영양소 재활용 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 유형별(가스 순환, 퇴적 순환, 수문 순환), 방법별(생물 퇴비화, 혐기성 소화, 폐수에서 영양소 회수, 피복 작물 및 멀칭, 수경재배, 기타), 응용 분야별(폐수 처리, 음식물 쓰레기 관리, 바이오가스 생산, 임업 잔류물, 바이오 기반 비료, 기타), 지역 및 경쟁별, 2019-2029F

시장 개요

글로벌 영양소 재활용 시장은 2023년에 45억 1천만 달러로 평가되었으며 2029년까지 6.84%의 CAGR로 예측 기간 동안 인상적인 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 글로벌 영양소 재활용 시장은 자원 관리에서 지속 가능성과 효율성을 강조하는 몇 가지 주요 요인에 의해 주도되고 있습니다. 폐기물 감소 및 재활용을 촉진하는 규제 및 정책이 늘어나는 것과 더불어 환경 문제가 커지는 것이 중요한 원동력입니다. 산업계에서는 유기성 폐기물, 농업 유출수 및 폐수에서 질소, 인, 칼륨과 같은 영양소를 재활용하는 것의 경제적 이점을 점점 더 인식하고 있습니다. 이러한 재활용 영양소는 토양 비옥도를 높이고, 합성 비료에 대한 의존도를 낮추고, 특히 수역에서 환경 오염을 완화하는 데 사용할 수 있습니다. 영양소 회수 프로세스의 기술적 발전과 생명 공학의 혁신은 시장의 역량을 확대하고 효율성을 높이고 있습니다. 세계 인구가 계속 증가함에 따라 지속 가능한 농업 관행과 영양소 관리 솔루션에 대한 수요가 전 세계 영양소 재활용 시장의 성장을 더욱 촉진할 것으로 예상됩니다.

주요 시장 동인

환경적 우려와 규정

환경 인식과 엄격한 규정은 글로벌 영양소 재활용 시장에서 주요 동인으로서 중추적인 역할을 합니다. 영양소 오염, 특히 농업 활동과 폐수 배출로 인한 질소와 인의 유출을 둘러싼 우려가 커지면서 전 세계 정부는 엄격한 규정을 제정하게 되었습니다. 이러한 규정은 주로 수역으로의 영양소 배출을 줄여 수생 생태계와 인간 건강에 미치는 해로운 영향을 해결하기 위해 고안되었습니다. 유럽에서 수질 기본법은 대륙 전체에서 양호한 수질을 달성하고 유지하기 위한 획기적인 규정으로 두드러집니다. 회원국은 영양소 오염을 줄이고 지속 가능한 수질 관리 관행을 촉진하며 수생 서식지를 복원하는 조치를 시행하도록 규정하고 있습니다. 마찬가지로 북미와 아시아 태평양 지역의 관할권은 담수 자원을 영양소 오염으로부터 보호하기 위해 유사한 규정을 시행했습니다.

이러한 규제 프레임워크는 산업체가 수질 기준을 준수하기 위한 기본 전략으로 영양소 재활용 관행을 채택하도록 강요합니다. 영양소 재활용 기술은 유기성 폐기물, 농업 유출수 및 폐수에서 질소, 인 및 기타 귀중한 영양소를 회수하여 실행 가능한 솔루션을 제공합니다. 이러한 영양소를 농업 토양으로 재활용하거나 유기 비료 또는 생물 기반 화학 물질과 같은 환경적으로 안전한 제품으로 전환함으로써 산업체는 환경적 발자국을 크게 줄이고 지속 가능한 자원 관리에 기여할 수 있습니다. 이러한 규정은 영양소 재활용 기술 및 솔루션에 대한 투자에 대한 설득력 있는 사업적 사례를 만들어냅니다. 농업, 식품 가공, 폐수 처리와 같이 영양소 배출 규정의 영향을 받는 부문에서 운영하는 기업은 영양소 손실을 최소화하고 자원 효율성을 높이는 지속 가능한 관행을 채택해야 한다는 압력이 커지고 있습니다. 혁신적인 영양소 회수 기술에 대한 수요는 규정 준수뿐만 아니라 기존 비료에 대한 의존도를 줄이고 토양 건강을 개선하는 것과 관련된 경제적 이점에 대한 인식이 커짐에 따라 촉진됩니다.

