생물학적 처리 기술 시장 – 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 처리(퇴비화, 지렁이퇴비화, 검은 병정파리 처리, 혐기성 소화, 발효), 응용 분야(주거, 상업, 산업), 지역 및 경쟁별로 세분화, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 생물학적 처리 기술 시장은 2023년에 24억 7천만 달러 규모로 평가되었으며 2029년까지 4.25%의 CAGR로 예측 기간 동안 꾸준한 성장을 보일 것으로 예상됩니다.

전 세계적으로 정부가 부과하는 엄격한 환경 규정과 표준은 산업과 지방 자치 단체가 폐수를 처리하고 유기성 폐기물을 관리하며 배출을 통제하도록 요구합니다. 생물학적 처리 기술은 종종 이러한 규정을 준수하는 데 선호되는 선택입니다. 제조, 농업, 석유화학을 포함한 다양한 산업의 성장으로 인해 유기성 폐기물과 폐수 발생이 증가했습니다. 생물학적 처리 솔루션은 이러한 폐기물을 효율적으로 관리하고 처리하는 데 필수적입니다. 혐기성 소화와 같은 공정을 통해 재생 에너지원인 바이오가스를 생산하는 것은 에너지와 자원 회수를 추구하는 산업에 매력적인 추진력입니다. 바이오가스는 발전과 난방에 사용할 수 있습니다. 생명공학과 합성생물학의 지속적인 발전으로 다양한 처리 공정을 위한 보다 효율적이고 특화된 미생물이 개발되어 생물학적 처리 기술의 성능이 향상되었습니다. 의약품 및 개인 관리 제품과 같은 물과 폐수에 새로운 오염 물질이 존재함에 따라 이러한 오염 물질을 제거할 수 있는 고급 생물학적 처리 공정에 대한 수요가 증가했습니다.

주요 시장 동인

산업 폐기물 발생 증가

산업이 성장하고 확장됨에 따라 일반적으로 더 많은 양의 유기성 폐기물이 생성됩니다. 이 폐기물에는 음식물 쓰레기, 농업 잔류물, 제조 공정에서 발생하는 유기 부산물과 같은 재료가 포함될 수 있습니다. 생물학적 처리 기술은 이 유기성 폐기물을 효율적으로 관리하고 귀중한 자원으로 전환하는 데 적합합니다. 산업은 폐기물과 폐수를 적절하게 관리하도록 요구하는 엄격한 환경 규정을 준수해야 합니다. 생물학적 처리 기술은 다양한 유형의 유기성 폐기물 흐름에서 오염 물질을 분해하고 제거할 수 있으므로 이러한 규제 요구 사항을 충족하기 위한 효과적인 솔루션을 제공합니다. 산업, 정부 및 대중은 폐기물 처리의 환경적 영향에 대해 점점 더 우려하고 있습니다. 혐기성 소화 및 퇴비화와 같은 생물학적 처리 방법은 매립 및 소각과 같은 기존 폐기물 처리 방법에 비해 더 지속 가능하고 친환경적인 대안을 제공합니다. 생물학적 처리 기술은 유기성 폐기물에서 귀중한 자원을 회수하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 혐기성 소화는 에너지 생산에 사용할 수 있는 바이오가스를 생성하고 생성된 소화물은 영양이 풍부한 토양 개량제로 사용할 수 있습니다. 이러한 자원 회수 측면은 생물학적 처리 채택을 경제적으로 매력적으로 만들 수 있습니다.

