에코프로 - 2차전지 토탈 솔루션 (feat.이차전지 배터리 리사이클링)

에코프로는 2차전지 토탈 솔루션을 제공하는 에코프로 그룹의 지주사이자 하이니켈 양극재 분야에서 선도 기업인 에코프로비엠의 모회사입니다. 에코프로는 비상장사인 에코프로머티리얼즈(지분율 51%)에서 양극활물질 전구체를 생산하고, 하이니켈 양극재 제조에 필요한 수산화리튬(LiOH)을 생산하는 에코프로이노베이션(지분율 97%)을 보유하고 있으며, 또한 고압의 산소가 필요한 경우에 O2, N2를 생산하는 에코프로AP(지분율 90%)를 보유하고 있습니다.

 

또한, 폐배터리 recycling을 담당하여 리튬, 코발트, 니켈, 망간 등을 회수해 전구체 및 양극활물질 제조에 재활용하는 에코프로CNG(지분율 48%)을 보유하고 있습니다. 이처럼 에코프로는 하이니켈 양극재 생산 분야에 특화된 밸류체인을 보유하여 원가 경쟁력을 극대화하고 있는 기업으로, 하이니켈 양극재 ETF로도 불릴 수 있습니다.

 

상장사로는 양극재를 생산하는 에코프로비엠(지분율 46%)과 환경 사업을 전문으로 하는 에코프로에이치엔(지분율 31%)이 있으며, 비상장사로는 양극재 전구체를 제조하는 에코프로머티리얼즈(지분율 51%), 배터리 재활용을 수행하는 에코프로 CNG(지분율 48%), 수산화 리튬을 생산하는 에코프로이노베이션(지분율 97%), 그리고 양극소재용 산소와 질소를 생산하는 에코프로 AP(지분율 90%) 등이 있습니다.

 

에코프로 생태계

 

 

 

에코프로머티리얼즈 : 중국에 의존하는 전구체. 국산화의 선두주자 

 

양극재 전구체 수입 물량 중 중국의 비중이 95%에 달하고 있어, 미중 무역갈등과 배터리 업체들의 미국 진출 등으로 인해 중국 의존도를 낮춰야 할 필요성이 점점 커지고 있습니다. 에코프로머티리얼즈의 전구체 공장인 CPM1 공장은 현재 2.4만톤 가동 중이며, CPM2 공장도 양산에 착수할 예정입니다. 이에 따라 전구체 생산량이 증가하며, 니켈과 코발트 가격 상승으로 전구체 가격 또한 상승할 전망입니다. 또한, 황산화 공장도 본격 양산에 들어가면서 이익률 개선이 기대됩니다.

 

 

 

에코프로 CNG: 전구체 계열사와 높은 리튬회수율이 경쟁력의 핵심 

 

배터리 리사이클링 산업의 경쟁력은 두 가지 측면에서 중요합니다. 첫 번째는 원재료 구매에 있어 양질의 셀 스크랩을 저렴한 가격에 많이 구매할 수 있는 능력이며, 장기적으로는 자동차 폐배터리를 잘 수급할 수 있는 능력이 필요합니다. 두 번째는 생산 경쟁력에 있어 습식 제련 기술을 통해 메탈을 순도 높게 추출할 수 있는 능력이 중요합니다.

 

에코프로CnG는 리사이클링 제품을 황산니켈 등으로 상품화하지 않고, MCP 금속복합침전물이나 LS 리튬황산염 형태로 바로 전구체 제조공장과 양극재 제조공장에 공급할 수 있어 건조공정 또는 액체 운송비용을 절감할 수 있습니다. 현재 배터리 리사이클링 공장은 2만톤(스크랩 투입 기준) 전처리 공장이 본격 가동되고 있으며,  또한, 자동차용 폐배터리 시장이 2025년 이후 급격히 성장할 것으로 예상되며, 이에 따라 에코프로 그룹의 가장 중요한 자회사 중 하나로 자리매김할 것으로 전망됩니다.

 

에코프로 Capacity

 

 

에코프로머티리얼즈 

 

전구체(Presucor)는 화학반응에 참여하여 다른 화합물을 생성하는 물질로, 양극재의 주요 원료인 전구체는 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등의 희귀 금속을 주 원료로 공침법을 통해 제조됩니다.

