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포스코케미칼의 새로운 소식을
보도자료, 영상, 케미스토리로 전해 드립니다.
신성장 동력 2개의 신형엔진, 포스코HY클린메탈 편
2021.11.26

이차전지 소재사업은 포스코그룹 신성장 사업의 핵심입니다. 이차전지 시장규모가 매년 가파르게 성장하고 있고 그 원료와 소재를 확보하기 위한 전세계적인 경쟁이 이미 치열하게 진행 중입니다. 포스코케미칼은 국내에서 유일하게 이차전지 핵심소재인 양/음극재를 동시 생산하는 회사로 포스코그룹의 이차전지 소재사업을 주도하고 있습니다. 포스코케미칼에 이어 포스코그룹은 2021년 4월과 5월, 이차전지 소재사업을 이끌 두 신형 엔진, '포스코리튬솔루션'과 '포스코HY클린메탈'의 탄생을 알렸습니다.

앞서 배터리 소재 공급 문제의 해결사 '포스코리튬솔루션'에 대해서 자세히 알아봤다면, 이번에는 포스코 양극재 소재 밸류체인의 또 하나의 축 '포스코HY클린메탈'에 대해 알아보도록 하겠습니다.
포스코HY클린메탈, 양극재 소재 밸류체인의 중심
자동차업체들은 주행거리를 늘리기 위해 양극재에 다양한 소재를 혼합해 적용하는 연구들을 하고 있죠. 그 중에서도 니켈 함량이 80% 이상인 하이니켈 NCM(니켈-코발트-망간) 양극재가 높은 에너지밀도와 안정적인 성능으로 주행거리를 크게 늘릴 수 있어서 주목을 받고 있습니다.

포스코HY클린메탈은 이 양극재에 들어가는 리튬을 비롯하여, 니켈 / 코발트 / 망간을 리튬이온배터리에서 추출해 다시 양극재 소재로 공급하는 리사이클링 사업을 담당합니다.

전기차 수요 증가와 양극재 고용량화에 따라 니켈 수요는 2021년 11만 5,000톤에서 2030년 121만 3,000톤까지 늘어날 전망으로 테슬라 등 완성차 제조사와 LG에너지솔루션 등 배터리 제조사는 원 소재 확보를 위해 직접 자원 투자도 하고 있습니다. 그러나 니켈의 경우 한정된 자원과 채굴과정에서의 친환경 공정을 요구하는 글로벌 완성차 제조사의 요구에 따라 공급이 제한적이어서 2025년 이후에는 공급 부족이 심화될 전망입니다.

이차전지 핵심소재인 양극재와 음극재를 모두 생산하고 있는 포스코케미칼의 2030년 예상 니켈 수요는 20만 톤으로, 소재 조달의 내재화가 반드시 필요한 상황입니다. 포스코그룹은 이와 같이 공급 부족이 예상되는 니켈을 비롯한 핵심 이차전지소재를 확보하는 방안으로 배터리 생산과정에서 발생되는 스크랩 및 생산불량품이나 수명이 다한 폐배터리에서 원 소재를 추출하는 리사이클링 사업의 가능성에 주목했습니다.

하여, 포스코그룹은 2020년 5월, LG에너지솔루션 폴란드 공장에서 발생하는 배터리 스크랩을 연간 1만 톤 수주하여, 이차전지 리사이클링 사업에 본격적으로 착수하기로 결정했습니다. 2020년 12월에는 포스코 이사회에서 투자승인을 받은 뒤, 90억 원을 투자해 폴란드에 리사이클링 상공정을 담당하는 단독 법인을 설립했고, 리사이클링 기술을 보유한 화유코발트社와의 JV를 통해 한국 광양에 하공정을 담당하는 포스코HY클린메탈을 설립했습니다.

포스코는 포스코HY클린메탈 1단계 투자비 1,200억 원 중 780억 원을 투자해 지분 65%를 확보하고 지난 5월 7일 법인을 설립했습니다.

포스코HY클린메탈 생산 제품과 공정
포스코HY클린메탈의 공정은 크게 상(上)공정과 하(下)공정으로 나눌 수 있습니다. 상공정은 LG에너지솔루션 폴란드공장에서 배터리 생산과정에서 발생되는 스크랩을 수거, 분쇄하고 열처리를 거쳐 중간재인 BP(Black Powder)를 제조하는 공정으로 스크랩을 다시 자원화하는데 큰 의미가 있습니다.

상공정에서 생산한 BP는 한국 광양의 율촌산단에 건설 중인 포스코HY클린메탈 공장에서 유가금속을 추출하는 정밀 정제공정인 용매추출 공정을 통해 전구체(니켈/코발트/망간)을 생산합니다.

2022년 7월 준공, 이차전지 친환경 리사이클링 공장
포스코는 2021년 5월 28일 화유코발트, 전라남도와 투자협약식을 갖고, 율촌산업단지 내 17만 1000㎡ 부지에 BP 1만톤을 처리할 수 있는 공장 건설을 본격적으로 시작했습니다.

포스코HY클린메탈은 2021년 8월 착공 후 2022년 7월 준공을 목표로 하고 있으며, 준공 이후 포스코그룹의 이차전지소재사업을 주도하고 있는 포스코케미칼을 비롯하여 LG에너지솔루션 등 이차전지 제조업체들과 2022년 12월까지 제품 인증과정을 거쳐 2023년 1분기부터 제품을 판매할 계획입니다.

포스코HY클린메탈은 연간 니켈 2,200 톤, 코발트 700톤, 망간 600톤, 탄산리튬 2,100톤 생산 능력을 확보할 계획으로, 향후 포스코케미칼 양극재 공장에 인접한 지리적인 장점을 살려 케미칼의 전구체 제조설비에 원료를 직공급하는 체계를 구축할 전망입니다. 이러한 밸류체인 구축 시 포스코케미칼은 전세계적으로 이차전지 원료 확보가 치열해지는 상황 속에서 보다 수월하고 효과적으로 니켈, 코발트, 망간 등 핵심 원료를 확보할 수 있을 것으로 기대됩니다. 

  • ▲2021년 5월 28일, 포스코HY클린메탈과 전라남도 '이차전지 친환경 리사이클링(재활용) 사업' 관련 투자협약식 모습(왼쪽)
폐배터리 리사이클링 시장은 2030년 기준 전체 원 소재 수요의 20%를 차지할 것으로 전망되며, EU / 일본 / 중국 등 전기차 주요 선도국들은 폐배터리 리사이클링 생태계 구축에 속도를 내고 있습니다. 

포스코는 급성장하는 리사이클링 시장에 대응하기 위해 작년 확보한 연 10.000톤 규모의 전지스크랩 외에 추가 스크랩 수주를 추진 중입니다. 장기적으로 포스코HY클린메탈을 리사이클링 사업의 허브로 두고, 신규 스크랩 및 폐배터리는 지역 거점별 확보를 통해 글로벌 공급망을 확대할 계획입니다. 

또한 2025년까지 습식정제기술을 고도화하고, 폐배터리 해체 공정이 필요 없이 전기로에 폐배터리를 직접 장입해 유가금속을 추출하는 건식제련 기술도 개발을 추진하고 있다. 그리고 기존 리사이클링 설비를 활용해 인도네시아나 호주 광산의 니켈 중간물을 정제하는 등, 종합 정제 컴플렉스를 구축해 2030년 기준 니켈 생산량을 3만톤까지 끌어올릴 계획입니다.

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