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[르포] 폐배터리 금속 '환생' 여정의 한복판…새해엔 LFP도

[새만금=김윤희 기자] 거대한 저장조 앞에 서면, 한때 배터리였던 것이 이제는 금속성 용액으로 변해 조용히 숨을 고르는 장면이 먼저 펼쳐진다. 폐배터리를 파쇄해 얻는 '블랙매스'가 녹아든 이 용액은 철·알루미늄 등 배터리 산업의 핵심 금속 이외 성분을 불순물로 걸러내기 위해 일정 시간 머문다. 탱크 속에서 반응이 가라앉고, 다음 단계로 넘어갈 준비가 진행된다. 폐배터리가 가치 있는 금속으로 거듭나는 본격적인 여정은 이후부터다. 배터리마다 다르게 투입되는 첨가제나 불소 등 기타 불순물을 거르는 목적의 용매가 투입된다. 이어 또 다른 용매가 순차 투입되며 반응이 이어지고, 코발트·니켈처럼 상대적으로 비싼 금속이 생산된다. 화학 반응이 마무리된 용액은 배관을 타고 다음 공정으로 이동한다. 탱크에서 탱크로, 공정에서 공정으로. '흐름'이 끊기지 않도록 설비 전체가 유기적으로 맞물려 돌아간다. 가장 저렴한 망간은 다른 성분들과 함께 추출돼 별도 정제 공정을 거친다. 이후 남는 잔여물과 소량의 리튬까지 기계적 증기 재압축(MVR) 설비를 거쳐 분류해내면, 비로소 한 차례의 공정이 마무리된다. 이 일련의 과정에 걸리는 시간은 약 일주일. 폐배터리가 금속으로 '환생'하기까지, 공장은 7일을 촘촘히 쪼개어 쌓아 올린다. 최근 방문한 성일하이텍 새만금 3공장 침출동 내부는 이런 '일주일의 시간표'가 실제로 작동하는 현장이었다. 세계 각지에서 수급한 블랙매스에서 유용한 금속을 뽑아내는 공정들이 분주하게 가동되고 있었다. 변석현 성일하이텍 공정혁신팀장(이사)은 “배터리 수요 정체(캐즘)로 1·2공장은 가동이 중단돼 있지만, 상대적으로 고효율인 3공장에 물량을 집중해 가동률을 90% 수준으로 운영하고 있다”고 설명했다. 멈춘 공장과 돌아가는 공장이 동시에 존재하는 셈이다. 물량은 효율이 높은 라인으로 모이고, 설비는 그 흐름에 맞춰 속도를 낸다. 새만금 3공장은 블랙매스 기준 2만톤, 배터리로 환산하 10GWh 가량을 연간 재활용할 수 있는 규모로 전체 생산능력(CAPA)의 50~60%를 차지한다. 전기차 배터리로 환산하면 약 15만대 정도에 투입되는 물량이다. 생산된 금속들은 전구체, 양극재 등 배터리 소재 기업들에 두루 납품된다. 공장 내부를 더 들여다보면, 의외로 '비어 있는 공간'이 눈에 띈다. 성일하이텍 새만금 3공장 내 건물들은 절반가량을 비워둔 상태였다. 향후 폐배터리 물량이 급증할 시기에 CAPA 확대가 필요해지면 이 공간에 설비를 채워 두 배로 확장할 수 있다. 변 이사는 “반 년 정도면 공정 흐름에 막힘 없이 운영 준비를 마칠 수 있다”고 덧붙였다. 3공장도 작년 6월 완공 후 올초부터 본격적인 가동에 들어섰다. 올해 배터리 및 핵심 금속 시세 하락이 한동안 이어지면서 업계가 침체기를 겪었지만, 최근 최악의 국면을 지나 점진적 회복기에 진입했다는 분석이 나온다. 성일하이텍도 이런 전망 하에 새해엔 1공장을 재가동하면서 블랙매스 처리 물량을 연간 2만4천톤으로 회복하는 것을 목표로 세웠다. 재활용 업계의 다음 과제로는 최근 가장 활발하게 사용되는 리튬인산철(LFP) 배터리가 꼽힌다. 성일하이텍의 LFP 배터리 재활용 사업도 새해 본격화한다. 염광현 성일하이텍 영업마케팅부문장 전무는 “기술 개발은 다 끝나 있고, 새해 500톤 규모 파일럿 라인을 군산에 지을 예정”이라며 이같이 밝혔다. 니켈코발트망간(NCM) 배터리는 값비싼 코발트가 포함돼 있어 재활용 기업이 수익을 내기 비교적 용이하다. 이와 달리 LFP 배터리는 재활용 공정을 거쳐도 생산되는 금속의 가치가 떨어지는 편이다. 그러나 글로벌 전방위적으로 배터리 재활용 규제가 도입되면서 LFP 배터리를 위탁받아 처리하는 사업 모델이 만들어졌다. LFP 배터리는 국내 기업들로서는 이제 생산을 시작하는 단계라 원료 수급이 여의치 않다. 당분간은 파일럿 라인을 돌리며 운영 데이터를 쌓겠다는 판단도 이런 배경에서 나왔다. 염 전무는 “해외에서도 원료를 수급할 계획이고 양산 공장도 검토하고 있다”며 “리튬 가격이 현재 kg당 12달러 정도인데(29일 기준 약 16달러), 15달러 정도는 돼야 채산성이 나온다”고 말했다. 그는 “스크랩에 대한 처리비를 받고, 리튬 가격이 오르면 관련 수익을 고객과 배분하는 사업 구조로 고려하고 있다”며 “탄산리튬과 인산, 철을 양극재 업체로 공급하는 구조인데 2곳과 테스트도 마쳤다”고 덧붙였다. 성일하이텍은 원가를 20% 이상 절감할 수 있는 신공정도 새해 상반기 중 새만금 2공장에서 시범 도입할 예정이다. 공정 검증이 무사히 끝나면 주 생산시설인 3공장에도 접목할 계획이다. 염 전무는 “배터리 재활용 기반 소재를 원하는 고객은 많아서 판매는 끝난 상황”이라며 “장기적으로 금속 가격이 오르면서 사업에 레버리지가 생길 것으로 기대되고, 폐배터리 재활용 업황도 긍정적으로 변화할 것은 확실하다”고 말했다.

