계장용은 미국의 Swedgerock과 Parker가 글로벌 시장 80%를 점유하고 있으며, 나머지 100여개 업체가 20%를 점유하고 있다. 국내는 하이록코리아, 디케이락, 비엠티 등이 있다.

피팅의 전방산업은 중후장대 산업이어서 관련 산업의 수주가 향후 피팅 수요를 가늠할 수 있는 선행 지표이다. 일반적으로 석유화학 플랜트 산업의 경우, 프로젝트 예산의 2% 정도가 피팅 구매(용접용 2%, 계장용 0.5~1.0%)에 투입되며, 해양은 2%, 발전플랜트는 1~2% 수준이다. 주로 프로젝트 공정률 10%부터 발주가 시작되며, 20-30%에서 피팅 발주가 본격화,분할발주가 이루어지기 때문에 수주 증가는 추세적인 트렌드를 보인다.

재질별로는 카본강, 스테인리스강, 합금강(Alloy) 등이 있는데, 스테인리스강과 합금강이 수익성이 더 높다(스테인리스의 경우 카본의 5배 정도). 따라서 제품 믹스에서 스테인리스나 합금강 비중이 높아질수록 수익성이 더 커지게 된다. 카본강은 보통 정유플랜트에 쓰이고, 스테인리스강은 가스전/석유화학/발전플랜트에 쓰이는데, 최근 LNG 프로젝트들이 증가하고 있어 ASP와 제품 믹스 개선이 기대된다.

글로벌 스마트팜 기술개발 네덜란드가 주효

단일 국가로 스마트팜 기술이 가장 발달한 국가로는 네덜란드가 꼽히고 있다. 글로벌 평균첨단유리온실 재배 비중은 17%이나 네덜란드는 99%에 달한다. 땅이 메마르고 겨울 일조량 부족한 척박한 환경과 좁은 면적을 효율적으로 활용하고 생산성을 극대화하기 위해 국가적 차원 R&D 투자를 진행했기 때문이다. 네덜란드는 국토면적이 우리나라의 1/2에 불과하지만 세계 2위 농산물 수출국으로 성장했다.

미국, 호주: 노지분야 최첨단 유럽: 시설원예, 축산 낙농분야 기술 개발

미국과 호주 등 땅이 넓은 조방농업(Extensive Agriculture) 국가는 노지분야에서의 최첨단 농업 관련 기술을 선도하고 있다. 대형 농장의 무인화 및 자동화 수요가 지속 발생하고 있다. 네덜란드 외에도 유럽은 덴마크, 독일 등 서유럽의 시설원예와 낙농업 선진국 중심으로 농업의 ICT가 진행되고 있다. 특히 축산, 낙농분야에 강점을 가지고 있어 양돈,사료, 도축 및 축유 등에서 기술력을 가지고 농장 관리 솔루션을 보유하고 있다.

아시아: 중국과 일본, 한국기술 선진국 중심 성장 한국은 아직 초기단계

아시아 시장은 중국, 일본, 한국 등 기술 선진국을 중심으로 스마트 농업이 본격 도입되고 있는 신흥 시장이다. 중국은 거대 내수시장을 기반으로 정부와 민간에서 공동 사업 추진으로 스마트팜 시장을 확대해 나가고 있다. 중국 정부는 2004년 이후 계속해서 새 해 첫 정책 문건으로 농촌 경제 활성화를 중점 과제로 스마트 농업을 추진 중이다. 일본은 효율적으로 토지를 활용하고자 네덜란드를 벤치마킹해 일본 환경에 맞는 식물공장을 개발하고 유기농 채소 및 과수원예 관련 분야 기술을 특화하고 있다. 농가 인구 고령화와 노동력이 부족, 잦은 화산활동과 후쿠시마 원전 사고 등으로 안전한 농산물 수요가 증가해 정부 주도하에 스마트팜을 구축하고 있다. 한국과 일본은 벼농사를 주로 짓기 때문에 품종의 차이로 스마트팜 적용에서 한계가 있어왔다. 그럼에도 일본의 스마트팜 재배비은 4.5%로 한국은 0.92%에 불과해 아직 초기단계 이며 성장여력이 높다.

