핵심광물 재활용 확대 전략 고찰(25-1-7)/한국산업기술진흥원

요 약

국제에너지기구(IEA)가 핵심광물의 재활용 현황과 시나리오별 2차 공급 전망을 점검하고 재활용 증진을 위한 정책 권장 사항을 제시

오늘날 글로벌 에너지 시스템이 청정에너지로 전환되는 과정에서 화석 연료 시기와는 다른 형태의 공급망 및 안보 문제가 야기될 수 있다는 전망 대두

  - 많은 양의 광물을 소비하는 청정에너지 시스템으로의 전환은 핵심 광물 수요를 대대적으로 증대하여 공급측 부담을 가중시키나, 지속적으로 재투입되어야 하는 화석연료와 달리 청정에너지 시스템 구축･운영에 소비되는 광물 자원의 경우 인프라 수명이 다하면 회수와 재활용이 가능

  ※ 대표적으로 리튬･니켈･코발트･망간･흑연은 배터리 기술에, 희토류 원소는 영구자석에 필수적인 요소에 해당하고 전력망에는 대량의 구리와 알루미늄이 소요

- 다만, 강철, 알루미늄과 같은 일반 금속의 재활용 관행이 확립되어 있는 반면, 리튬, 코발트, 니켈, 희토류 원소, 실리콘과 같은 에너지 전환 광물 중 다수는 아직까지 재활용이 미흡

 

< 글로벌 재활용 현황 >

∙ (상품별 재활용 현황)

알루미늄과 같은 일반 금속과 달리 현재 에너지 전환 광물의 재활용 투입률은 낮은 편이나 전기차, 저장용 배터리 제조･보급 확대로 코발트, 리튬, 니켈 등 기타 에너지 전환 광물의 2차 공급 점유율 상승이 예상되면서 제조 스크랩으로부터의 광물 회수 및 재활용 시설 투자가 증가하는 추세

∙ (지역 현황)

지역에 따라 재활용 산업 조성 양상과 수거율에 상당한 편차가 존재하여, 정제･재활용 산업이 발전한 중국, 유럽, 북미는 광물 전반적으로 2차 생산 수준과 재활용 투입률이 가장 높은 지역에 해당

 

- 한편, 코발트, 니켈, 리튬의 2차 생산 시설 대부분이 중국에 집중되어 있는 상황으로, 그 외 국가 간 재활용 산업 개발을 위한 공조 움직임 표출 이에 IEA는 재활용을 저해하는 과제를 점검하고 보다 지속 가능하면서도 안전한 미래 광물 공급망 구축 측면에서 재활용 및 도시광산 활용을 촉진하는 방안 고찰

 

광물별 2차 공급 수준은 과거 재활용양, 해당 광물 함유 제품의 수명, 청정에너지 분야 성장에 따른 미래 수요 증가치에 따라 달라지는데, 청정에너지 보급으로 에너지 전환 광물의 1차 공급이 확대되면서 향후 재활용될 물량 또한 증가할 전망 목표공약 시나리오(APS)를 기준으로 ’30년까지 주요 광물의 1차 수요 상승률은

 ▲(구리) 연간 3% ▲(니켈･코발트) 연간 6.5% ▲(리튬) 연간 18%

- 수요 상승에 따라 ’30년 이후 재활용 공급 원료의 양도 증가하게 되므로, 2차 공급량이 급증하는 만큼 ’50년경부터 1차 공급 규모가 감소하기 시작할 것으로 예견 ※ ’50년 1차 공급 수요는 재활용이 진행되지 않을 때와 비교해 구리･코발트 약 40%, 리튬･니켈 약 25% 감소 예상

< 시나리오별 2차 공급 전망 >

∙ (현정책 시나리오, STEPS)

직접 사용 스크랩을 제외한 구리의 2차 공급 비중이 현 17%에서 ’50년 33%로 증가하고, 배터리 보급 확대에 따라 리튬과 니켈의 2차 공급도 두드러지게 성장하는 등 핵심광물 총수요 중 2차 공급 비중이 지속 증가

∙ (목표공약 시나리오, APS)