2025.12.29 17:31김윤희

성일하이텍, 日 배터리사 고객 확보…'탈중국' 수요 고조

폐배터리 재활용 전문 기업 성일하이텍이 일본 배터리 기업을 고객사로 확보했다. 배터리 공급망 전반에 '탈중국' 수요가 고조되면서 폐배터리 재활용 분야에서도 국내 기업인 성일하이텍의 수주 기회가 확대되고 있는 것으로 분석된다. 19일 배터리 업계에 따르면 성일하이텍은 최근 일본 글로벌 배터리 기업과의 폐배터리 재활용 후처리 관련 협력 논의가 막바지 단계다. 계약 체결 시 성일하이텍은 내년 1분기 중 일본 현지 공장에서 수급한 '블랙매스(Black mass)'를 전북 새만금 국가산업단지에 있는 후처리 전담 시설인 3공장에서 처리할 예정이다. 향후 해외 공장 관련해서도 협력을 논의 중이다. 폐배터리 재활용 공정은 크게 전처리와 후처리로 나뉜다. 전처리 단계에선 폐배터리를 방전시킨 뒤 소재들을 분류하고, 파쇄해 검은 가루 형태인 블랙매스로 만든다. 후처리 공정에선 이 블랙매스에 포함된 리튬과 코발트, 니켈, 망간 등 희소금속을 추출해낸다. 전처리 공정의 경우 상대적으로 요구되는 기술력이 낮고, 안전 상의 문제도 있어 배터리 기업들이 관련 자회사를 두거나, 공장 인근에서 처리하는 방식을 선호하는 편이다. 실제 LG에너지솔루션은 미국, 유럽에서 합작법인을 만들고 전처리 공장을 운영할 예정이다. SK온은 미국 공장에서 발생하는 불량품을 블랙매스로 만든 뒤 에코프로씨엔지의 포항 공장에 납품한다. 반면 후처리 공정은 비용도 더 많이 들고, 기술력이나 규제 준수 등의 문제로 전문 기업과의 협력이 활발하게 일어나고 있다. 각지에서 수급해 성분이 다른 블랙매스를 포괄적으로 처리하고, 불순물을 걸러내 포함된 희소금속을 전량에 가깝게 추출하는 과정 등에서 전문 역량이 요구된다. 업계에 따르면 성일하이텍은 올해 글로벌 1위 전기차 기업과도 계약을 체결했다. 특히 세계 최대 배터리셀 기업인 중국 업체와도 협력을 논의 중인 것으로 알려졌다. 특히 수주 확대 배경 중 하나로 미국, 유럽 등 주요 시장에서의 탈중국 규제 강화, 미국과 중국 중심의 '광물 안보전' 가시화 등이 꼽힌다. 배터리셀과 소재 시장처럼 폐배터리 재활용 시장도 중국 기업들이 원가 경쟁력과 기술력, 규모의 경제 등에 힘입어 압도적인 점유율을 확보하고 있다. 그러나 규제 추세를 고려해 기업들이 비(非)중국 기업과의 협력을 우선시하고 있는 것이다. 업계 관계자는 “미국 외 국가 배터리 업체들도 원재료부터 소재, 셀 생산, 폐배터리 재활용까지 전 과정을 순환 체계로 묶는 '클로즈드 루프'를 구축하는 데 있어 탈중국 공급망을 희망하는 추세”라며 “가격 경쟁력만 고려하면 중국 기업들이 강점을 갖지만, 업계 주요 기업들 입장에선 각지 규제 준수가 중요한 문제이다 보니 비중국 기업과 협력을 논의하는 편”이라고 말했다. 