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전 세계적으로 ESG 규제가 메가트렌드로 자리 잡으며 환경산업에 대한 관심이 더욱 커질것으로 전망됨에 따라, 미래 성장 동력산업으로 폐기물 처리업이 부상하고 있다.

무엇보다 폐기물 처리업은 소각, 매립 등 단순한 폐기물 처리를 떠나 희유금속 등 유용자원의 회수와 업사이클링 등 자원순환 경제의 핵심축으로 자리잡으면서 사업성도 크게 개선되고 있어 국내외적으로 관련 기술의 개발과 시장 진출이 활기를 보이고 있다.

최근 삼정KPMG가 발간한 보고서에 따르면, 국내에서 일일 폐기물 발생량은 2009년 35.7만 톤에서 2020년 53.4만 톤으로 약 10년 새 하루 평균 17만 톤 이상 늘어났다. 국민 소득 수준 증가와 비대면 산업 발전이 폐기물 산업의 성장을 유도하고, 의료 서비스 수요 확대 및 주택 개발 활성화가 더해져 폐기물 산업 성장세는 지속될 것으로 전망되고 있다. 이에 2025년 국내 폐기물 처리업 시장 규모도 23조 7,000억원에 달할 것으로 예상되고 있다.

이러한 성장세에도 불구하고 폐기물 처리산업은 진입 장벽이 높기 때문에 증가되는 폐기물 처리 수요가 기존 폐기물 처리 기업에 집중되어, 폐기물 처리업의 성장성과 안정성이 인정받으면서 사업 영역 다각화 및 기존 사업과의 시너지, 이익 창출 등을 기대하며 폐기물기업 인수합병(M&A)도 활발하게 이루어지고 있다.

폐기물 처리시설은 궁극적으로 폐기물 재활용 및 에너지화를 지향하는 방향으로 발전하고 있다. 기업은 폐기물 처리업을 발판으로 미래 에너지원 창출 역량도 확보하는 등 종합 환경기업 밸류체인을 마련할 수 있으며, 또한 산업통상자원부가 2021년 12월 발표한 ‘K-ESG 가이드라인’에 환경경영 추진체계 항목이 포함됨에 따라 기업은 ESG 평가 개선을 위해 폐기물 처리업 진출에 관심을 보이고 있는 것이다.

한편, 폐기물중에서 플라스틱과 전기차용 이차전지, 태양광 패널은 전 세계적으로 환경오염과 자원 회수를 위한 대상으로 크게 주목받는 시장으로 급부상하고 있다. 탈플라스틱을 위한 정책이 강화되며, 저감기술이나 대체소재 기술 개발이 활성화 되고 있으며, 폐배터리나 폐태양광 패널의 경우 ESS로 재활용하거나 희유금속을 회수하여 최근 격화되는 광물자원 쟁탈전에서 밸류체인을 확보하는 수단으로 기대를 모으고 있는 실정이다.

이에 당사에서는 국내외에서 최근 성장사업으로 주목받고 있는 폐기물 시장에서 특히, 자원순환경제 구현을 위해 중요성이 확대되는 유망분야로, 폐플라스틱, 폐배터리, 폐태양광패널의 재활용 시장에 주목하여 본서를 출간하게 되었습니다.

모쪼록 페기물산업에 관심이 있는 모든 분들께 조금이나마 도움이 되기를 기대해 봅니다.