스마트팜 아직은 수작업 비중 높아 비용 부담
 

도시형 식물 공장의 수직 재배와 LED 활용의 단점은 초기 투자 비용인 건축 비용과 전기료 등의 운영 비용이 여전히 높다는 문제점이 있다. 더불어 대부분의 작업이 사람을 통해 처리되기 때문에 인건비 비중도 높다. 연구 결과에 의하면 생산 비용 내 인건비 비중이 28%로 가장 높으며 전기료 21%, 초기 투자에 대한 감가상각 비용이 21%로 나타난다.

구조적으로 도시형 식물 공장의 전기의 효율을 높이는 방식과 전기 용도 변경(산업용 ->농업용)을 통해 비용 절감이 가능할 것으로 보인다. 다만 높은 인건비 문제 해결을 위해서 지능형 로봇, 자동화 기술 도입 등 중장기적 접근이 필요하다

국내의 경우 폐배터리 처리 규정은 갖춰져 있으나, 배터리 재활용 및 재사용의 경우 현재 법안 논의 중인 상황이다. 2018 년 전기차 보조금 지급이 시행된 이후 보조금을 지급받은 전기차에 대하여 폐배터리 반납 의무를 부여하고, 지자체에서 관리하도록 규정했다. 2021 년 ‘전기전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률’ 개정을 통해 배터리 재활용 정책을 수정했으며, 폐배터리 반납의무를 폐지하고 미래폐자원 거점 수거센터4곳(경기, 충남, 전북, 대구)을 설립해 폐배터리를 재활용하는 시스템을 구축했다.

보조금을 받은 전기차의 경우 배터리가 지자체 소유로 귀속됐으며, 2020 년 12 월말까지 보조금을 받고 전기차를 구매한 소유주는 배터리 반납의무가 발생해 사용 후 배터리가 지자체로 반납되고 거점 수거센터로 이관하여 배터리를 위탁 처리하는 방식이다. 한편, 2021년 이후 구매한 소유주의 경우 배터리 소유권은 전기차 소유자에게 귀속되며, 지자체에서 운영하는 거점 수거센터에 배터리를 폐기할 수 있다.

전기차에서 발생하는 폐배터리가 본격적으로 발생하기 전까지는 배터리 제조 과정에서 발생하는 셀 스크랩(Manufacturing Scrap)이 당분간 배터리 리사이클링의 주 원자재가 될 것으로 전망한다. 셀 스크랩 물량은 글로벌 배터리 기업들의 신규라인 증설과 생산량 증가에 따라 급증할 것으로 추정되며, 배터리 업체들의 수율 98%(스크랩 발생률 2%)를 가정할 경우 셀 스크랩 발생량은 2021년 4만톤에서 2025년 14만톤으로 급증할 것으로 전망한다.

전기차의 배터리 교체 주기는 보통 7~10 년 수준으로 잔존수명(SoH, State of Health)이 초기 용량대비 70 ~ 80% 이하로 내려갈 경우 충전 속도 저하, 출력 이상, 주행거리 감소 등의 문제가 발생한다. 전기차 판매량 추이를 되짚어 보면, 2017 년부터 글로벌전기차 판매량이 100 만대 이상 판매되기 시작했으며, 중국은 2018 년부터 유럽은 2020년부터 100만대 이상 판매되기 시작했다. 이에 따라 전기차 폐배터리는 2025년부터 중국을 중심으로 의미 있는 규모로 발생할 것으로 판단하며, 2~3 년 후 유럽에서 그 후 미국은 2020년 후반부터 전기차 폐배터리 리사이클링 시장이 본격적으로 개화할 것으로 전망한다.

국내에는 리사이클링 전문 상장기업이 없지만, 미국에는 Li-cycle 이 2021 년 8 월 상장돼 가치 비교가 가능하다. Li-cycle 은 2016 년 설립된 배터리 리사이클링 전문기업으로 시가총액 13 억달러 수준에서 거래되고 있다. Li-Cycle 은 미국내에서 LGES, Glencore 등 유수의 기업들과 협업을 계획하고 있지만, 이제 전처리 공장 10,000 톤만보유(습식제련은 2023 년에 처음 가동)하고 있는 초기 생산 국면이고, 반면에 성일하이텍은 공장이 한국에만 있는 단점이 있지만, 오랜 업력과 습식제련 노하우를 보유하고 있는 강점이 있다. 습식제련 군산 3 공장 10,000 톤이 원활히 양산되고, 유럽과 북미 공장 설립의 로드맵이 구체적으로 제시된다면 Li-cycle 대비 시가총액이 낮을 이유는 없어 보인다.