장기적으로 생물학적 처리 기술은 산업의 비용 절감으로 이어질 수 있습니다. 이러한 기술은 폐기물 처리 비용을 줄이고 에너지 소비를 줄이며 바이오가스, 퇴비 또는 기타 부산물의 판매를 통해 수익을 창출할 수 있는 기회를 창출할 수 있습니다. 많은 산업이 지속 가능성을 핵심 가치로 받아들이고 구체적인 지속 가능성 목표를 설정했습니다. 생물학적 처리 기술은 이러한 목표와 일치하여 기업이 환경적 발자국을 줄이고 자원 효율성을 높이며 보다 지속 가능한 이미지를 홍보하는 데 도움이 됩니다. 대중의 인식과 기업의 책임은 산업 관행에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 생물학적 처리 기술을 채택하면 회사의 환경적 평판을 개선하고 친환경적 폐기물 관리 관행에 대한 의지를 보여줄 수 있습니다. 일부 지역에서는 정부가 산업이 생물학적 처리 기술을 채택하도록 장려하기 위해 인센티브, 보조금 또는 보조금을 제공합니다. 이러한 인센티브는 기업에 초기 투자를 더 매력적으로 만들 수 있습니다. 이 요소는 글로벌 생물학적 처리 기술 시장의 개발에 도움이 될 것입니다.

생명공학의 발전

생명공학의 발전은 생물학적 처리 기술의 개발 및 개선에 크게 기여했습니다. 이러한 발전은 폐수 처리, 생물학적 정화 및 유기성 폐기물 관리를 포함한 다양한 응용 분야에서 생물학적 처리 공정의 역량과 효율성을 확장했습니다. 생명공학은 특정 오염 물질이나 유기 물질을 분해하는 데 더 효율적인 특수 미생물 균주의 개발을 가능하게 했습니다. 이러한 조작된 미생물은 폐수와 오염된 환경에서 오염 물질의 분해를 가속화하여 처리 공정을 더 빠르고 효과적으로 만들 수 있습니다. 생명공학은 미생물의 유전자 변형을 통해 대사 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이를 통해 더욱 강력하고 적응력이 뛰어나며 어려운 환경에서도 생존할 수 있는 미생물이 생성될 수 있으며, 이는 특히 생물학적 치료 응용 분야에 가치가 있습니다.

생명공학은 다양한 생물학적 처리 공정에 사용되는 생물 반응기 설계에 영향을 미쳤습니다. 고급 생물 반응기 시스템은 바이오필름 반응기, 멤브레인 생물 반응기, 고정화 효소 시스템과 같은 혁신을 통합하여 모두 처리 효율성을 개선하고 처리 시설의 발자국을 줄입니다. 생명공학은 생물학적 처리 시스템에서 미생물 군집을 모니터링하고 평가하는 데 유용한 중합효소 연쇄 반응(PCR) 및 DNA 시퀀싱과 같은 분자 도구를 제공합니다. 이러한 도구를 사용하면 처리 공정을 더 잘 제어하고 최적화할 수 있습니다. 합성 생물학 분야는 생물학적 처리 기술에서 중요한 역할을 합니다. 여기에는 특정 처리 목표를 위한 새로운 미생물이나 경로를 생성하기 위한 생물학적 부품, 장치 및 시스템의 설계 및 구축이 포함됩니다. 합성 생물학은 효율적인 오염 물질 분해 및 자원 회수를 위해 미생물을 맞춤화할 수 있게 해줍니다.

생명공학은 메타게놈학을 사용하여 처리 시스템에서 전체 미생물 군집의 유전적 구성을 연구할 수 있게 해주었습니다. 이 접근 방식은 이러한 군집의 기능적 잠재력에 대한 통찰력을 제공하고 처리 목적으로 활용할 수 있는 새로운 유전자와 대사 경로를 식별할 수 있게 해줍니다. 생명공학은 특정 오염 물질이나 미생물 활동을 실시간으로 감지할 수 있는 생물학적 센서의 개발을 용이하게 했습니다. 이러한 센서는 프로세스 모니터링 및 제어에 사용되어 처리 시스템이 최적으로 작동하도록 합니다. 유전체학, 단백체학, 대사체학을 포함한 오믹스 기술은 미생물 군집과 처리 프로세스에서의 상호 작용에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다. 이러한 기술은 미생물 집단, 대사 경로 및 환경 변화에 대한 반응의 역학에 대한 포괄적인 통찰력을 제공합니다. 생명공학은 연구자와 엔지니어가 복잡한 생물학적 데이터를 분석하는 데 도움이 되는 생물정보학 도구와 데이터베이스의 개발에 기여했습니다. 이러한 도구는 처리 시스템 설계 및 운영을 개선하기 위해 유전체 및 메타게놈 데이터를 해석하는 데 도움이 됩니다. 생명공학의 발전으로 미생물 연료 전지와 미생물 대사에서 전기를 생성할 수 있는 기타 기술이 개발되었습니다. 이는 생물학적 처리 시스템에서 에너지 소비를 줄일 수 있는 잠재력이 있습니다. 이 요인은 글로벌 생물학적 처리 기술 시장의 수요를 촉진할 것입니다.