STEPS보다 높은 수준의 수거율을 기록하면서, 구리의 경우 회수율 제고를 위한 강력한 정책 조치를 바탕으로 2차 공급 비중이 ’35년 총 수요의 20%, ’50년 40%를 상회

∙ (목표공약 시나리오, APS)

지속 가능성과 순환성에 보다 방점을 두고 가장 공격적인 수거율과 효율성 수준을 제시하는 시나리오로, ’50년 2차 공급량이 APS 대비

 ▲희토류 원소 약 15% ▲리튬, 니켈, 코발트 35% 이상 높게 나타날 것으로 예측

 

재활용의 잠재력을 극대화하기 위해서는 경제성, 기술, 무역, 지속 가능성 관련 과제 대응이 필요

(경제성)

핵심광물 재활용 프로젝트의 경제성은 재료 가격, 공급원료 입수 가능성, 규제, 가격 책정 및 지불 체계, 행정 및 실무 복잡성 등 여러 요인에 영향 받게 되며, 회수된 재료의 시장 가치 또한 수익성을 좌우

(기술)

현재의 재활용 기술은 에너지 및 환경 측면에서 부정적인 영향을 미칠 수 있으며, 핵심광물 함유 제품의 복잡성과 다양성으로 인해 회수율 최적화 한계, 물질 소실 발생

 ※ 첨단 분류, 신규 화학･물리 공정, 자동화, AI, 모니터링･품질 관리 기법 등의 신기술을 통해 효율성, 선별성, 환경 성과, 핵심광물 회수율을 개선하고, 핵심광물의 순환 사용을 대폭 확대하는 한편 재활용 공정의 환경 발자국 저감 등을 뒷받침할 수 있을 것으로 기대

(무역)

폐기물의 무역과 관련된 규제 조치는 수출된 폐기물이 수입 지역에서 적절하게 재활용되고 지속 가능하게 처리되도록 지원하는 반면, 글로벌 재활용 산업 성장을 저해할 수 있으므로 효과적이고 기민하게 시행 필요

(지속 가능성)

배터리 재활용 관리가 부실할 경우 폐기물 잔여물, 수질 오염 물질, 유해 배출물로 인한 공해가 발생할 수 있으며, 폐기물 수거 단계에서 아동 노동이나 불안전한 관행이 수반되는 경우도 다수

 

상세한 장기 정책 로드맵 개발, 인센티브･규제를 통한 자국 내 인프라 강화 등 정책적으로 핵심광물 재활용을 확대하기 위한 조치 시행이 필요

(상세한 장기 정책 로드맵 개발)

정책 방향의 명확성과 투자자 확실성을 증진할 수 있는 선명한 목표와 중간 점검 지표를 설정

(효율적인 2차 시장 개발을 목표로 폐기물 관리･재활용 정책 조율)

무역 장벽을 낮추고 관리되지 않은 재료 소실을 최소화하기 위해 국제 협력 촉진

(인센티브･의무화를 통한 자국 인프라 강화)

경제적 인센티브를 통해 국가 및 권역 수준의 재활용 시설 투자 장려

(재활용 재료 소비 촉진을 목표로 추적･표준･인증 증진)

투명성 제고 및 글로벌 모범 사례를 바탕으로 재활용 산업을 증진

(기술 혁신, R&D, 인력 교육을 위한 맞춤형 재정 지원)

보다 효율적인 공정, 검증된 기술 확장, 새로운 에너지 경제에 대비한 인력 양성을 위해 자금 지원 지속

(신흥･개발도상국의 재활용 시스템 강화)

부적절한 폐기물 관리의 영향에 취약한 지역 투자를 지원하기 위해 신기술과 금융 수단 도입

(데이터 및 정보 격차 해소)

신뢰할 수 있고 정교한 데이터 접근성을 바탕으로 효율적인 정책 수립과 투자 선택을 뒷받침

(재활용 이상의 총체적 접근 방식 도입)

제품 설계, 재사용, 수리, 개조 등이 지속 가능한 광물 가치사슬 확립에 핵심적인 역할 담당

(재활용 업체의 환경･사회･거버넌스(ESG) 과제 해소)

지속 가능하고 책임 있는 공급망에 기여하기 위해 ESG 영향 파악･최소화･완화 도모

 