폐배터리 재활용 시장은 각국 규제 강화에 따라 성장할 전망이다. 유럽연합(EU)의 경우 오는 2031년부터 유럽 내 배터리 원재료 재활용 비율을 코발트 16%, 리튬 6%, 니켈 6%로 의무화할 예정이다. 2036년부터는 코발트 26%, 리튬 12%, 니켈 15%로 기준이 상향한다. 우리나라도 폐배터리에서 추출한 재생원료 인증제도를 2027년 도입하고, 수요 촉진을 위한 사용 목표제 도입을 검토하고 있다.

2025.12.19 14:31김윤희

LFP 배터리 재활용 기준 나온다

기후에너지환경부는 리튬인산철(LFP) 배터리, 폐인쇄회로기판(PCB), 폐암면 등을 활용한 순환경제 신기술 및 서비스 3건에 대해 규제개선 실증을 위한 '순환경제 규제특례(샌드박스)'를 부여했다고 23일 밝혔다. LFP 배터리는 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리에 비해 높은 안전성과 수명, 가격경쟁력으로 최근 전기차에 많이 활용되고 있다. 그러나 현재 전기차 폐배터리 재활용 방법은 그간 주로 사용되던 NCM 배터리를 기준으로, 폐배터리를 재활용한 금속 원료물질은 니켈을 10% 이상 포함하도록 설정돼 있었다. 니켈을 원료로 쓰지 않는 LFP 배터리는 기준 충족이 곤란했다. 이에 이번 과제를 통해 LFP 배터리 전처리 및 재자원화 전 과정에 대한 실증을 통해 리튬, 철 등 유가금속 회수의 경제성을 검증하고, 폐기물관리법상 리튬인산철 배터리의 재활용 기준이 마련될 예정이다. PCB는 구리, 니켈 등 핵심광물을 함유하고 있으나 소재 대부분이 폐합성수지로 이뤄져 폐기물 배출, 처리 시 폐합성수지류로 분류된다. 폐합성수지류 내 이물질이 5% 미만인 경우에만 순환자원으로 인정되는 등 어려움을 해결하고자 특례가 추진된다. 대부분의 전기전자제품에 포함돼 있는 인쇄회로기판은 재활용 측면에서 고부가가치가 매우 높다. 이번 과제는 배출, 수집·운반, 재활용 등 전 과정상 유해성 여부와 핵심광물 추출 시 경제성 등을 확인해 폐기물 분류번호 신설, 순환자원 지정 필요성을 검토한다. 시설재배 시 발생하는 폐암면의 재활용도 검토된다. 폐암면은 인공토양 등으로 재활용 가능함에도 '그 밖의 폐기물'로 분류돼 재활용 유형이 부재한 상태다. 이에 폐암면을 활용하여 재활용 제품 생산 가능성을 실증한 후에 폐기물 분류번호와 재활용 유형이 신설될 예정이다. 김고응 기후에너지환경부 자원순환국장은 “정부가 핵심 순환자원에 대한 특례 과제를 제안하고 사업자를 모집하는 기획형 과제를 적극 발굴하고, 참여 산업계와 함께 재활용 기술의 현장 적용성을 높이겠다”고 밝혔다.