에너지 및 자원 회수에 대한 필요성 증가

주요 원동력 중 하나는 혐기성 소화와 같은 생물학적 처리 기술이 부산물로 바이오가스를 생산할 수 있는 능력입니다. 바이오가스는 주로 메탄과 이산화탄소로 구성되며 전기 생산 및 난방을 위한 재생 에너지원으로 사용할 수 있습니다. 이는 에너지 비용과 환경적 발자국을 줄이려는 산업에 특히 매력적입니다. 재생 에너지원에 대한 수요가 증가함에 따라 생물학적 처리 공정을 통해 생산된 바이오가스는 지속 가능성과 녹색 에너지 목표에 부합합니다. 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 온실 가스 배출을 줄여 기후 변화에 대처하는 데 도움이 됩니다. 생물학적 처리 기술은 농업 잔류물, 음식물 쓰레기, 하수 슬러지 등의 유기성 폐기물을 귀중한 에너지 자원으로 전환할 수 있습니다. 이 폐기물-에너지 접근 방식은 폐기물 처리 비용을 줄일 뿐만 아니라 보다 지속 가능한 에너지 혼합에 기여합니다. 산업은 생물학적 공정을 사용하여 유기성 폐기물을 처리함으로써 폐기물 처리와 관련된 비용을 상당히 낮추고 매립이나 소각의 필요성을 줄일 수 있습니다. 생물학적 처리 기술은 토양 개량제나 비료로 사용할 수 있는 영양이 풍부한 소화물과 같은 에너지 이외의 귀중한 자원을 회수할 수 있습니다. 이 자원 회수 측면은 추가 가치를 창출하고 폐기물 처리의 환경적 영향을 줄일 수 있습니다.

생물학적 처리 방식은 폐기물을 귀중한 자원으로 전환하여 처녀 자원의 추출을 줄이고 폐기물 발생을 최소화하는 순환 경제의 원칙을 지원합니다. 일부 정부는 에너지 및 자원 회수를 위한 생물학적 처리 기술 채택을 장려하기 위해 재정적 인센티브, 보조금 또는 세액 공제를 제공합니다. 이러한 인센티브는 산업에 대한 투자를 더욱 매력적으로 만들 수 있습니다. 많은 회사가 환경적 영향을 줄이고 자원 효율성을 높이는 것을 포함하여 지속 가능성 목표를 설정했습니다. 에너지와 자원의 회수는 이러한 기업의 지속 가능성 이니셔티브와 일치합니다. 생물학적 처리 방법은 강력한 온실 가스인 매립지에서 메탄 배출을 줄이기 때문에 환경 친화적으로 간주됩니다. 혐기성 소화 중에 생성된 메탄을 포집하여 활용함으로써 이러한 기술은 기후 변화를 완화하는 데 도움이 됩니다. 생물학적 처리를 통한 바이오가스의 생성은 에너지 혼합을 다양화하고 기존 에너지원에 대한 의존도를 줄임으로써 에너지 안보에 기여하는 대체 에너지원을 제공합니다. 이 요인은 글로벌 생물학적 처리 기술 시장의 수요를 가속화할 것입니다.