지속 가능한 농업 관행

지속 가능한 농업 관행으로의 글로벌 전환은 농업 및 농업 부문 전반에 걸쳐 영양소 재활용 기술의 채택을 가속화하고 있습니다. 농부와 농업 산업은 다양한 폐기물 흐름에서 유기 영양소, 특히 질소와 인을 농업 토양으로 재활용하는 것의 다면적인 이점을 점점 더 인정하고 있습니다. 이 관행은 귀중한 자원을 보존할 뿐만 아니라 토양 비옥도를 높이고 지속 가능한 작물 생산을 촉진하는 데 크게 기여합니다.

재활용된 영양소를 토양에 재도입함으로써 농부는 토양 구조, 영양소 가용성 및 전반적인 토양 건강을 개선할 수 있습니다. 이는 차례로 작물 수확량과 품질을 증가시키는 동시에 토양 생물다양성과 수질에 해로운 영향을 미칠 수 있는 합성 비료에 대한 의존도를 줄이는 데 도움이 됩니다. 영양소 재활용은 수역으로의 영양소 유출을 최소화하여 농업 관행의 장기적 지속 가능성을 지원하는데, 이는 전 세계적으로 중요한 환경 문제입니다. 정부, 비정부 기구(NGO) 및 소비자 모두 지속 가능한 농업 관행에 점점 더 중점을 두고 있습니다. 영양소 재활용을 포함한 지속 가능한 농업 방법을 촉진하는 정책과 이니셔티브가 전 세계적으로 인기를 얻고 있습니다. 정부는 농부들이 이러한 관행을 채택하도록 장려하기 위해 인센티브와 보조금을 제공하는 반면, NGO는 농업에서 환경 관리와 자원 보존을 옹호합니다. 소비자들은 지속 가능하게 생산된 식품을 점점 더 우선시하고 있으며, 환경 영향을 최소화하는 농업 관행에 대한 시장 수요를 주도하고 있습니다.

영양소 회수의 기술적 발전

2022년 9월, 핀란드에서 Biolan Oy, Gasum Oy, Pöytyän Maanparannus Oy를 통합하여 바이오가스 가치 사슬을 위한 새로운 합작 투자가 설립되었습니다. 이 협력의 초점은 재활용 영양소에 있습니다. Kiertoravinne Oy라는 이름으로 운영되는 이 회사는 바이오가스 플랜트에서 공급되는 소화액과 재활용 영양소에서 파생된 비료 제품을 제공함으로써 전국의 산업 및 농업의 요구를 충족하는 것을 목표로 합니다.

초여과 및 역삼투와 같은 멤브레인 여과 기술은 액체 흐름에서 영양소를 분리하고 농축하여 귀중한 화합물을 회수하는 데 높은 효율성을 제공하는 동시에 물 사용과 환경 영향을 최소화합니다. 이러한 기술은 영양소 농도가 높은 농업 유출수와 산업 유출수를 처리하는 데 특히 효과적입니다. 이러한 첨단 기술의 채택은 농축된 형태로 영양소를 회수하여 합성 비료의 필요성을 줄이고 환경으로의 영양소 손실을 최소화하는 능력에 의해 주도됩니다. 이는 농업 관행의 지속 가능성을 개선할 뿐만 아니라 한정된 자원을 보존하고 기존 영양소 추출 방법과 관련된 온실 가스 배출을 줄이는 데 도움이 됩니다.

