증가하는 전기차, 상승하는 폐 배터리 시장

리사이클링 경제 시대, 처치 곤란 폐 배터리를 이용한 시장

우린 이미 알고 있었다 이러한 시장이 올 것이라는 것을, 전 세계가 탄소 중립 조기 달성을 위해 하이브리드 자동차와 전기자동차 보급 확대에 주력해오고 있기 때문이다.

월스트리트 저널에 따르면 2022년 글로벌 전기 자동차 판매는 약 780만 대이다. 대략 신차 10대 중 1대는 전기 차일 정도로 점유율을 높이고 있다는 것이었다. 이 상승 추세는 꾸준히 증가하여 2030년부터 폭발적으로 늘어날 전망이라는 것이다.

 

그래, 전기 자동차 시장이 커진다는 건 알겠는데 그게 어떤 영향을 주는데?

전기 자동차 판매량이 증가한다면 차량에 사용되는 배터리가 많아진다는 것은 당연한 수순이다. 그러나, 폐 배터리는 환경정책상 함부로 폐기를 할 수가 없다. 그렇다는 것은 사용된 배터리 즉 '폐배터리' 또한 늘어나게 된다.

배터리는 크게 3가지로 분류할 수 있는데 일차전지, 이차전지, 플로우 전지로 나눌수있다.

 

일차전지 - 알칼리 전지, 버튼 전지, 리튬 전지 등 충전이 불가능한 전지로, 손전등, 계산기, 리모컨 등의 기기에서 사용합니다.

이차전지 - 여러 번 사용할 수 있는 충전식 전지입니다. 예전 납전지부터 니켈카드뮴축전지, 현재 많이 사용하는 리튬 이온 축전지 등이 있습니다. 이들은 전기 자동차, 모바일 장치, 재생 가능 에너지 저장 시스템에서 널리 사용하는 중이다.

 

플로우 전지 - 액체 전해질 탱크 2개를 이용해 에너지를 저장하는 충전식 전지의 일종으로 대규모 에너지 저장 시스템에서 사용합니다.

 

간단하게, 이 배터리들을 수집, 재활용 및 폐기를 이용하는 것이 폐 배터리 산업과 시장이라고 알 수 있다.

폐 배터리가 각광받는 이유는 환경 보호 효과와 자원 활용도의 상승성 때문입니다. 온실가스 90% 감소, 제조 비용 절감 효과를 불러올 수 있기 때문입니다.

이에 따라 EU는 배터리 규제 안을 내놓았는데, 크게 3가지 주요안이 있습니다.

 

배터리 주재료 재사용 -금속 채굴 과정에서 벌어지는 인권 및 환경문제를 최소화하고, 배터리 주재료의 일정 비율 이상을 재활용 원료로 사용해야 한다.

 

배터리 탄소발자국 공개 -시장에 출시된 모든 배터리는 2024년부터 탄소발자국을 공개하고, 2027년부터는 발자국 상한선을 넘으면 판매 할수 없도록 할 방침이다.

탄소발자국(개인, 기업, 국가 등의 단체가 활동이나 상품을 생산하고 소비하는 전체 과정을 통해 발생시키는 온실가스, 특히 이산화탄소의 총량을 의미함)

 

폐배터리 수거 비율 상향 -재활용 비율 상승을 위해 수거 비율을 높이는 계획 > 향후 70%까지 목표로 함.

 

폐배터리 처리 방식, 재활용 VS 재사용

폐배터리의 시장은 휴대용 전자기기, 전기차, 재생에너지 저장 시스템 수요 증가에 힘입어 시장을 빠르게 성장시키고 있습니다. 리서치 보고서에 따르면 2020년 시장 규모는 178억 달러이며 향후 2028년까지 6.2% CAGR 성장이 예상되고 있습니다. 중국과 인도가 지역 시장 성장에 핵심 기여를 하고 폐배터리의 최대 시장이 될 것으로 예상하고 있으며, 미국과 독일이 주도권을 쥐고 있는 상황입니다.

 

시장성을 알았으니 이제 처리를 해야 하는데, 폐 배터리는 잔존 수명과 상태에 따라 크게 재사용과 재활용의 두 방식으로 처리할수있습니다.

재사용은 배터리를 다른 용도의 배터리로 다시 쓰는 방식이며,

재활용은 배터리에서 니켈, 망간, 리튬 등의 소재를 회수하여 새 배터리 제작에 쓰는 방식입니다.

특히, 충전 성능이 낮은 경우에도 배터리 속 리튬, 니켈, 코발트 등 제조 시 필요한 필수 광물을 회수할 수 있어 고부가가치 자원으로 꼽습니다.

 

재사용의 대표적 사례는 팩 단위로 폐배터리를 연결한 후 전력 저장 장치로 사용하는 것입니다. 이것을 구축해두면 배터리를 새로 만들 필요 없이 저장고를 구축해 통상 10년 이상 더 쓸 수 있습니다. 이러한 구조로 폐배터리를 이용하여 캠핑장에서 전력을 저장한다는 등 개인 시장에서도 재사용 가치가 높은 것을 확인할 수 있습니다.

 

재사용과 달리 재활용은 프로세스를 거쳐 다시 사용할 수 있는데요 보통 다음 절차를 포함합니다.

컬렉션 - 가정, 기업, 제조업체 등 다양한 공급권에서 회수하는 절차

정렬 - 수집된 전지를 화학적 성질과 크기에 따라 분류하는 절차

방전 - 배터리는 프로세스 중 잠재적 위험(감전, 누전 등)을 방지하기 위해 방전시키는 절차

분쇄 - 배터리를 잘게 부수고, 다른 부품으로 분리시키는 절차

분리 - 플라스틱, 금속, 전해질과 같은 서로 다른 구성 요소들을 기계적, 열 야금적, 수력 야금적 같은 다양한 방법으로 분리해 줍니다

정화 - 분리된 성분을 정제하여 불순물을 제거하고 나면 고품질의 재료를 얻을 수 있습니다.

재사용 - 정제된 재료를 새로운 배터리 또는 다른 제품을 제조하는 데 사용합니다.

 

이렇게 폐배터리는 다양한 방식으로 시장을 키워나가고 있으며 한국에서는 포스코가 폐배터리 리사이클링 시장 활성화를 위해 노력하고 있습니다. 대표적으로 이차전지 재활용 공장 'PLSC'설립과 중국 화유코발트사와 협력하여 생산 역량 규모를 키우고 있습니다.

 

폐배터리 산업의 활성과 성장으로 기업뿐만 아니라 개인 시장 또한 커지고 있습니다. 폐 배터리를 포함해 리사이클링 산업에 관심을 가져본다면 또 다른 성장과 사업을 할 수 있지 않을까 생각합니다.

 

과학은 국경을 초월한 언어. 바이트럴 이었습니다 감사합니다.