Ⅰ. ESG 대응, 자원순환과 환경·폐기물산업

1. 순환경제로의 전환을 위한 자원순환과 환경산업 동향

  1-1. 확대되는 글로벌 ESG 규제와 대응

    1) ESG 개념 및 중요성

      (1) ESG 개념

      (2) ESG의 중요성

    2) ESG 주요 동향

      (1) ESG 관련 국내외 동향

      (2) ESG 규범화 주요 동향

    3) ESG의 규제대응

      (1) 탄소국경세(Carbon border tax)

      (2) ESG 정보공개 규제

      (3) 국내 ESG 대응 현황

  1-2. 순환경제(Circular Economy)의 부상과 대응 동향

    1) 순환경제 정의 및 중요성

      (1) 정의

      (2) 순환경제의 중요성

    2) 순환경제 비즈니스 모델

      (1) 제품 서비스화(PaaS)

      (2) 수거(회수) 및 재활용

      (3) 제품수명 연장

    3) 국내 순환경제 분야 재정투자 현황

      (1) 환경부

      (2) 산업부

    4) 순환경제를 위한 국내 재활용 산업 육성과 시장 활성화 제도

      (1) 생산자책임재활용제도

      (2) 환경성보장제도

      (3) 포장재 재질구조 평가제도

      (4) 폐기물 부담금 제도

      (5) 폐기물처분부담금제도

      (6) 재활용시장관리센터와 재활용시장관리위원회

      (7) 녹색제품 구매촉진 제도

  1-3. 온실가스 배출 동향과 폐기물 산업

    1) 주요국 온실가스 감축 계획

      (1) 미국

      (2) 캐나다

      (3) 러시아

      (4) 독일

      (5) 영국

      (6) 프랑스

      (7) 중국

      (8) 일본

    2) 국내 온실가스 배출 현황

      (1) 2020년 국가 온실가스 배출량

      (2) 온실가스 종류별 배출량

      (3) 국내 총생산액(GDP) 및 1인당 온실가스 배출량

    3) 2020년 분야별 국가 온실가스 배출량(폐기물 포함)

      (1) 에너지 분야

      (2) 산업공정 분야

      (3) 농업 분야

      (4) 폐기물 분야

      (5) LULUCF 분야

2. 국내외 환경산업과 폐기물산업 동향과 전망

  2-1. 국내외 환경산업 동향 및 전망

    1) 국내 환경산업 현황

      (1) 사업체 현황

      (2) 종사자 현황

      (3) 매출액 현황

      (4) 유형고정자산 현황

      (5) 투자액 현황

      (6) 수출액 현황

      (7) 자격증 소지자 현황

      (8) 기술인력 현황

    2) 세계 환경산업 시장 동향 및 전망

      (1) 주요국 환경기술 개발 동향

      (2) 세계 환경산업 시장 전망

    3) 국내 환경기술 수준 평가

  2-2. 국내 폐기물 산업 동향과 전망

    1) 폐기물 개요

      (1) 폐기물 정의

      (2) 폐기물 분류

      (3) 폐기물 산업의 특징

    2) 폐기물 처리 과정 및 방법

      (1) 소각

      (2) 스팀

      (3) 매립

    3) 폐기물 발생 및 처리 현황

      (1) 폐기물 발생 현황

      (2) 폐기물 처리 현황 

      (3) 폐기물 처리(매립·소각)시설 현황

      (4) 잔재물 발생 및 처리 현황

    4) 폐기물의 친환경 처리와 온실가스

      (1) 에너지 생산을 통한 온실가스 발생 감축

      (2) 자원 회수를 통한 산업원료 제공

    5) 국내 폐기물산업 전망

  2-3. 국내 폐기물사업체 현황

    1) 폐기물 처리업

      (1) 폐기물 처리업 개요

      (2) 폐기물 처리업 특징

      (3) 폐기물 처리업체 현황

      (4) 폐기물 처리업 인수합병(M&A) 동향

    2) 폐기물 재활용업

      (1) 폐기물 재활용업체 현황

      (2) 폐기물 재활용 제품의 판매 현황

      (3) 재활용 폐기물의 종류와 구성

      (4) 폐기물 재활용업체 특성

  2-4. 글로벌 폐기물산업 시장 동향 및 전망

    1) 개요

    2) 시장 및 산업 분석

      (1) 산업환경 분석

      (2) Value Chain

      (3) 코로나(COVID-19) 영향

    3) 폐기물 관리 시장 동향 및 전망

      (1) 세계 시장

      (2) 국내 시장

    4) 폐기물 관리 주요 기업

      (1) Veolia [프랑스]

