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전기차 폐기 배터리를 어떻게 할 것인가

기사승인 2019.01.15  15:07:24

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자동차 제조업체와 재활용 업체, 기술 스타트업 회사들이 다 쓴 리튬 이온 배터리들을 어떻게 할 것인지에 대한 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 2017년 8월 10일 가디언 지 보도이다.

 

새로운 종류의 전기 자동차로 환경오염을 일으키는 휘발유와 경유 자동차들을 대체하려는 운동은 최근 힘을 얻고 있다. 그러나 전기 자동차 운동의 중심에는 아직 대답하지 못한 환경 문제가 남아 있다. 반 톤이나 되는 다 사용한 리튬 이온 배터리들로는 대체 무엇을 해야 한단 말인가?

영국과 프랑스 정부는 2017년 7월, 휘발유와 경유 차량의 판매를 2040년까지 금지하는 방안을 결정했다. 자동차 제조업체 볼보 사(Volvo 社) 또한 2019년까지 전기와 하이브리드 차량들만 판매하기로 약속한 바 있다.

세계의 전기 자동차의 수는 2016년 2백만 대를 돌파했고, 국제에너지기구 IEA(International Energy Agency)는 각국이 파리 기후변화 협약의 목표를 달성한다면 2030년까지 세계적으로 1400만 대의 전기 자동차가 운행 중일 것이라고 예상했다. 한편 캐나다의 배터리 재활용 스타트업 업체인 리사이클(Li-Cycle)의 CEO 아재이 코챠(Ajay Kochhar)는 이러한 전기 자동차 열풍은 2030년까지 1100만 톤의 다 쓴 리튬이온 배터리들을 남기게 될 수 있다고 말했다.

 

재활용 격차

그러나 EU 내에서는 리튬이온 배터리의 5% 정도만이 재활용되고 있는 실정이다. 여기에는 환경 비용 문제가 존재한다. 배터리들은 파손될 경우 유독한 기체를 방출할 위험이 있다. 이뿐만 아니라 리튬이나 코발트와 같은 핵심 재료들은 그 양이 한정되어 있고, 추출 과정에서도 다른 환경 문제들 뿐만 아니라 수자원 오염 및 고갈 등의 문제를 일으킨다.

그럼에도 이를 낙관적으로 보는 이유가 있다. 기존의 리튬이온 배터리들의 재활용 비율이 저조한 이유는 이들 중 대부분이 전자제품 안에 내장되어 있기 때문이라는 설명이다. 흔히들 매립장에 그냥 버려지거나 서랍 속에 방치되기 때문에 그간 재활용이 어려웠다는 것이다.

“전기 자동차는 이와 다르다”고 벨기에의 배터리·재활용 기업 유미코어(Umicore)의 대표 마크 그린버그(Marc Grynberg)는 말한다. 그는 “자동차 제조업체들이 다 사용한 리튬이온 배터리들을 수집하고 재활용할 수 있을 것이다. (배터리의) 크기를 고려했을 때, 집에 보관하는 것은 불가능하고 이들을 매립할 수도 없을 것”이라고 말했다.

EU의 규정은 이미 배터리 제조업체들에게 배터리들을 수집하고, 취급하고, 재활용하는 데 드는 비용을 지원하게 하며 자동차 제조업체들과 재활용 업체로 하여금 협력 관계를 맺도록 권장하고 있다.

벨기에의 앤트워프에 위치한 시범 사업 플랜트에 이미 2500만 유로를 투자한 유미코어는 유럽에 현재 테슬라(Tesla)와 도요타(Toyota) 두 업체와 모두 협정을 맺어 코발트나 니켈과 같은 귀금속을 제련해 추출할 수 있게 됐다. 그린버그는 “우리는 전기 자동차에서 사용한 배터리들을 재활용하고 필요시에 이를 확대할 수 있다는 역량을 입증했다”고 밝혔다.

이걸로 문제가 해결된 것일까? 꼭 그렇지만은 않은 듯하다. 유미코어의 방식과 같은 상업적인 제련 공정은 다른 많은 금속은 쉽게 추출할 수 있지만, 필수적인 리튬을 직접 추출할 수는 없기 때문에 이중 대부분은 뒤섞인 부산물로 남게 된다. 유미코어는 부산물로부터 리튬을 회수할 수 있다는 입장이지만 추가 과정에는 비용이 든다.