자원 부족과 식량 안보에 대한 수요

2020년 11월, AgriProtein은 PreZero US와 파트너십을 맺고 Bioko라는 새로운 합작 투자를 설립하여 미국에서 영양소 재활용 프로세스를 발전시키는 것을 목표로 합니다. 순환 경제 솔루션 분야의 글로벌 리더인 PreZero는 9개국에서 90개 이상의 지역에서 혁신적으로 운영됩니다. 이 협력에 따라 Bioko는 자연적 프로세스를 활용하여 식품 폐기물을 순환 경제 관행에 완전히 통합하고자 합니다. PreZero는 회수된 식품 폐기물을 Bioko 시설에 공급하여 검은 병정파리 기술을 사용하여 처리하여 동물 사료와 토양 영양소 제품을 생산합니다. 곤충 기술 분야의 전문성으로 유명한 AgriProtein은 Bioko 시설의 건설 및 운영 관리를 감독합니다.

영양소 재활용은 기존 농업 관행과 관련된 환경적 발자국을 완화하는 데 기여합니다. 수역으로의 영양소 유출을 줄여 수생 생태계와 식수 공급을 위협하는 수질 오염과 유해한 조류 개화를 최소화합니다. 토양 건강과 비옥도를 개선함으로써 영양소 재활용은 기후 변화와 극심한 기상 현상을 견딜 수 있는 회복력 있는 농업 시스템을 지원합니다. 영양소 재활용 관행의 채택은 환경적 필수 조건과 경제적 이익에 의해 주도됩니다. 정부, 농업 산업 및 연구 기관은 지속 가능한 영양소 관리 전략을 촉진하기 위해 혁신적인 기술과 정책 프레임워크에 투자하고 있습니다. 이러한 노력은 영양소 사용 효율성을 최적화하고 농업에서 발생하는 온실 가스 배출을 줄이며 식량 생산 시스템의 전반적인 지속 가능성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.

주요 시장 과제

기술적 복잡성 및 비용

글로벌 영양소 재활용 시장의 주요 과제 중 하나는 고급 재활용 기술을 구현하는 데 따른 복잡성과 비용입니다. 스트루바이트 침전, 혐기성 소화 및 멤브레인 여과와 같은 기술은 장비, 인프라 및 운영 비용에 상당한 자본 투자가 필요합니다. 설치 및 유지 관리에 필요한 높은 초기 비용과 기술 전문 지식으로 인해 소규모 농업 운영 및 폐수 처리 시설에서 영양소 재활용 솔루션을 도입하지 못하는 경우가 많습니다. 이러한 기술의 확장성과 효율성은 지역 인프라와 자원 가용성에 따라 다르며, 광범위한 채택을 더욱 복잡하게 만듭니다.

규제 장애물과 정책 분열

영양소 재활용 관행을 규제하는 규제 프레임워크는 지역과 관할권에 따라 크게 다르며, 글로벌 표준화와 시장 조화에 과제를 제기합니다. 일관되지 않은 규정, 허가 요건 및 준수 표준은 글로벌 규모로 영양소 재활용 솔루션을 구축하려는 기술 개발자와 투자자에게 진입 장벽을 만듭니다. 조화로운 정책이 부족하면 법적 의무와 시장 접근에 대한 불확실성이 발생하여 지속 가능한 영양소 관리 관행에 대한 투자가 방해받을 수 있습니다. 규제 접근 방식을 정렬하고 국제 협력을 촉진하는 것은 이러한 장벽을 극복하고 영양소 재활용 기술의 광범위한 채택을 촉진하는 데 필수적입니다.

주요 시장 동향

공공 및 기업 지속 가능성 이니셔티브

최근 몇 년 동안 영양소 재활용을 포함한 환경적으로 책임 있는 관행의 채택을 촉진하는 대중의 인식과 기업 지속 가능성 이니셔티브가 눈에 띄게 증가했습니다. 소비자와 이해 관계자 모두 자신이 사용하는 제품과 서비스의 환경적 영향에 대해 점점 더 우려하고 있으며, 이로 인해 기업은 지속 가능한 조달 및 생산 방법을 우선시하게 되었습니다. 이러한 변화는 지속 가능한 관행이 환경에 도움이 될 뿐만 아니라 브랜드 평판과 소비자 충성도를 향상시킨다는 인식이 커지면서 촉진되었습니다.

