전기차 폐배터리 재사용이 가능하다고?

전기차 30만 시대!! 일상 속에서 전기차를 보는 일은 너무나 흔한 일이 되어버렸는데요. 국내에서도 전기차 보급 확대를 위해 2030년까지 300만대까지 보급할 계획이라고 합니다. 국내뿐만 아니라 각국에서 전기차 보급을 서두르는 가장 큰 이유는 친환경성 때문입니다. 기존 내연차에 비해 전기차의 운행은 환경 오염에 미치는 영향력이 상당히 낮기 때문이죠. 하지만, 오히려 전기차가 환경오염에 치명적일 수 있다는 의견이 거론되는 가운데 그 이유 중 하나는 바로 ‘폐배터리’입니다. 수명이 다한 배터리가 그대로 버려지게 되면 환경 오염에 치명적인 악영향을 끼쳐 더 심한 환경 오염을 초래할 수도 있다고 합니다. 차량용 배터리는 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등 금속류와 전해질로 구성되어 매립 시 토양과 지하수를 오염시키고, 소각하면 폭발하거나 유해가스를 방출하기 때문인데요. 따라서 점차 빨라지는 전기차 보급 속도에 폐배터리 재활용에 대한 관심도 역시 커져가고 있습니다. 그래서 오늘은 전기차 폐배터리 처리와 현재 진행 현황에 대해 알아보려 합니다. 지금 바로 확인해 보시죠!

전기차 배터리 영구적으로 사용이 가능할까?
전기차를 구성하는 부품 중 가장 큰 역할을 하는 부품입니다. 전기차의 가격이 비싸게 형성된 이유도 배터리 가격이 상당 부분을 차지하기 때문인데요. 하지만, 배터리에는 분명한 사용 가능 기한이 존재합니다. 사용자의 관리 습관에 따라 사용 가능 기한에 따라 차이가 있을 수 있겠지만 통상적으로 7 ~ 10년으로 이 기한이 지나가면 성능이 초기 대비 70%이하로 떨어지게 됩니다. 배터리 사용 기한이 지나 성능이 떨어지게 된다면 주행가능거리가 줄어들게 되고 충전속도까지 느려져 배터리를 교체하거나 새 차량으로 구매하게 됩니다. 이렇게 성능이 다해서 버려진 배터리는 폐배터리가 되어 환경오염을 유발하게 됩니다.

폐배터리는 환경오염의 주범
환경적인 측면에서 전기차 배터리의 가장 큰 문제는 수명이 다한 폐배터리는 치명적인 환경오염을 일으킨다는 것입니다. 일반적인 차량용 배터리는 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등 금속류와 전해질로 구성돼 매립하거나 소각하게 되면 토양과 지하수를 오염시키고 유해가스를 방출하기 때문입니다. 또한, 니켈 성분이 포함된 배터리는 발연물질로 화재 및 폭발을 일으킬 위험이 있어 장기적으로 보관하기도 어려운 상황입니다. 정부에서는 2030년까지 전기차 300만대 보급을 목표로 두고 전기차 시장 확대를 위해 적극적으로 지원하고 있습니다. 하지만, 늘어나는 전기차 수요와 함께 폐배터리 배출 문제도 사회적이 문제로 급부상하고 있습니다. 이에 전기차 시대를 맞이하기 위해 폐배터리를 재활용 또는 재사용할 수 있는 방안이 꼭 필요한 상황입니다.

폐배터리를 재활용하는 방법은?
전기차 폐배터리를 처리할 수 있는 방법으로는 3가지 방법이 있습니다. 보관, 재사용, 재활용입니다. 앞서 언급한 내용처럼 폐배터리를 처리하는 과정으로 매립과 소각은 심각한 환경오염을 초래할 수 있기 때문에 폐배터리를 처리할 명확한 방법이 필요한 상황입니다.

• 보관 방법
  먼저 보관하는 방법에는 분명한 한계점이 존재합니다. 폐배터리는 운송도 까다로운데다, 배터리 분리막이 충격으로 인해 파손되면, 대형 화재로 이어질 수 있기 때문입니다. 최근 폐배터리 운송 및 보관하는 과정에서 화재가 발생하면서 폐배터리를 보관하여 처리하는 방법은 해결책이 되지 못하는 것을 보여주었습니다.
• 재사용 방법
  재사용의 경우 배터리는 충전 효율이 70% 미만으로 떨어질 경우 폐기 처리되고, 이러한 배터리들 중 일부는 ESS와 같은 에너지 저장장치나 전원장치 등에 사용됩니다. ESS는 전기자동차처럼 고성능 출력을 요구하지 않으므로 폐배터리와 같이 충전 효율이 떨어져도 사용이 가능하고, 이 외에도 USP(무정전 전원 장치)와 같은 장치로 재사용이 가능합니다. 하지만 에너지원으로 재사용 하기 위해선 추가적인 공정이 요구되고 코발트 함량이 높은 폐배터리는 ESS, USP 등으로 재사용이 불가능합니다.
• 재활용 방법
  마지막 재활용은 현재 가장 주목받고 있는 방법입니다. 리튬, 망간, 니켈, 코발트와 같은 고가의 희귀 금속을 추출하는 방식으로 폐배터리를 재활용하는 방법은 다양한 방법들이 존재하나 대표적으로 폭발 위험 물질들을 모두 제거한 뒤 파쇄하여 분리막, 전해질, 양극, 음극으로 분해하여 화학 용액을 활용해 핵심 소재들을 추출하고 있습니다. 환경 문제와 더불어 많은 기업들은 폐배터리 재활용을 미래 사업으로 정하고 더욱 효율적인 방법을 찾기 위해 많은 노력을 기울이고 있는 상황입니다.

현재 폐배터리 재활용 현황
우리나라는 세계적인 전기차 배터리 주요 생산국으로 전기차 보급 확대를 위해 전기차 인프라를 확장하고 있습니다. 국내 정부에서도 전기차 폐배터리 활용 방안에 대해 논의가 이어지고 있는데요. 특히 이번 경제규제 혁신 TF 회의에서 플라스틱 열분해 및 폐배터리 산업을 중심으로 한 순환경제 활성화 방안을 공개했습니다. 특히 전기차 폐배터리 산업을 활성화하기로 했는데요. 먼저 자원 순환기본법 개정을 통해 순환자원 선 인정 제도를 도입하기로 했습니다. 이는 각종 폐기물 규제를 면제해 주기로 한 것입니다. 자동차 관리법을 개정해 전기차 등록 시 배터리를 별도로 등록하게끔 하고 배터리 전 주기 이력을 공공데이터베이스와 연계하여 통합 운영하는 방안과 배터리 전류 전압 온도 등을 측정해 잔여량을 제어하는 내부 제어시스템 정보를 공유하는 방안을 마련할 계획입니다. 해당 방안을 토대로 전기차 배터리 재활용을 체계적으로 관리할 예정이라고 합니다.

지속가능한 미래를 위해 내연 기관차량을 대체할 수 있는 이동수단으로 떠오르고 있는 전기차, 이러한 이유로 각국에서도 보조금 및 인프라 확장을 통해 전기차 보급을 늘려나가고 있습니다. 하지만, 선 생애주기에서 탄소배출을 최소화하며 환경에 무해한 이동수단이 되기까지는 근본적으로 해결해야 할 문제들이 존재합니다. 바로 폐배터리 처리와 같은 문제들이죠. 빠르게 전기차가 확산되고 있는 지금, 10년 뒤에 쏟아질 폐배터리를 효과적으로 재활용할 수 있는 방안을 모색해야 할 때입니다.