      (2) SUEZ [프랑스]

      (3) Republic Services [미국]

      (4) Waste Management [미국]

      (5) Waste Connections [미국]

3. 국내외 환경·자원순환 정책동향과 전략

  3-1. 해외 주요국 환경·자원순환 정책동향과 전략

    1) EU

      (1) EU 환경 정책

      (2) EU 주요 환경 정책 및 이행수단

    2) 미국

      (1) 미국 환경 정책

      (2) 미국 자원순환 정책

    3) 중국

      (1) 중국 환경 정책

      (2) 중국 자원순환 정책

    4) 일본

      (1) 일본 환경 정책

      (2) 일본 자원순환 정책 및 규정

  3-2. 국내 환경·자원순환 정책 동향과 추진전략

    1) 한국형(K) 순환경제 이행계획

      (1) 자원순환 全과정(Life-cycle) 관리

      (2) 순환경제 이행 확산

      (3) 주요 품목별, 순환체계 구축

      (4) 이행점검 및 모니터링

    2) ‘자원순환 정책 대전환 추진계획’ 점검결과 및 향후계획(안)

      (1) 추진 배경

      (2) 주요 내용

      (3) 2021년 추진현황 점검 결과

      (4) 단계별 주요 실적

      (5) 평가 및 향후계획

Ⅱ. 유망 폐기물산업 시장 전망과 기술개발 동향

1. 폐플라스틱 대응 기술 동향 및 시장 전망

  1-1. 글로벌 폐플라스틱 주요 이슈와 대응 동향

    1) 플라스틱 개요

      (1) 플라스틱의 정의 및 분류

      (2) 플라스틱의 종류

      (3) 비생물학적 플라스틱 분해 기술

    2) 플라스틱 생분해 기술 및 동향

      (1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET)

      (2) 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)

      (3) 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC)

      (4) 폴리스티렌(Polystyrene, PS)

      (5) 폴리프로필렌(Polypropylene, PP)

      (6) 폴리우레탄(Polyurethane, PU)