기업의 지속 가능성 목표는 영양소 재활용 및 자원 보존을 위한 조직 전략을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 많은 기업이 탄소 중립 달성, 수질 오염 감소, 폐기물 발생 최소화와 같은 야심 찬 목표를 약속했습니다. 영양소 재활용은 농업 관행 및 산업 공정과 관련된 환경적 영향을 완화하기 위한 혁신적인 솔루션을 제공함으로써 이러한 목표와 긴밀히 일치합니다. 농업, 식품 및 음료, 제조, 폐수 관리를 포함한 다양한 부문의 산업이 영양소 재활용을 지속 가능성 전략에 통합하고 있습니다. 첨단 기술을 채택하고 효율적인 영양소 회수 시스템을 구현함으로써 기업은 자원 사용을 최적화하고 합성 비료와 같은 외부 투입에 대한 의존도를 줄이고 생태적 발자국을 최소화할 수 있습니다. 영양소 재활용을 기업 지속 가능성 프레임워크에 통합하면 규제 요구 사항을 충족하고 이해 관계자의 기대에 부응하는 데 있어 사전 예방적 접근 방식이 됩니다. 소비자, 투자자, 규제 기관은 기업의 환경 관리 관행을 점점 더 면밀히 살피고 지속 가능한 개발에 대한 의지를 보이는 기업을 선호하고 있습니다.

수질 관리 및 부영양화 방지

영양소 재활용은 담수, 해안 지역, 해양 환경을 아우르는 다양한 수생 생태계에서 수질 관리와 부영양화 방지에 중요한 도구로 자리 잡고 있습니다. 과도한 영양소 유출로 인해 악화되는 현상인 부영양화는 해로운 조류 개화를 촉진하고, 물의 산소 수치를 고갈시키고, 궁극적으로 수생 서식지의 악화로 이어짐으로써 생태계 건강에 심각한 위협을 가합니다. 영양소 오염의 주요 원인은 농업 유출수와 폐수 배출로, 여기에는 인, 질소 및 기타 오염 물질 수치가 높습니다. 이러한 영양소는 수역으로 방출되면 조류 및 기타 수생 식물의 빠른 성장을 자극합니다. 이러한 유기체가 분해되면서 산소를 소모하여 저산소(저산소) 또는 무산소(산소 고갈) 상태로 이어져 물고기와 기타 수생 유기체에 해롭습니다.

영양소 재활용 기술은 폐수와 유출수에서 이러한 영양소를 가로채고 회수하여 영양소 오염을 완화하는 데 중요한 역할을 합니다. 스트루바이트 침전, 혐기성 소화, 막 여과와 같은 공정을 통해 액체 폐기물에서 인, 질소, 유기물을 효율적으로 추출하고 회수할 수 있습니다. 이러한 기술은 배출되는 물의 영양소 농도를 줄일 뿐만 아니라 농업이나 에너지 생산에 재사용할 수 있는 영양소가 풍부한 비료나 바이오가스와 같은 귀중한 부산물을 생산합니다. 전 세계 정부와 환경 기구는 영양소 재활용을 수질을 보호하고 생물 다양성을 보존하기 위한 사전 예방적 전략으로 지지합니다. 영양소가 민감한 수생 환경에 유입되기 전에 영양소를 가로채 영양소 재활용은 생태적 균형을 유지하고 인간의 웰빙에 필수적인 중요한 생태계 서비스를 지원하는 데 도움이 됩니다. 이러한 서비스에는 물 정화, 수생 종을 위한 서식지 제공, 건강한 수생 생태계에 의존하는 레크리에이션 기회가 포함됩니다.