최근에는 금속 침출 효율을 높이기 위해 선택적 침출 공정을 혼합하여 적용하는 추세다. 선택적 침출 공정이란 침출하고자 하는 타겟 메탈을 선택적, 단계적으로 침출시켜 메탈 회수율을 높이고 제련 과정을 간소화할 수 있는 공정이다. 각 단계별로 적용하는 화학물질의 차이, 적용 온도, 공정 Process(메탈 침출 순서 등)에 따라 회수율이 상이하다.

리튬 가격 급등에 따라 리튬 회수율을 높이기 위한 공정 Process 등이 개발 중인데, 리튬을 가장 앞단에서 침출시키는 공정과 공정 제일 끝단에서 침출시키는 공정이 있다. 리튬을 가장 앞단에서 침출시키는 공정의 경우 회수율을 높이기 위한 화학용제 처리등이 중요하다. 반면, 공정 끝단에서 침출하는 경우 공정을 거친 수용액상에 다른 금속이온과 물질 등이 섞여 있어 탄산리튬 순도를 높이기 위한 불순물 제거가 중요한 요인으로 작용한다

메탈 순도를 높이기 위해서 적용 화학물질의 농도, 용액의 pH(수소이온 농도), 온도 등 각 단계에서 반응 조건들을 통제하는 것이 중요하다. NCM 배터리의 경우 니켈, 코발트, 망간 화합물을 동시에 침출해 MCP(Metal Composite Precipitate)를 생산하고, 이 MCP 에 황산화 공정을 적용하여 전구체로 바로 제조하기도 한다. 이 경우 침출 공정복잡도는 감소하지만 불순물 제어, 용액상태의 MCP 를 운반하는 비용 등의 제약이 발생한다. 반면에 전구체 생산공장이 바로 붙어 있는 경우 건조 및 운송비가 발생하지 않아 원가 경쟁력 측면으로 작용할 수 있다

습식공정은 단계적으로 타겟 메탈을 추출하고, 추출된 메탈을 제련, 가공하여 재활용 소재를 생산하는 공정의 특성상 유가 금속 회수율이 높다는 장점이 있다. 하지만, 순도높은 메탈을 정제하기 위한 공정 설계 난이도가 건식공정에 비해 높고 세밀한 반응 조건 통제가 필요하다. 공정에 필요한 에너지량은 17.9MJ/kWh 로 건식(49.6MJ/kWh)공정에 비해 1/3 수준으로 공정에 소요되는 비용 또한 적다. 이에 따라, 중국을 비롯한 다른 국가(미국, 국내 등)에서도 습식제련 공정을 통한 리사이클링이 확산되고 있다.

건식공정은 비교적 간단하고 기존 공정(철 등 금속 생산) 개발 수준이 높아 공정 난이도가 쉽다는 장점이 있다. 하지만, 고온 용융로를 가동해야 하기 때문에 에너지 비용 소모량이 많고, 거대한 시설로 인한 감가상각비 등 비용이 많이 들며, 탄소발생량이 많은 단점이 있다. 비용 성격별로 직접비 16%, 간접비 47%, 고정비 9%, 기타(일반 경비 등) 29%로 추정되며, 공정에 필요한 에너지 사용량 역시 49.6MJ/kWh 로 가장 높다 (국내 1 인가구 1 일 평균 전력사용량 49.9MJ). 하지만, 건식공정은 공정 특성상 리튬과 같은 고부가가치 메탈의 회수율이 낮아 수익성은 상대적으로 낮다

지열별로 건식공정의 수익성을 비교해보면, 중국지역의 건식공정 수익성이 가장 높은데, 이는 정책 지원(세제 혜택 등), 저렴한 인건비, 에너지비용 때문으로 판단된다.

NCM, NCA 등과 달리 LFP 의 경우 낮은 리튬 회수율로 인해 건식공정 수익성이 좋지 않은 상황이다.