    3) 플라스틱 업사이클링 기술 및 개발 동향

      (1) 플라스틱 업사이클링 정의

      (2) 플라스틱 업사이클링 특징

      (3) 업사이클링 프로세스

      (4) 업사이클링 활용 소재

      (5) 업사이클링 디자인

    4) 해양 플라스틱 개요와 대응기술 개발 동향

      (1) 해양 플라스틱 기술의 정의 및 범위

      (2) 해양 플라스틱의 발생 원인

      (3) 플라스틱 쓰레기의 해양 유입·분포 탐지 기술

      (4) 플라스틱 쓰레기의 해양 유입차단 기술

      (5) 해양 플라스틱 쓰레기 수거 및 처리 기술

      (6) 해양 플라스틱 쓰레기의 생태 위해성 평가 기술

      (7) 국내외 해양 플라스틱 정책 동향

    5) 미세 플라스틱 개요와 대응 기술 개발 동향

      (1) 미세 플라스틱의 정의

      (2) 미세 플라스틱의 발생 원인

      (3) 미세 플라스틱의 생태계 영향

      (4) 미세 플라스틱이 인체에 미치는 영향

      (5) 미세 플라스틱 기술개발 동향

      (6) 국내외 미세 플라스틱 정책 동향

  1-2. 탈 플라스틱 국내외 대응 동향과 전망

    1) 미국

      (1) 미국 플라스틱 산업 현황

      (2) 미국 탈 플라스틱 관련 정책 및 산업 현황

    2) 중국

      (1) 중국 플라스틱 산업 현황

      (2) 중국 탈 플라스틱 관련 정책 및 산업 현황

    3) 일본

      (1) 일본 플라스틱 산업 현황

      (2) 일본 탈 플라스틱 관련 정책 동향

    4) 국내

      (1) 플라스틱 감량 및 재활용

      (2) 해양쓰레기 및 미세 플라스틱 관리

      (3) 이행 체계

  1-3. 탈플라스틱을 위한 바이오 플라스틱 개발 동향과 전망

    1) 글로벌 폐플라스틱 시장규모와 전망

      (1) 글로벌 폐플라스틱 시장 현황 및 전망

      (2) 글로벌 폐플라스틱 지역별 시장규모 및 전망

    2) 바이오 플라스틱 개요와 개발 동향

      (1) 바이오 플라스틱의 필요성

      (2) 바이오 플라스틱 종류

      (3) 바이오 플라스틱 소재별 기술 및 동향

    3) 바이오 플라스틱 기술개발 동향

      (1) 천연고분자계 바이오 플라스틱

      (2) 미생물 합성계 바이오 플라스틱

      (3) 중합형 고분자계 바이오 플라스틱

    4) 국내외 바이오 플라스틱 시장 및 정책 동향

      (1) 국내외 바이오 플라스틱 시장 동향

      (2) 국내외 바이오 플라스틱 관련 정책 동향

  1-4. 생분해 플라스틱 개발동향과 전망

    1) 생분해성 플라스틱 개요

      (1) 생분해성 플라스틱의 정의

      (2) 생분해성 플라스틱의 중요성

    2) 국내외 생분해성 플라스틱 기술 동향

      (1) 글로벌 생분해성 플라스틱 기술 동향

      (2) 국내 생분해성 플라스틱 기술 동향

    3) 국내외 생분해성 플라스틱 시장 동향 및 전망

      (1) 글로벌 생분해성 플라스틱 시장 동향 및 전망

      (2) 국내 생분해성 플라스틱 시장 동향 및 전망

2. 폐배터리 대응 기술 동향 및 시장 전망

  2-1. 리튬이차전지 개요와 최근 동향

    1) 리튬이온전지 개요

      (1) 리튬이온전지 특징

      (2) 리튬이온전지 4대 요소

      (3) 이차전지 제조과정

    2) 이차전지 소재 산업 동향

      (1) 이차전지 원자재 산업 동향

      (2) 이차전지 1차 소재 산업 동향

      (3) 이차전지 2차 소재 산업 동향

    3) 글로벌 이차전지 시장 현황

      (1) 글로벌 이차전지 시장규모 및 전망

      (2) 글로벌 이차전지 가격 현황

  2-2. 이차전지산업을 선도하는 전기차, ESS 시장동향과 전망

    1) 전기차 시장과 이차전지

      (1) 글로벌 전기차 시장 규모 및 전망

      (2) 국내 전기차 시장전망

      (3) 전기차용 중·대형 이차전지 종류별 기술 개발 동향

      (4) 글로벌 전기차용 이차전지 시장규모

    2) ESS 시장과 이차전지

      (1) 에너지저장장치 정의

      (2) 에너지저장장치 분류

      (3) 에너지저장장치 기술별 분류

      (4) ESS 기술별 발전 동향 및 전망

      (5) 국내외 ESS 시장규모 및 전망

  2-3. 이차전지 폐배터리(재사용·재활용) 시장 동향과 전망

    1) 이차전지 폐배터리 개요 및 처리 방법

      (1) 이차전지 폐배터리 개요

      (2) 이차전지 폐배터리 재사용(Re-Use)

      (3) 이차전지 폐배터리 재활용(Re-Cycling)