세그먼트 통찰력

유형

유형에 따르면, 수문 순환은 지구의 다양한 저수지를 통해 필수 영양소를 순환시키는 근본적인 역할로 인해 글로벌 영양소 재활용 시장을 지배합니다. 태양 에너지에 의해 구동되는 이러한 지속적인 물 이동 순환은 생태계 전반에 걸쳐 생명에 필수적인 영양소의 수송과 재분배를 용이하게 합니다. 수문 순환의 핵심은 증발, 응축, 강수, 유출과 같은 과정을 통해 지구 표면과 대기 사이에서 물이 순환하는 것입니다. 이러한 과정은 지구의 기후를 조절할 뿐만 아니라 질소, 인, 탄소와 같은 영양소를 다양한 환경 구획을 통해 운반하는 데 중요한 역할을 합니다.

수문 순환이 영양소 재활용에서 우위를 차지하는 핵심 측면 중 하나는 광대한 거리를 가로질러 영양소를 운반하는 능력입니다. 예를 들어, 강과 하천은 육지 환경에서 용해된 영양소를 수생 생태계로 운반하여 수생 생물이 활용하거나 퇴적층에 침전시킬 수 있습니다. 물 순환은 이러한 영양소가 지속적으로 재분배되도록 보장하여 다양한 생태계의 지속 가능한 성장과 발전을 가능하게 합니다. 수문 순환은 탄소 순환 및 질소 순환과 같은 다른 영양소 순환과 긴밀하게 상호 작용하여 전 세계적으로 영양소 재활용의 효율성을 향상시킵니다. 예를 들어, 강우는 대기 중의 질소 화합물을 토양으로 씻어내어 식물이 흡수할 수 있는 곳으로 만듭니다. 수생 환경에서 증발과 강수의 순환은 영양분이 육지와 물 사이를 순환하여 육상 및 수생 생명체를 모두 지원합니다.

Method Insights

Method 세그먼트를 기준으로 혐기성 소화는 글로벌 시장에서 지배적인 플레이어로 두드러집니다. 혐기성 소화는 농업 잔류물, 음식물 쓰레기, 폐수 고형물과 같은 유기 물질이 산소가 없는 상태에서 미생물에 의해 분해되는 생물학적 과정입니다. 이 과정은 바이오가스(메탄과 이산화탄소의 혼합물)와 질소, 인, 칼륨과 같은 영양소가 풍부한 소화물을 생성합니다. 글로벌 영양소 재활용 시장에서 혐기성 소화의 지배력은 몇 가지 핵심 요인에서 비롯됩니다. 폐기물 관리와 에너지 생산이라는 이중의 이점을 제공합니다. 혐기성 소화 중에 생성된 바이오가스는 열과 전기 생산을 위한 재생 에너지원으로 사용할 수 있으므로 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 온실 가스 배출을 줄일 수 있습니다.

혐기성 소화는 유기성 폐기물에서 효율적인 영양소 회수를 용이하게 합니다. 바이오가스 생산 후 남은 소화물은 영양소가 풍부하여 생물 비료로 사용할 수 있습니다. 이 영양소가 풍부한 소화물에는 귀중한 유기물과 토양 비옥도를 높이고 작물 수확량을 개선하는 필수 영양소가 포함되어 있습니다. 혐기성 소화는 이러한 영양소를 토양으로 돌려보냄으로써 영양소 루프를 닫고 지속 가능한 농업 관행을 촉진하고 합성 비료의 필요성을 줄입니다. 혐기성 소화는 폐기물을 귀중한 자원으로 전환하여 순환 경제에 기여합니다. 유기성 폐기물을 매립지에서 전환하여 폐기물 관리 과제를 해결합니다. 그렇지 않으면 강력한 온실 가스인 메탄을 배출할 것입니다. 대신 혐기성 소화는 유기성 폐기물의 잠재력을 활용하여 재생 에너지와 영양이 풍부한 비료를 생성하여 폐기물 관리 및 농업에 대한 보다 지속 가능한 접근 방식을 촉진합니다.