 

일반적으로 NCM 전구체 제조 공정은 Ni, Co, Mn 수화물 용액을 만든 후, 강산 용액에 금속을 용해하여 금속 용액을 제조합니다. 그리고 이 용액과 착화제, pH 조절제를 혼합 및 교반하여 공침한 뒤, 세척과 건조를 거쳐 (NiCoMn) 복합수산화물을 얻어 전구체를 제조합니다. 이렇게 만들어진 전구체를 리튬계 물질(LiOH, Li2CO3 등)과 고온 산소 분위기에서 소성하여 NCM 양극활물질을 제조합니다.

 

에코프로머티리얼즈는 하이니켈 전구체를 생산하는 기업으로, 매출의 대부분은 에코프로비엠에서 발생하고 있습니다. 에코프로비엠이 생산하는 NCM 양극재의 경우 전구체는 전량 에코프로머티리얼즈에서 공급하고 있으며, NCA 양극재는 중국 GEM에서 수입한 대입경 전구체와 에코프로머티리얼즈의 소입경 양극재를 섞어서 제작하고 있는 것으로 추정됩니다.

 

한국의 NCM 전구체 수입량 중 중국에서 수입하는 비중은 91.7%를 차지해 여전히 높은 중국 의존도를 보이고 있습니다. 전기차용 이차전지 수요 증가 및 고용량·고출력화가 지속되고 있기 때문에 NCM 양극재의 생산량도 급증할 수밖에 없습니다. 따라서 전구체 품질과 선행 기술 개발 그리고 중국 의존도를 낮추기 위한 전구체의 내재화가 필수적인 상황이 되고 있습니다.

 

양극재를 이루는 전구체는 입자의 표면적이 넓을수록 전력 및 에너지 저장 용량 측면에서 유리합니다. 표면적이 넓어질수록 전기화학적 반응 속도가 빨라지기 때문입니다. 전기차용 이차전지에서는 대입경 전구체와 소입경 전구체를 7:3 비율로 섞어 사용하는 경우도 있으며, 양극재를 만들 때는 균일한 소입경 전구체만 사용하기도 합니다(소입경 전구체는 입자 크기가 5 마이크로미터(μm) 이하로 대부분 국내 업체에서 제공합니다. 대입경은 중국의 원가경쟁력을 이길 수 없습니다). 전구체의 품질 향상과 국산화는 EV용 이차전지 산업에서 매우 중요한 과제입니다.

 

에코프로 글로벌 생태계

 

 

 

안정적인 결정 구조와 우수한 용량을 보장하기 위해서는 균일한 전구체 생산과 수율 확보가 필수적입니다. 이를 위해서는 기술력의 향상이 더욱 필요합니다. 또한 전구체 업체들은 기술력 뿐만 아니라, 기초 희소 원료를 저렴하고 안정적으로 조달하는 능력이 핵심 경쟁력으로 작용할 것으로 예상됩니다. 에코프로 CNG에서 생산되는 MCP(Metal Composite Precipitate 금속복합침전물)을 활용하여 에코프로머티리얼즈가 전구체를 제조하고, LS(Lithium Sulfate 리튬황산염)를 활용하여 에코프로비엠이 양극재를 제조하면 더욱 경쟁력이 높아질 것으로 전망됩니다.

 

에코프로머티리얼즈는 매출액 뿐만 아니라 이익률도 큰 개선이 있을 것으로 추정됩니다. 이는 황산화 공장에서 MHP(Mixed hydroxide precipitate, 니켈 및 코발트 수산화 혼합물) 공정을 적용하는 것이 핵심입니다. 기존에는 황산니켈을 만들기 위해 니켈브리켓이나 니켈파우더를 사용했지만,  MHP에서도 황산니켈을 추출하는 방식으로 생산하면서 원가 경쟁력이 높아졌습니다.