    2) 국내외 이차전지 폐배터리 시장 현황 및 전망

      (1) 글로벌 이차전지 폐배터리 시장현황 및 전망

      (2) 국내 이차전지 폐배터리 시장현황 및 전망

    3) 주요국 폐배터리 관련 시장 동향 및 정책

      (1) 미국

      (2) 유럽

      (3) 중국

      (4) 일본

    4) 국내 이차전지 폐배터리 처리 및 지원정책

      (1) ‘전자제품등자원순환법’ 개정 내용

      (2) 거점수거센터 설립 추진 배경 및 사업내용

3. 폐태양광패널 대응 기술 동향 및 시장 전망

  3-1. 태양광 발전산업 개념 및 최근 이슈

    1) 태양광 발전산업 개념 및 활용

      (1) 태양광 발전의 개념

      (2) 태양전지의 작동원리와 종류

      (3) 태양광 발전 유형과 특징

    2) 태양광산업 최근 이슈

      (1) 미국 ‘인플레이션 감축법(IRA) 2022’ 제정과 영향

      (2) WRI, 태양광 투자(2030년까지 1조 달러) 로드맵 발표

      (3) 미국 태양광 패널 생산 확대책, 국방물자생산법(DPA) 발동

      (4) EU ‘REPowerEU’ 계획 발표. 태양광 설치 목표 대폭 상향

  3-2. 국내외 태양광산업 시장 동향과 전망

    1) 글로벌 태양광산업 현황 및 전망

      (1) 글로벌 태양광 시장 현황

      (2) 글로벌 태양광 설치량 현황 및 전망

      (3) 글로벌 태양광발전 시장 전망

    2) 태양광 밸류체인별 가격 및 공급망 동향

      (1) 폴리실리콘

      (2) 웨이퍼

      (3) 태양전지 및 모듈

    3) 주요국 수출입 동향 및 해외 주요기업 실적 동향

      (1) 주요국 수출입 동향

      (2) 해외 주요 기업 실적 동향

    4) 국내 태양광산업 동향과 전망

      (1) 국내 태양광발전 시장 전망

      (2) 국내 REC 가격 동향

      (3) 국내 태양광 밸류체인별 수·출입 동향

      (4) 국내 주요 태양광 기업 실적 동향

  3-3. 태양광 폐패널 대응 기술, 시장 동향과 전망

    1) 태양광 설비용량과 폐패널 발생 및 재활용 시장 전망

      (1) 국내외 태양광 설비용량 현황 및 전망

      (2) 국내외 태양광 폐패널 발생량 전망

      (3) 태양광 폐패널 재활용 시장 전망

    2) 태양광 폐패널 재활용 기술 동향

      (1) 기술의 정의

      (2) 태양광 폐기물 재활용 기술

      (3) 해외 기술 동향

      (4) 국내 기술 및 기업 동향

    3) 국내외 태양광 패널 재활용 투자 동향

      (1) 해외 주요 태양광 기업, 패널 재활용 투자 강화

      (2) 국내 R&D 투자 동향 및 주요 R&D 사업

    4) 국내외 태양광 폐패널관련 정책 동향

      (1) 유럽

      (2) 미국

      (3) 일본

      (4) 중국

      (5) 한국

Ⅲ. 자원순환, 폐기물산업관련 기술 특허동향과 기술로드맵, 연구과제

1. 자원순환, 폐기물산업 관련 유망 기술 특허, 기술로드맵

  1-1. 자원순환 및 폐기물산업 관련 유망 기술 특허동향

    1) 공장 내 폐열회수 및 재활용

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    2) 화학제품 재활용 공정 기술

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    3) 폐플라스틱 재활용 공정 및 제품

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    4) 폐기물 고형연료화

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    5) 플라스틱 저감을 위한 서비스

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    6) 연료전지 폐열을 활용한 수소생산 및 온실가스 감축

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    7) 폐배터리 재활용(Recycle)

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    8) 전기자동차용 폐배터리 재사용(Reuse)

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

  1-2. 자원순환 및 폐기물산업 관련 유망 기술 기술로드맵

    1) 공장 내 폐열회수 및 재활용

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    2) 화학제품 재활용 공정 기술

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    3) 폐플라스틱 재활용 공정 및 제품

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    4) 폐기물 고형연료화

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    5) 플라스틱 저감을 위한 서비스

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    6) 연료전지 폐열을 활용한 수소생산 및 온실가스 감축

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    7) 폐배터리 재활용(Recycle)