지역 통찰력

유럽은 글로벌 영양소 재활용 시장에서 지배적인 지역으로 두드러집니다. 규제 프레임워크, 기술 발전, 지속 가능성에 대한 강력한 강조를 포함하여 여러 요인이 이 분야에서 유럽의 리더십에 기여합니다. 영양소 재활용 시장에서 유럽이 우위를 점하는 주된 이유 중 하나는 환경 정책 및 규정에 대한 적극적인 접근 방식입니다. 유럽 연합(EU)은 자원 효율성을 촉진하고 폐기물 발생을 줄이며 환경 영향을 최소화하는 것을 목표로 하는 엄격한 규정을 시행했습니다. 이러한 규정은 산업과 농업이 영양소 재활용을 우선시하고 환경으로의 영양소 손실을 최소화하는 관행을 채택하도록 장려합니다. 농업에서 EU의 공통 농업 정책(CAP)은 정밀 농업, 유기 농업, 통합 영양소 관리와 같은 영양소 관리 전략을 포함하여 지속 가능한 농업 관행을 촉진합니다. 이러한 관행은 작물 순환, 피복 작물 및 유기 개량제와 같은 방법을 통해 영양소 사용 효율성을 최적화하고 합성 비료에 대한 의존도를 줄이며 토양 건강을 개선하는 것을 목표로 합니다.

유럽은 영양소 재활용의 기술 혁신의 최전선에 서 있습니다. 독일, 덴마크, 네덜란드와 같은 국가는 혐기성 소화, 생물퇴비화 및 폐수에서 영양소 회수와 같은 기술의 연구 개발에 많은 투자를 했습니다. 이러한 기술은 효율적인 영양소 회수를 용이하게 할 뿐만 아니라 재생 에너지 생산 및 폐기물 감소 목표에도 기여합니다.

최근 개발

• 지속 가능한 생물 폐기물 관리 분야의 혁신적인 리더인 GEME는 2024년 7월 IFA 100주년 기념 행사에서 고급 퇴비기를 선보였습니다. 이 전시회에서 GEME는 최신 모델인 GEME II를 공개할 예정입니다. 이 회사는 모든 지속 가능성 애호가를 부스에 방문하여 최첨단 퇴비기의 성능을 직접 확인하시기를 초대합니다. GEME의 퇴비통을 채택함으로써 개인과 기업 모두 더 깨끗하고 지속 가능한 미래를 육성하는 데 기여할 수 있습니다.
• 2024년 4월, 알토 대학교에서 분사한 에스포에 본사를 둔 NPHarvest는 독점적인 영양소 수집기 기계를 시장에 출시하기 위해 239만 달러의 자금을 확보했습니다. Nordic Foodtech VC가 주도하고 Stephen Industries와 Maa-ja vesitekniikan tuki ry가 지원하는 이 투자 라운드에는 RAKI 프로그램을 통해 핀란드 환경부로부터 141만 달러의 자본 투자 보조금이 포함됩니다. NPHarvest는 폐수에서 영양소를 수집하고 재활용하기 위한 최첨단 하드웨어 솔루션을 혁신했으며, 이는 곧 특허를 받을 예정입니다. NPHarvest는 이러한 새로운 자본 주입을 통해 고객 시설에 설치하도록 맞춤 제작된 최초의 상업적으로 실행 가능한 영양소 수집기를 제조할 계획입니다. Nutrient Catcher의 모듈식 설계는 다양한 응용 분야와 시설 유형에서 확장성을 제공하는 동시에 생산 비용을 최적화합니다.
• 2024년 4월, Air Liquide는 미국에서 두 개의 새로운 생산 시설을 건설하여 바이오메탄 또는 재생 가능 천연 가스(RNG) 분야에서 역량을 더욱 강화합니다. 펜실베이니아주 센터 타운십과 미시간주 홀랜드 타운십에 위치한 이 시설은 낙농장에서 발생하는 폐기물을 처리합니다. 순환 경제 정신을 수용한 이 시설은 저탄소 사회로의 전환을 촉진하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

주요 시장 참여자

• Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc.
• Nutrient Recovery & 업사이클링 LLC
• Cambi ASA
• Veolia Group
• BioHiTech Global
• DVO, Inc.
• Smithfield Foods, Inc.
• Elemental Enzymes, Inc.
• Suez Group
• BPC Instruments AB