된 독일 컨설팅 회사 Roland Berger의 자료(삼성증권 인용)다.

두 자료가 발간되 2019년에 비교하면 현재의 금속 가격들은 굉장히 크게 변한 것들이 많으며

전력, 운임, 인건비 등 모든 비용이 크게 올랐다.

​

리서치 능력탓인지... 숫자들을 쉽게 볼 수 있는 더 최근의 자료는 찾지 못했다.

따라서 일단 이 두 자료를 바탕으로 폐배터리 리사이클링의 대략적인 수익성을 확인 해보자.

• 매출

먼저 폐배터리 리사이클링의 매출이되는 금속 가격을 봐보자.

구 표에 공통적으로 나와있는 금속들만 정리하면 아래 표와 같다.

​

두 자료에서 다루고 있는 금속의 종류와 형태가 조금씩 다루기 때문에 일관성은 없지만

코발트를 제외하면 대체로 유사한 order로 보이기 때문에 크게 틀리지는 않을 것으로 판단된다.

물론 금속은 원자재이기 때문에 해당 가격은 고정된 값이 아니라 지속 바뀌긴 할 것이다.

​

해당 금속들의 가격($/kg)에 배터리 용량 당 필요한 금속의 양(kg/kWh)을 곱해주면

제작할 배터리 용량 당 폐배터리 리사이클리으로 올릴 수 있는 매출 단가가 나온다.

(삼성증권 자료 표8의 A, B 컬럼)

하지만 배터리 용량 필요 금속의 양도 자료마다 너무 다르다.

​

위 키움증권의 자료를 보면 삼성증권의 자료와 차이가 많이 난다.

현재 내 수준에서는 정확한 자료를 찾는 것 보다는 대략적이 숫자를 보는게 우선이니

삼성과 키움 양쪽 모두 나와있는 금속은 평균 사용량을 이용하고,

삼성에만 나와있는 금속은 삼성에서 제시한 평균 사용량을 사용하여,

폐배터리 리사이클을 통해 회수한 금속의 기준 매출액을 구하면 아래와 같다.

​

이렇게 편차가 큰 이유는 Argonne과 Roland가 리튬과 망간을 고려하는 방식이 다르기 때문이다.

리튬의 경우, Argonne은 탄산리튬을 기준으로 Roland는 금속 리튬을 기준으로 다루고 있다.

망간의 경운 Argonne이 고려한 가격이 대략 60% 정도 높다.

이런 차이를 고려하여 다시 계산해주면

얼추 비슷한 값이 나오기 때문에 크게 잘못됐다고 생각되지는 않는다.

​

결론적으로,

• 비용

​

비용에서 가장 먼저 고료할 것은 폐배터리 매입 비용​이라고 생각된다.

물론 배터리의 종류에 따라 다르지만, Argonne의 자료에 따르면

주로 사용되는/사용될 NCM811 배터리는 매입 비용이 들지 않았다.

자료에 자세한 설명은 나와있지 않지만 추측컨데,

NCM811은 효용성이 좋은 배터리이기 때문에

공급자와 소비자(리사이클업체) 그리고 고객(소재 업체, 셀 메이커, 완성차 업체) 간의

폐배터리 공급에 대한 협약이 있을 것이 고려되었을 것으로 생각된다.

(아쉽게 블랙매스에 대한 자료는 없다.)

​

​

폐배터리를 매입 했다면 폐터리를 운송하는 물류 비용이 있을 것이다.

Roland Berger가 제시한 물류 비용은 $2.8 /kWh라고 하지만 거리에 대한 기준이 언급되지 않았다.

당연한 이야기지만 배터리는 중량이 꽤 나가고, 거리에 따라서도 물류 비용이 크게 차이가 날 것이다.

​

그래서인지 Argonne은 운송 수단에 따른 톤마일 운송 비용을 제시했다.

물론 이것도 미국 기준이기 때문에 지역에 따른 편차는 고려되지 않았다.

​

계산에 사용할 수 있는 적당한 값을 찾기 어려웠기 때문에...

Roland Berger가 제시한 $2.8/kWh에 20% 할증을 하여 $3.36/kWh를 적용하였다.

​

다음으로는 실제 리사이클링 공정 비용이 포함되어야 한다.

이 역시 찾을 수 있었던 계산에 사용할 적당한 자료는 Roland Berger의 $3.3/kWh 뿐이었다ㅜㅜ

(기계 처리 + 습식 공정)

심지어 건식 공정은 포함되어 있지 않다....

따라서... 어쩔 수 없이 Roland Berge가 제시한 값에 50%를 할증하여 $4.95/kWh를 적용하였다.