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    8) 전기자동차용 폐배터리 재사용(Reuse)

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

2. 자원순환, 폐기물산업 관련 유망 기술개발 연구테마

  2-1. 자원개발, 회수 기술분야

    1) 음극재용 흑연광 AI 기반 탐사/개발 및 원료화 기술개발

    2) 신북방지역 주석광 맞춤형 ICT기반 채광 및 저비용/고효율 선광기술 개발 실증

    3) 국내 몰리브덴 광물의 고품위 정광생산 분리정제 공정기술개발

    4) 연속건식제련기술 기반 저품위 니켈산화광의 고농도 니켈중간물 생산기술개발

    5) 서태평양 해저산 고코발트 망간각 자원개발 유망광구 선정

    6) (총괄) 이차전지 핵심부품용 희소금속의 순환자원화 및 응용기술 개발

    7) (1세부) 유기산 사용 친환경 침출공정 개발 및 폐수 무방류 공정개발을 통한 이차전지용 소재 연간

       1,000톤급 제조 공정 기술 개발

    8) (2세부) 이차전지 스크랩 블랙파우더로부터 친환경 신공법을 활용한 순도 99% 이상 리튬계 양극재

       원료 2kg/batch급 제조기술 개발

    9) (3세부) 100% 재활용 희소금속을 활용한 방전용량 180mAh/g 이상의 고용량 리튬 이차전지 양극재

       제조기술개발

    10) (총괄) 귀금속 저감 희소금속(Ni, Co, Pt) 소재 제조 및 촉매/전극 부품화 기술 개발

    11) (1세부) 귀금속 저감/대체 기반 3N급 희소금속 회수 및 20kg/day급 고활성·고내구 촉매 분말 제조

       기술 개발

    12) (2세부) 수소생산을 위한 2.5kW급 폐알칼리 AEM 수전해용 고성능 촉매전극 및 부품화 기술 개발

    13) (3세부) 백금사용 40% 저감 가능 연료전지용 다중코팅 적용 전극 및 MEA 부품화 기술 개발

  2-2. 자원 순환 기술분야(재제조, 리싸이클) 기술분야

    1) 에너지 저감형 중유탈황 공정촉매 재자원화 기술개발

    2) 저탄소 중유접촉분해 공정촉매 재제조 기술개발

    3) 친환경 탈수소촉매 및 공정촉매 부산물의 재자원화 기술개발

    4) 공정촉매 재제조품 품질인증 및 탄소배출량 산출 표준모델 개발

    5) 해중합 반응기법을 이용한 저탄소 폐PET 산업원료화 기술개발

    6) PVC 폐기물의 친환경 맞춤형 산업원료화 기술개발

    7) 폐리튬인산철배터리(LFP)로부터 탄소저감형 배터리원료화 기술개발

    8) 고분자전해질(PEM) 전지로부터 저탄소 백금 촉매 원료화 기술개발

    9) 천연자원활용 전기전자 재생자원의 첨단산업 원료 소재화 기술개발

    10) 자원순환 기술의 탄소배출량 산정모델 개발 및 성과제도 설계

    11) 폐배터리 안전 보관·관리 시스템 개발

    12) LED 폐조명 재활용 전처리 및 유가자원 회수 기술개발

    13) 차세대 폐디스플레이 전처리 시스템 및 소재화 기술개발

    14) 저탄소·고부가 폐양극재 재제조 혁신 기술개발

    15) 탄소중립 구현을 위한 자원 회수형 고농도 하‧폐수처리 기술

    16) 폐플라스틱 탄소자원 대상 석유기반 고부가 기초화학물질 대체 생산기술 개발

    17) 전기자동차 배터리 활용 스테이션 구축 및 스마트 충·방전 시스템 개발 실증

  2-3. 플라즈마활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 기술분야

    1) 전처리 공급 기술개발

    2) 전환공정 및 시스템화 기술 개발

    3) 분리·고부가화 기술개발