이는 전기자동차의 배터리가 재활용 업체에 회수되는 것과는 별개로, 수지가 맞지 않는다면 리튬 그 자체가 회수될 수 있을 거라는 보장이 없다는 것을 의미한다.

투자은행 모건 스탠리(Morgan Stanley)는 2017년 6월, 향후 십 년간은 리튬이 재활용될 수 있을 것이라고 기대하지 않는다는 입장을 밝혔다. 또한 이는 현재 많은 배터리들이 소모되는 와중에 충분하지 않는 재활용 기반 시설이 갖춰지는 위험을 초래했다고 말했다. 은행의 지속 가능 연구팀 대표 제시카 알스포드(Jessica Alsford)는 “모든 물질이 회수되는 ‘재활용의 닫힌 회로’가 구축되기 위해서는 더 많은 발전이 필요하다. 무언가를 할 수 있는 것과, 경제적으로 수지가 맞는 것과는 차이가 있다”고 말했다.

 

배터리들의 제 2의 삶

닛산(Nissan)의 에너지 서비스 상무이사인 프란시스코 카란자(Francisco Carranza)는 “기본적인 문제는, 배터리 하나를 전부 재활용하는 비용은 1유로대로 떨어졌지만 이 과정에서 회수되는 희귀 금속의 가치는 그 삼분의 일 정도밖에 안 된다는 것”이라고 말했다.

닛산은 에너지 관리 업체 이튼(Eaton)과 협력 관계를 맺어 자동차 배터리들이 재활용되기보다 주거용 에너지 저장에 재사용될 수 있도록 한 바 있다. 이는 앞서 밝힌 경제적인 이유가 크게 작용한 결과이다. 카란자는 “재활용 비용이 관건이다. 이것(배터리 재활용)이 실행되려면 회수되는 물질의 가치보다는 저렴해야 한다”고 말했다.

영국의 첨단 기술 스타트업 아셀러론(Aceleron)의 화학 공학자인 암릿 찬단(Amrit Chandan)은 “재활용 능력의 부족은 비극이라고 할 만하다”고 표현했다. 그의 회사는 다 쓴 배터리들의 말로를 바꾸는 방법을 찾고 있다. 그는 “땅에서 이러한 원료들을 추출하는 데는 너무 많은 에너지가 든다. 우리가 이(배터리)들을 재사용하지 않으면 우리는 환경 문제를 더 악화시키게 될 것”이라고 말했다.

아셀러론 역시 닛산처럼 답은 배터리를 재활용해서 원료를 얻는 것보다 재사용하는 것에 있다고 본다. 이는 그들이 특허를 낸 방법이기도 하다. 찬단은 “자동차 배터리는 자동차를 운행하기에는 불충분해지는 시점에도 여전히 그 용량을 70% 정도로 유지하고 있을 것이고, 이를 분해해서 시험 후 재포장한다면 가정용 에너지 저장의 기능에는 문제없이 완벽하게 기능할 것”이라고 밝혔다.

포브스 지(Forbes)에 유럽에서 가장 흥미로운 하이테크 스타트업으로 선정된 바 있는 아셀러론은 시험 프로젝트를 선보이기 위해 투자자들을 찾고 있다. 찬단은 “수명이 다한 전기 자동차 배터리들이 몇 년 안에 폭풍처럼 쏟아져 나올 것이다. 우리는 이에 대비하기 위한 준비를 하고 있다”고 말했다.

이뿐만이 아니다. 리사이클은 화학적 공정을 이용해 배터리로부터 모든 중요 금속을 회수할 수 있는 새 재활용 기술을 선도하고 있다. 코챠 대표는 “우리는 습식 화학 공정을 통해 1년에 5천 톤의 배터리들을 처리할 수 있는 최초의 상업적인 플랜트를 지으려고 하고 있다”고 밝혔다. 하지만 이 기술을 상업적으로 이용하기에는 아직 이른 것으로 전망된다.

미국의 아르곤국립연구소(Argonne National Laboratory)의 수송 시스템 분석가이자 전기 자동차 배터리 전문가인 린다 게인스(Linda Gaines)는 “아직 배터리 처리 플랜트를 지을 시간이 있다는 것이 핵심이다. 그러나 문제는 어떤 배터리들이 오게 될지 모른다는 것이다. 배터리들이 표준화되고 재활용을 고려하여 디자인된다면 도움이 되겠지만, 현재는 그렇지 않다.”고 말했다.

 

김도연 인턴기자 sustainability@sjournal.kr

<저작권자 © 지속가능저널 무단전재 및 재배포금지>
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