주요 시장 과제

기술 확장성

생물학적 처리 공정을 확장하려면 종종 더 복잡한 엔지니어링 및 설계 과제가 필요합니다. 처리 시설의 규모가 커짐에 따라 물질 전달, 열 전달 및 유체 역학과 같은 요인이 점점 더 중요해지고 있습니다. 생물 반응기 및 통기 시스템과 같은 장비의 설계 및 크기는 더 큰 용량에 맞게 최적화되어야 하며, 이를 위해서는 상당한 엔지니어링 전문 지식이 필요할 수 있습니다. 폐수 처리에서 대규모 처리 시설에서 적절한 유압 유지 시간과 유량 분포를 유지하는 것은 처리 효율에 매우 중요합니다. 확장하면 이러한 역학 관계가 깨질 수 있습니다. 규모가 커질수록 대규모 처리 시스템 전체에 영양소와 산소를 효과적으로 분배하는 것이 더욱 복잡해집니다. 이는 활성 슬러지 및 MBR과 같은 생물학적 처리 공정에서 특히 중요합니다. 처리 시스템이 확장됨에 따라 미생물 집단의 건강을 관리하고 유지하는 것이 더욱 어려워집니다. 적절한 혼합, 영양소 가용성 및 오염 물질 제어는 미생물 건강과 활동에 필수적입니다. 대규모 처리 시설은 더 많은 에너지를 소비할 수 있으며, 과제는 확장의 이점(예바이오가스 생산 증가)과 더 높은 에너지 요구 사항의 균형을 맞추는 것입니다. 대규모 시설에서 효율적인 제어 및 모니터링 시스템을 유지하는 것이 중요합니다. 여기에는 변화하는 조건에 대응하여 작동 매개변수를 조정하는 기능이 포함됩니다.

구현 비용

생물학적 처리 시스템을 설정하려면 종종 상당한 자본 투자가 필요합니다. 여기에는 장비 구매, 처리 시설 건설 및 인프라 개발이 포함됩니다. 많은 생물학적 처리 기술에는 생물 반응기, 통기 시스템 및 모니터링 장비와 같은 특수 장비가 필요합니다. 이러한 것은 조달 및 설치 비용이 많이 들 수 있습니다. 어떤 경우에는 생물학적 처리 공정을 수용하기 위해 기존 인프라를 업그레이드하거나 수정해야 할 수 있습니다. 이러한 변경 사항은 구현 비용을 상당히 증가시킬 수 있습니다. 생물학적 처리 시스템을 운영하고 유지 관리하려면 종종 숙련되고 전문적인 인력이 필요합니다. 이러한 인력에 대한 채용, 교육 및 보상은 운영 비용에 기여합니다. 생물학적 처리 기술을 개선하고 혁신하기 위해 지속적인 연구 및 개발 노력이 필요합니다. R&D에 대한 투자는 전반적인 구현 비용을 증가시킵니다.

어떤 경우에는 산업 또는 지방 자치 단체가 이미 확립된 폐기물 처리 방법을 갖추고 있을 수 있습니다. 생물학적 처리 기술로 전환하려면 기존 시스템 및 인프라에 매몰 비용이 포함될 수 있습니다. 생물학적 처리 공정에는 에너지, 유지 관리 및 모니터링을 포함한 지속적인 운영 비용이 필요합니다. 에너지 비용은 상당할 수 있으며, 특히 통기, 난방 또는 냉각이 필요한 공정의 경우 더욱 그렇습니다. 규정 요구 사항을 충족하려면 종종 규정 준수를 보장하기 위해 처리 기술, 모니터링 시스템 및 보고 절차에 대한 추가 투자가 필요합니다. 처리 시설을 건설하거나 장비를 설치하려면 넓은 토지나 공간이 필요할 수 있으며, 특히 인구가 밀집되어 있거나 토지가 제한된 지역에서는 비용 문제가 될 수 있습니다.