2025.11.23 12:00김윤희

리튬 3%뿐…'LFP' 배터리 재활용 어디까지 왔나

"핵심은 블랙 매스를 만들어내는 양극재다. 리튬인산철(LFP) 배터리 양극재는 리튬도 2~3%만 포함돼 있고, 그 외 철을 비롯한 성분들은 금속으로서의 가치가 별로 없다. 삼원계 배터리와 다른 점이 이 부분이다." 엄남일 국립환경과학원 연구관은 23일 '배터리 순환이용 전문가 토론회(포럼)'에서 'LFP 배터리 재활용 가치평가 추진현황'을 주제로 발표를 맡아 이같이 언급했다. 현재 폐배터리 재활용 업계에서 활발히 쓰이는 삼원계 배터리는 양극재에 리튬과 니켈, 코발트, 망간 등 가치가 높은 금속이 포함돼 있다. 이에 착안해 다 쓴 배터리 속 양극재를 분쇄, 파쇄해 '블랙 매스'로 가공한 뒤 이 금속들을 추출해내는 순환 체계가 형성돼 있다. 반면 양극재에 고가치 금속이 포함돼 있지 않은 LFP 배터리는 이 방식을 차용해선 경제성을 확보하기 어렵다는 것이다. 국립환경과학원은 정부 방침에 따라 LFP 배터리 재활용 경제성 평가 연구를 추진하고 있다. 가격과 안정성 등 강점에 힘입어 LFP 배터리를 탑재한 전기차 보급이 확대되고 있기 때문이다. 배터리 기업들도 올해 하반기 이후로 LFP 생산에 나선다. 이에 환경부는 지난달 '배터리 순환이용 활성화 방안'을 발표하고 LFP 배터리 재활용 체계 구축을 준비하겠다고 밝혔다. 정부 차원에서 LFP 배터리 재활용 경제성 평가를 추진하는 것은, 업계 차원에서 해답을 찾지 못했기 때문이기도 하다. 엄남일 연구관은 LFP 배터리에 함유된 금속 가치를 삼원계인 니켈코발트망간(NCM) 배터리와 단순 비교 시 30% 가량 격차가 난다고 설명했다. 현재 전기차 수요 정체로 광물 가격이 급락해 삼원계 배터리 재활용 사업도 수익성이 크게 악화된 가운데, 가치가 더 낮은 LFP 배터리로 재활용 사업을 검토하기엔 제약이 크다. 과학원은 LFP 배터리팩을 토대로 재활용 처리 시 발생하는 가치와 비용을 분석했다. 아직 경제성 평가가 결론 단계에 다다르지 않아 자체 가치 평가 내용을 상세히 공개하진 않았다. 다만 양극재를 제외한 소재들에선 삼원계 배터리와 큰 차이가 없는 수준에서 재활용 가치가 추산됐고, 양극재를 블랙매스화 하는 과정에서 편차가 크게 났다고 소개했다. 엄 연구원은 "블랙매스 가공에 따르는 열 처리, 파쇄, 분쇄 그리고 부산물인 염폐수 처리에 따르는 비용을 고려하면, LFP 양극재를 똑같이 블랙 매스로 만들어 처리하는 방법이 적절한지 생각해봐야 한다"며 "소재별로 분리해 전부 처리하는 일반적인 방식보다, 전해액 등 특정 소재만 교체하거나 양극재를 재제조하는 등 직접재활용 방식이 더 나을 수도 있다"고 설명했다. 이런 점을 고려하면 차후 LFP 배터리 재활용 체계를 구축하는 과정에서 현 방식과 다른 공정과 기술이 필요하다고 진단했다. 엄 연구원은 "유가금속이 낮다는 태생적 한계를 극복하려면 기존 공정의 효율화나 LFP 재활용 기술 상용화 기반이 확대돼야 한다"고 제안했다.

