배터리 순환 경제 - 폐전지 재활용

  SK이노베이션과 기아가 전기자동차 배터리 순환경제를 위해 본격 시동을 걸었다. 사용 후 배터리의 재이용 또는 재활용을 통한 전기차 고전압 배터리의 원료 선순환과 탄소 절감이 목적이다. 기아는 현대자동차그룹 차원에서 배터리 성능평가 시스템으로 사용 후 배터리를 평가하고 잔존 성능이 우수한 배터리는 모듈 또는 팩 단위로 나눠 에너지 저장장치(ESS)로 재이용한다.

SK이노베이션-기아, 전기차 배터리 순환경제 구축 '강화'

  양사는 사용 후 배터리에 대해 △전처리(배터리 분해) △금속자원 회수 △양극재 이용 △배터리 제조 △차량 장착에 이르는 전기차 배터리 순환 생태계를 구축한다는 계획이다. 또 사용 후 배터리의 친환경적 처리를 위한 다양한 관리 모델을 만들어 ESG경영 확대에 기여할 예정이다.

전기차는 친환경 역행?...재활용 불가 폐배터리 쏟아져

  영국 버밍엄대학에서 재료공학을 연구하는 폴 앤더스 교수는 BBC와 인터뷰에서 “개인적으로는 유럽의 전기차 시장이 폭풍 성장하는 것을 보면서 무서움을 느낀다”고 말했다. 그는 “EU 당국에 따르면 오는 2030년까지 유럽의 도로를 달리게 될 전기차는 3000만대로 늘어날 것으로 예상되고 있다”며 이같이 밝혔다. 문제는 수명을 다해 폐 배터리로 바뀐 뒤부터 있다는 게 앤더슨 교수의 지적이다.

  앤더슨 교수는 “앞으로 10~15년 이내에 수명한 다한 폐 배터리가 쏟아져 나올 것으로 예상되고 있다”면서 “그 전에 어떤 식으로든 폐 배터리를 재활용할 수 있는 방안을 마련한 것이 매우 중요하다”라고 강조했다.

  수명을 다한 리튬 배터리를 재활용하려면 수백 개의 리튬 셀을 일일이 분해하는 공정이 필요한데 이 과정에서 인체에 유해한 물질이 대량으로 뿜어 나오고 폭발 가능성까지 있기 때문에 기술적으로 문제가 없도록 재활용하는 것이 아직은 어려운 과제로 남아 있다고 앤더슨 교수는 밝혔다.

“생산에서 재활용까지”..배터리 선순환 구조 구축

  LG에너지솔루션은 여러 자동차 기업과의 협업을 통해 배터리 재활용(Reuse) 사업에서도 주도권을 잡을 계획이다. 특히 전기차 배터리는 성능이 70~80% 수준 아래로 떨어지면 폐배터리로 분류하는데 에너지 저장장치(ESS) 등으로 활용할 수 있다. 최근 폐배터리를 재사용해 만든 ‘전기차용 충전 ESS 시스템’을 오창공장에 설치한 것도 이 때문이다. 

  LG에너지솔루션은 아울러 사용 후 배터리의 잔존가치를 정확하게 평가하기 위한 배터리 수명 예측 기법을 개발 중이며 향후 안정적인 폐배터리 확보 및 재활용을 위해 주요 거래처들과 협력관계를 진행 중이다. LG에너지솔루션은 또 폐배터리를 재활용한 후 더 이상 배터리로 사용할 수 없을 경우에는 배터리 분해, 정련, 제련을 통해 배터리 제조에 필요한 메탈을 뽑아내서 다시 사용하는 선순환 체계를 구축할 계획이다. 