우리나라는 전기차, 배터리 등 미래산업과 직결된 주요 핵심광물의 수입 대부분을 중국을 비롯한 해외에 의존하고 있는 상황으로, 공급망 관리 리스크 관리 및 공급망 다각화 차원에서 광물 재활용의 중요성이 제고

미래 먹거리 산업의 핵심광물 수요가 증가하고 국가 간 광물 공급망 확보 경쟁이 심화되는 가운데 ’23년 기준

  산화･수산화리튬, 산화･수산화니켈, 코발트, 흑연, 실리콘 등의 대중국 수입 비중이 현저히 높은 편

광물 2차 공급의 중요성에도 현재 핵심광물의 재자원화 비중이 2%대에 불과한 것으로 집계되는 만큼 정부와 업계의 집중 투자가 필요

- ’23.7월 기준 우리나라의 해외 수출로 인한 전기차 말소 비중이 70%를 상회하고 있다는 점은 국내 배터리 수거 비중이 저조하다는 것을 반증

- 재활용을 통한 광물 회수는 핵심광물 자원이 부족한 우리나라의 자급율을 제고하여 공급 안보를 뒷받침할 수 있는 수단으로 중요 이와 관련해 정부는 「핵심광물 확보전략」(’23.2)를 통해 핵심광물 목록을 지정하고 핵심 광물 재자원화 비중을 20%대로 확대하겠다는 목표 수립하는 한편, 「이차전지 전주기 산업 경쟁력 강화 방안」(’23.12)에서 사용후배터리 생태계 조성 전략을 제시

  - 「핵심광물 확보전략」은 사용후배터리 수거･유통･활용 등 통합관리체계 마련, 미래자원 재자원화 촉진을 위한 K-재자원화 얼라이언스 운영 등을 통해 핵심광물의 재자원화를 위한 순환체계를 구축하겠다는 계획 포함

 - 「이차전지 전주기 산업 경쟁력 강화 방안」은 사용 후 배터리 거래 시장 조성 지원, 업계 부담 경감을 위한 규제 완화, 재사용 제품 확산을 위한 선도 프로젝트 추진, 기술개발 및 창업 지원 거점 확충 등의 정책 조치 제시

- 정부 지원을 바탕으로 ’26년까지 핵심광물 정제련･소재 융복합 클러스터 조성 계획이 추진되고 ‘해외자원개발사업자금 융자기준’ 개정안에서 재자원화 기술을 신성장･원천기술로 지정해 투자 세액공제를 확대하는 움직임이 나타나고 있어 관련 생태계 구축 및 산업 발전을 지원할 수 있을 것으로 기대

 

향후 정부의 정책 지원 효과를 제고하고 핵심광물 재활용을 심화하는 측면에서 IEA의 제안대로 구체적인 목표와 중간 점검 지표를 설정하고 재활용 시설 투자를 위한 경제적 인센티브를 확대하는 것이 유의미할 것으로 예상

 - 재활용 물질 최소량, 수거율 목표 등을 과학적으로 수립하고 실행방안을 보다 세분화하여 단계별 이행 과정을 정기적･체계적으로 관리함으로써 정책의 실효성을 제고 필요

 - 세제 혜택, 보증 등의 금융 지원뿐만 아니라 차액계약제도(CfD)나 수익 상하한 모델과 같은 가격 책정 메커니즘 도입으로 업계의 재정 위험 부담과 투자 불확실성을 낮출 수 있을 것으로 기대

 - 특히 EU의 디지털 제품여권 도입에 발맞춰 배터리 등을 비롯한 주요 제품의 추적 시스템 및 폐기물 발생량, 제품 수명 등의 세부 데이터 수집･공유 체계 도입을 가속화함으로써 핵심광물의 순환성을 증진하는 동시에 수출 공급망 관리를 뒷받침할 수 있을 전망

 

 

* IEA, Recycling of Critical Minerals: Strategies to scale up recycling and urban mining, 2024.11에서 주요 내용을 요약 정리

[정책브리프 2024-12] 핵심광물 재활용 확대 전략 고찰_KIAT.pdf

2.01MB