2025.06.23 18:21김윤희

새빗켐, 이승진 신임 대표 선임…경영 위기 타개할까

이차전지 재활용(리사이클링) 전문 기업 새빗켐이 이승진 신임 대표를 선임하면서 경영 위기를 타개할지 주목된다. 새빗켐은 이차전지 기업에 대한 투자 열기가 고조된 지난 2022년 당시 코스닥 시장에 상장하고, 주가도 18만4천800원까지 치솟았지만 이후 2년 연속 연간 영업적자를 기록하는 등 실적이 악화되면서 주가도 지난달 11일 1만2천500원까지 하락했다. 경영 위기에 봉착하자 새빗켐 오너 일가는 지난 2월 사모펀드 운용사인 LX인베스트먼트에 경영권을 매각한 바 있다. 새빗켐은 이승진 대표이사를 새 수장으로 발탁했다고 12일 밝혔다. 새빗켐 신임 대표는 1999년 LG화학을 시작으로 배터리 산업에 첫 입성했으며, 이후 듀폰, 삼성정밀화학, SK, 생고뱅, 롯데비피화학, CJ 등 국내외 주요 화학 기업에서 다양한 전략 사업을 주도하며 26년간 업계 경력을 쌓아왔다. 전통적인 케미칼 분야를 넘어 산업 바이오까지 영역을 확장하며 전략 역량을 보여온 이 대표는 신사업 추진, 사내 벤처 설립, 조인트 벤처(JV) 구성 등 다양한 대형 프로젝트를 주도하며 산업 내 입지를 다져왔다. 새빗켐 관계자는 “이승진 신임 대표는 배터리 산업 초기때부터 쌓아온 경험과 네트워크가 강력한 적임자”라며 “화학 산업에 대한 깊은 이해와 이차전지 재활용 분야에서의 구조적 문제 인식이 새빗켐 밸류업에 크게 기여할 것"이라고 기대감을 표했다. 이승진 새빗켐 대표이사는 “새빗켐은 단순히 환경을 관리하는 기업이 아닌, 고객의 공정과 품질 기준에 맞춘 맞춤형 소재를 설계하고 공급하는 기술 플랫폼 기업”이라며 “핵심 소재 순환 공급 플랫폼 기업으로의 도약을 통해 새로운 기준을 만들어갈 것”이라고 강조했다. 새빗켐은 탄산리튬 생산 공장을 운영 중이다. 현재 1, 2 공장을 운영하고 최근 4 공장 증설을 완료, 본격적인 양산 체제에 돌입한 상태다. 3공장의 경우 전기차 시장 캐즘으로 당초 올해로 잡혔던 양산 일정이 지연됐다. 회사는 이번 신임 대표 선임을 기점으로 글로벌 파트너십 강화, 신규 사업 진출 등 성장 모멘텀을 더욱 강화해 나갈 계획이다.

2025.05.12 10:53김윤희

성일하이텍, 모로코 전구체 기업과 계약…208억 규모

폐배터리 재활용 기업 성일하이텍이 황산코발트, 황산니켈 공급 계약을 체결했다고 18일 공시했다. 이번 계약에 따라 성일하이텍은 모로코 전구체 기업 COBCO에 제품을 지난 1일부터 3개월간 납품하게 된다. 이번 계약금액은 208억원으로, 지난해 매출 대비 15% 규모다. 니켈은 톤당 1만6천54달러, 코발트는 톤당 3만2천33달러에 거래된다. 지난달 평균 거래 시세가 적용됐다. 회사 관계자는 "고객사 확장 노력에 따라 신규 고객사를 확보한 것"이라며 "추가 공급 논의도 진행하고 있다"고 설명했다.

2025.04.18 10:32김윤희