전기차는 무조건 친환경? "폐배터리 3년 뒤 1만 개 쏟아진다"

  전기차 폐배터리는 다른 쓰레기처럼 매립이나 소각이 안 된다. 배터리에 들어 있는 리튬은 물이나 공기에 닿으면 급격히 반응하며 화재 발생 위험이 있기 때문이다. 반드시 재사용·재활용해야 한다. 최웅철 국민대 자동차공학과 교수는 "지금 폐배터리 한 개의 잔존 성능을 측정하는데 10시간 정도 걸린다"며 "미국 연구 결과, 폐배터리 거래 시장이 상업적으로 성공하려면 측정 시간을 20, 30분 내로 단축해야 한다"라고 말했다. 이어 "새 배터리로 만든 ESS도 화재 등 안전 문제가 있는 만큼 폐배터리로 ESS를 만든다면 여러 번 다듬을 수 있는 기술이 있어야 한다"고 덧붙였다.

  '도로 위의 공기청정기'라 불리는 수소차도 이 문제에서 자유롭지 못하다. 국내에서 사용되는 수소의 대부분이 석유화학 공정에서 발생하는 '그레이 수소', 즉 부생수소다. 이상적인 방법은 태양광, 풍력 등 신재생에너지로 전기를 생산하고, 이 전기로 물을 전기분해해서 만든 '그린 수소'를 쓰는 것이다. 그러나 이는 세계적으로 실험 중인 기술로 경제성이 담보되지 않은 상태다. 이호근 대덕대 자동차학과 교수는 "급속충전기 한 대가 소비하는 전력량이 5층짜리 건물에서 쓰는 전력량과 비슷하다"며 "지금보다 전기차가 30배 늘어나면 지금 생산되는 전력량만으로는 도저히 감당할 수 없는 구조"라고 지적했다.

성일하이텍, 내년 코스닥 상장 목표

  국내 폐배터리 리싸이클링 업계 선두 업체인 성일하이텍(대표 이강명)이 본격적으로 기업공개(IPO)에 나선다. 전기차 시장의 고도성장으로 이차전지 영역이 부각되면서 배터리 재활용 시장 역시 급속도로 성장하면서 성일하이텍의 역할이 점차 커지고 있기 때문이다. 성일하이텍은 지난 2000년 3월에 설립돼 폐 전자 부품 등으로부터 유가 금속(금, 은, 팔라듐, 백금)을 생산하고 있는 국내 최대 리싸이클링 전문 기업이다. 주요 사업은 폐배터리 리싸이클링이며, 배터리 생산 업체에서 발생한 불량 리튬배터리에서 각종 원료를 회수하고 있다. 또한 코발트와 인산 리튬 등을 주력 제품으로 생산하고 있으며, 황산니켈과 망가니즈, 구리 생산량도 늘리고 있다.

지질자원硏, 전기차 배터리 재활용 상용화 추진 - 에너지신문

  한국지질자원연구원(원장 김복철)은 26일 한국지질자원연구원 백악기룸에서 (주)영풍(대표이사 이강인), 성일하이텍(주)(대표 이강명)과 ‘전기차 배터리 재활용 연구개발 및 상용화 기반조성’에 관한 업무협약을 체결했다고 밝혔다. 이번 업무협약은 전기차 배터리에서 코발트, 니켈, 리튬 등 핵심 유용 광물자원을 회수해 이차 전지를 효과적으로 재활용하는 기술을 상용화하기 위해 추진됐다.

  특히, 이번 전략적 제휴를 통해 사용한 전기차 배터리 처리 과정에서의 환경문제 해결과 배터리 원료물질의 수입을 대체할 수 있는 재활용 기술의 상용화로 ‘친환경’과 소재·부품·장비의 두마리 토끼를 잡을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2000년에 설립된 성일은 리튬이온전지에 특화한 이차전지 재활용 기술을 발전시켜 세계 최고 수준의 습식처리공정을 보유하고 있다. 세계 5위 규모 아연제련소를 운영하고 있는 영풍은 독자적인 건식 용융 제련기술을 바탕으로 이차전지 재활용 건식 용융 메탈 회수 기술을 개발했다. 영풍은 2022년까지 이 기술을 상용화하기 위한 2000톤급 배터리 리사이클 실험설비(Pilot Plant)를 건설할 예정이다.