(심지어 해당 값에 감가상각이 고려된 것인지도 모르겠다ㅜㅜ)

​

다소 가정이 빈약하지만 종합하면,

번외로...

Argonne에서 제시하는 폐배터리 리사이클링의 총 비용은 위의 표와 같다.

공장의 Capa를 고려하여 해당 Capa 구축에 필요한 대지, 건설비, 장비비를 고려하고

해당 Capa를 운영하는데 필요한 운영비 등을 고려한 것이다.

상당히 일반적인 접근 방법이기 때문에 이를 적용하려면 더욱 깊은 내용이 필요하다.

능력의 범위 밖인듯ㅜㅜ

이런 저런 복잡한 이야기와 다양한 자료를 인용하였지만

결국 정리하면 아래 표 하나로 요약된다.

이번 포스팅을 위해 자료를 찾고 공부하면서 너무 힘들고 어렵다고 느낀점이 많다.

충분히 많은 자료를 찾아보지 못한 것일 수도 있지만,

어느 애널리스트 하나 폐배터리 리사이클링에 대한 명확한 수익성 숫자를 제시하지 못했고

설령 줬더라고 활용하기에는 불확실한 부분들이 많았다.

전술했듯이 아직 상업화가 완전히 이뤄지지 않았고 지금도 관련 논문들이 나오고 있다는 것은

업계에서 준비가 진행되고 있어서 일 수도 있다.

그렇기 때문에 애널리스트도 숫자 제시를 못하는 것이라 생각한다.

​

어찌됐든,

이전의 포스팅들과 달리 이 포스팅에서는 논리와 근거의 구멍이 많다고 생각되고

솔직히 제시한 숫자에 대해서도 자신이 없다.

리사이클링 시장이 조금 더 숭숙된 후에 다시 한 번 공부를 해보자.8.8.

※ Argonne National Laboratory - EverBatt: A Closed-loop Battery Recycling Cost and Environmental Imparts Model (2019. 4)

※ 한국광물자원공사 - GEM.Tsingshan, QMB Capex U$ 15억으로 상향 시사 (2019. 7. 6)

※ Albemarle Investro Day (2019. 12. 12)

※ 삼정KPMG 엄이슬, 김나래 - 배터리 순환경제, 전기차 폐배터리 시장의 부상과 기업의 대응 전략 (2022. 3)

※ kotra 배성봉 - 미국의 배터리 시장동향 (2021. 3. 5)

※ 삼성증권 장정훈, 조현렬, 백재승 - 배터리 순환경제 (2021. 7. 12)

※ Gregory Offer and et. al - Financial viability of electric vehicle lithium-ion battery recycling (2022. 7. 23)

※ kotra 신재훈 - 리튬 대체 공급지로 부상하는 브라질 (2022. 4. 1)

※ 삼성증권 이경자, 장정훈, 이창희 - E-Waste 산업 (2022. 4. 11)

※ 한국광해광업공단 중국사무소 - 리튬산업 슈퍼사이클 시작, 글로벌 자원경쟁 심화 (2022. 4. 15)

※ 이베스트투자증권 이안나, 강 - 미중용 배터리 메탈 슬러그 (2022. 5. 11)

※ kotra 이동희 - 칠레 리튬 시장동향 (2022. 5. 18)

※ 한국무역협회 김희영 - 전기차 배터리 재활용 산업 동향 및 시사점 (2022. 6. 2)

※ 한국무역협회 김경훈 - 핵심원자재의 글로벌 공급망 분석: 니켈 (2022. 6. 29)

※ 에너지경제연구원 김해지 - IEA의 글로벌 EV 시장 장기 전망 (2022. 7. 4)

※ POSCO Group 2022 이차전지소재사업 Value Day (2022. 7. 5)

※ kotra 정세호 - 전기차 허브로 도약하는 인도네시아 (2022. 8. 17)

※ IBK투자증권 이현욱 - 글로벌 전략물자, 배터리 (2022. 8. 17)

※ 키움증권 이종형, 김지산, 오현진, 박주영, 이원주, 김소정, 황현정 - 폐배터리 재활용, 이유있는 주가

상승 (2022. 9. 2)

※ 케이프투자증권 박진형, 안주원, 허선재, 이규익 - '재'사용/활용하는 세상 (2022. 9. 7)

※ 한국무역협회 임지훈 - 배터리 행식 원자재 공급망 분석: 리튬 (2022. 9. 30)

전기자동차와 배터리 시장 규모 전망, 그리고 원자재

​

리튬

​

리튬 생산

​

리튬 원자재 관련 상장사

​

포스코 리튬 사업

​

니켈

​

니켈 생산

​

니켈 원자재 관련 상장사

​

포스코 니켈 사업

​

폐배터리

​

폐배터리 리사이클링

​