주요 시장 동향

정밀 농업

정밀 농업은 농업에서 비료, 살충제 및 기타 화학 물질의 사용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 농부는 타겟팅되고 데이터 기반 접근 방식을 채택하여 과도한 영양소 유출과 환경으로의 화학 물질 침출을 최소화할 수 있습니다. 이는 차례로 농업 유출수의 생물학적 처리 필요성을 줄여 수질을 보존하고 처리 비용을 줄일 수 있습니다. 정밀 농업은 센서, 위성 및 기타 소스의 데이터를 사용하여 작물 관리에 대한 정보에 입각한 결정을 내립니다. 이 데이터는 또한 물 관리 전략을 알려서 물 소비를 줄이고 처리가 필요할 수 있는 농업 유출수를 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 정밀 농업은 생물학적 수단을 통해 해충을 통제하고 화학 살충제의 필요성을 줄이는 것을 목표로 하는 통합 해충 관리 관행을 장려합니다. 이를 통해 토양과 물에 화학 잔류물이 줄어들어 생물학적 처리 시스템의 환경적 부담이 줄어듭니다.

정밀 농업은 물, 에너지, 토지를 포함한 자원 사용을 최적화합니다. 자원을 보다 효율적으로 사용하고 폐기물을 최소화함으로써 농업의 환경적 영향과 농업 폐기물의 고급 생물학적 처리에 대한 잠재적 필요성을 줄입니다. 정밀 농업은 종종 토양 건강과 비옥도를 개선하는 데 중점을 둡니다. 건강한 토양은 영양소와 물을 더 잘 흡수하고 유지하여 영양소 유출과 수역 오염 가능성을 줄일 수 있습니다. 정밀 농업에 사용되는 원격 감지 기술은 작물의 스트레스나 질병의 조기 징후를 감지하여 표적 개입을 허용하고 화학적 처리의 필요성을 최소화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

세그먼트별 통찰력

처리 통찰력

처리에 따라 혐기성 소화가 글로벌 생물학적 처리 기술 시장에서 지배적인 세그먼트로 부상했습니다.

응용 통찰력

응용 프로그램에 따라 산업은 예측 기간 동안 글로벌 생물학적 처리 기술 시장에서 가장 빠르게 성장하는 세그먼트로 부상했습니다.

지역별 통찰력

지역에 따라 북미는 2023년 글로벌 생물학적 처리 기술 시장에서 가장 빠르게 성장하는 지역으로 부상했습니다.

최근 개발

• 2023년 5월, 프로세스 기술 및 에너지 솔루션의 선도적인 글로벌 공급업체인 Lummus Technology는 Siemens Energy와 지적 재산권, 저작권, 무역 비밀, 연구 및 개발 자산. 석유 및 가스 산업의 수처리 및 폐수 처리 요구 사항을 위해 설계된 이러한 기술은 탄소 흡착, 생물학적 처리 및 열수 공정을 활용합니다. Lummus Technology는 Siemens Energy의 Zimpro 습식 공기 산화 기술 및 PACT 시스템과 관련 지적 재산, 실험실 장비 및 관련 자산을 인수합니다. 이 인수는 석유화학 및 정유 시설에서 물과 폐수를 처리하기 위한 Lummus의 지속 가능하고 통합된 솔루션을 크게 강화할 것입니다. Zimpro 시스템은 에틸렌 크래커에서 발생하는 가성 폐기물 처리에 중점을 두는 반면, PACT 공정은 산업 폐수에서 유기 오염 물질을 효율적으로 제거하여 2차 폐기물 생성을 최소화하면서 고수준 폐기물 흐름을 변환 및 파괴하는 것을 포함하여 기존 처리 방법에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다.

주요 시장 참여자

• BioCoTech Americas Inc. 
• BIFFA Ltd
• Global Composting Solutions Ltd.
• Alfatherm Ltd.
• Supreme International Limited
• Closed Loop Environmental 솔루션
• Evoqua Water Technology LLC 
• Pentair PLC
• Alfa Laval Corporate AB
• Scarab International