 

황산 니켈 생산 업체는 광물에서 황산 니켈을 생산하는 일관 업체, 중간물에서 황산 니켈을 정제하는 정제 업체, 그리고 황산 니켈을 가공하여 니켈 금속으로 만드는 가공 업체로 구분됩니다. 가공 업체는 LME 시세의 100% 수준으로 니켈 금속을 구매하여 가공 프리미엄을 붙인 황산 니켈을 판매합니다. 반면에, 정제 업체는 MHP와 같은 중간물을 LME 시세의 80~90%에 구매하여 가공 프리미엄을 붙인 황산 니켈을 판매합니다. 삼원계 전구체 업체로서 원가 경쟁력을 유지하기 위해서는 MHP에서 황산 니켈을 정제하여 생산구조를 갖춰야 할 것이며, 에코프로머티리얼즈는 국내에서 유일하게 황산니켈 정제 생산공정을 확보하고 있습니다다.

 

 

 

에코프로 성장목표

 

 

에코프로CNG: 배터리 Recycling. 경쟁력의 시작이자 끝 

 

배터리 재활용은 이차전지에서 중요한 소재들을 추출하고 재활용하는 프로세스를 말합니다. 또한, 사용 후 용량이 줄어든 배터리를 다시 사용할 수 있도록 하는 재사용 방식도 포함됩니다. 배터리 재사용은 초기 용량 대비 약 70% 수준으로 용량이 감소한 배터리를 ESS 등에 재사용하는 방법이며, 배터리 재활용은 배터리를 분해하여 파쇄, 열처리, 화학 처리 등을 통해 중요한 소재(활물질 등)과 금속(Co, Li, Ni) 등을 회수하여 재사용하는 방식을 의미합니다.

 

에코프로 CNG는 포항에 배터리 재활용 공장을 건설하여 Black Powder를 양산하고 있습니다. 스크랩 2만 톤 규모의 생산 라인은 양산을 시작하였으며, MCP(Metal Composite Precipitate, 금속 복합 침전물) 및 LS(Lithium Sulfate, 리튬 황산염)을 생산할 수 있는 습식 생산 라인은 2021년 말부터 양산에 들어갔습니다. 습식 제련 라인 가동으로 인해 에코프로 CNG의 매출액은 큰 폭 증가하였으며, 이전에 구매한 저가 셀 스크랩이 투입되어 영업 이익률이 높은 수준을 유지하고 있습니다.

 

현재는 배터리 생산 라인에서 발생하는 셀 스크랩을 주로 재활용하는 구조이지만, 장기적으로는 전기차 배터리의 재활용으로 사업이 확대될 것으로 예상됩니다. 국내에서도 많은 기업들이 배터리 재활용 사업에 참여하고 있지만, 각종 메탈을 전구체 및 양극재 생산에 즉시 사용할 수 있는 에코프로 CNG가 경쟁력이 더 높다고 생각됩니다.

 

 

함께 읽으면 좋은 글

워렌 버핏 on the Stock Market

워렌 버핏 - 버핏의 노트르담 대학교 강연 (1991)

워렌 버핏 - 버크셔 해서웨이 포트폴리오

워렌 버핏 - 그레이엄&도드빌의 슈퍼 투자자들(The Superinvestors of Graham-and-Doddsville)

워렌 버핏 - 인플레이션이 주식 투자자에게 사기를 치는 방법

워렌 버핏 - Buffett Takes Stock

1979년 워렌 버핏 프로필: "투자자의 투자자"

투자자들이 말하기 싫어하는 단어 "잘 모릅니다"

월스트리트의 여왕 - 헤티 그린 : 미국 최초의 가치 투자자

위험과 불확실성 및 통제에 대한 환상

투자를 시작하기도 전에 승리하는 방법

좋은 투자를 위해 결과와 후회가 아닌 과정에 집중해야 하는 이유

버크셔 해서웨이(BERKSHIRE HATHAWAY) 2022년 사업보고서

공개매수(feat.에스엠, 오스템임플란트)

자사주 매입이 투자의 또 다른 형태인 이유

워렌 버핏의 담배꽁초와 집중투자

우리가 여전히 집중 투자를 믿는 이유

안전마진(Margin of Safety)의 모든 것

투자의 핵심 - 워렌 버핏

2008년의 잊혀진 교훈 : 세스 클라먼

모멘텀 투자와 재귀성 이론의 핵심 원칙

평균회귀와 주식투자

워렌 버핏이 떠난 후에도 버크셔 해서웨이는 살아남아 번창할 수 있을까요?