전기차 시장 확대에 따른 폐배터리 공해문제 대두

유럽을 비롯 세계 각국이 내연기관 자동차 규제를 강화하고 있는 가운데 전기차 판매량이 2025년 이후 급격히 증가할 것으로 예상된다.[사진=LG화확 홈페이지]
유럽을 비롯 세계 각국이 내연기관 자동차 규제를 강화하고 있는 가운데 전기차 판매량이 2025년 이후 급격히 증가할 것으로 예상된다.[사진=LG화확 홈페이지]

【뉴스퀘스트=김동호 기자】 전기차 시장이 급속도로 확대되고 있는 가운데 이 과정에서 필연적으로 발생할 수 밖에 없는 폐배터리에 대한 관심이 높아지고 있다.

전기차 시장이 커지는 것만큼 배터리 판매량도 늘어날 것이고 이에 따른 폐배터리 문제가 심각한 공해문제를 야기할 수도 있기 때문이다.

글로벌 전기차 판매량은 2025년까지 연평균 25% 성장할 것으로 전망된다.

이에 하나금융투자는 30일 ‘그린 뉴딜이 가속화 시킬 배터리 재활용 산업 성장’이라는 리포트 내고 각국 정부의 그린 뉴딜 정책과 함께 배터리 재활용 시장의 성장 속도도 가속화할 것이라고 분석했다.

배터리는 코발트, 리튬, 니켈 등 원소재가 지닌 독성으로 인해 폐기 및 매립 시 환경에 치명적인 것으로 알려져 있다.

하나금융투자 김현수 연구원은 “이 때문에 각국 정부는 배터리를 환경 유해 물질로 지정하고 있으며 한국 역시 국립환경과학원에서 전기차 배터리를 ‘산화코발트, 리튬 등을 1% 이상 함유한 유독 물질’로 분류하고 있다”고 설명했다.

김 연구원은 이어 “독일 정부는 배터리 제조 업체 및 수입 업체에게 배터리 회수 및 재활용 의무를 부과하고 있으며 특히 ‘차량 및 산업용 배터리 제조사는 판매자가 최종사용자로부터 무료로 회수한 폐배터리를 반환 받아 재활용해야한다’ 규정하고 있다”고 강조했다.

중국 정부 역시 ‘자동차 생산기업이 배터리를 회수할 주체적 책임을 부담하며, 배터리 제조 업체가 재활용 과정에서 상응한 책임을 진다’고 규정하고 있다는 것이다.

현행 한국의 대기환경보전법은 ‘전기차 등록 말소 시 폐배터리의 재사용과 재활용을 촉진하기 위해 지자체에 반납한다’고 규정하고 있다.

김 연구원은 “아직 전기차 등록 말소 및 배터리 반납 대수가 적어 지자체의 부담이 크지 않은 상황이지만 이번 그린 뉴딜사업에서 제시된 전기차 누적 보급 대수 목표치가 2022년 43만대, 2025년 113만대, 2030년 300만대 임을 감안할 때, 앞으로 폐배터리 배출량 증가에 따른 지자체 부담 증가 역시 불가피하다.”고 지적했다.

에너지경제원구원에 따르면 국내 폐배터리 발생량은 2020년 약4700개에서 2025년 1만3000개, 2030년 8만개까지 늘어날 것으로 전망된다.

이러한 상황을 감안, 최근 그린 뉴딜 사업 확대를 위한 후속 입법으로 대기환경보전법 개정안(폐배터리 지자체 반납 규정 폐지)이 발의됐으며 통과 시 앞으로 민간 차원에서의 배터리 재활용 시장 개화가 본격화될 것으로 보인다는 것이다.

김 연구원은 “총 사업비 73조원 규모의 정부의 이번 그린 뉴딜 사업은 전체 예산의 50%가 저탄소 에너지 분야(친환경 자동차 및 신재생 에너지)에 할당된 상황에서 그린 모빌리티와 재생에너지간 연결 고리라고 할 수 있는 배터리 재활용 산업의 성장을 가속화시킬 것으로 판단한다”고 밝혔다.

배터리 재활용 산업이 전기차와 재생에너지간 연결고리라고 하는 이유는 자동차 배터리와 ESS 배터리의 요구 조건 차이 때문이다.

전기차 배터리의 경우 잔존 용량이 초기 용량 대비 80% 이하로 감소하면 주행거리 감소, 충방전 속도 저하, 급속 방전 리스크 문제로 인해 교체가 불가피하다.

실제 산업통상자원부의 ‘xEV 폐배터리를 이용한 ESS 기술 개발 및 실증 연구’에 따르면 전기차 사용자들의 배터리 교체 시 잔존 용량은 평균 80% 수준이다.

그러나 ESS용 배터리의 경우 충전 속도 및 방전 리스크 제한 능력, 가용 용량 측면에서 자동차 배터리 대비 요구되는 조건이 상대적으로 덜 가혹하다.

미국 국립재생에너지연구소 자료에 따르면, 약 8년을 사용해 1차 수명이 다한 전기차 배터리를 ESS로 재활용할 경우 초기 용량의 70% 수준에서도 추가 10년 활용이 가능하다.

즉, 초기 용량 대비 전기차 배터리 잔존 용량 50~80% 구간에서도 재활용이 가능하며, 결과적으로 전기차 배터리 잔존 용량 80% 미만부터 ESS 재활용에 따른 편익이 발생한다.

김 연구원은 “이 편익의 수취자가 앞으로 자동차OEM, 배터리 제조 업체, 재활용 전문업체 중 어느 방향으로 가게 될지는 국내 정책 뿐만 아니라 글로벌 정책 동향에 따라 달라질 것”이라며 “삼성SDI, 에코프로, 에코프로비엠 등 전기차 배터리 및 ESS를 모두 대응 하는 배터리 업체, 배터리 소재 재활용 업체의 경우 구체적인 정책 방향과 무관하게 그 수혜가 확실할 것으로 판단된다”고 주장했다.

한편 보고서에 따르면 배터리 재활용 산업은 배터리를 Cell 단위에서 분해하여 코발트 및 리튬 등 고가 소재를 추출 및 재활용하는 Recycling(재활용) 방식과 폐배터리를 모듈 및 팩 단위에서 ESS 및 UPS 용으로 활용하는 Reuse(재사용) 방식으로 구분된다.

재활용 산업은 배터리를 녹이거나 분쇄해 리튬, 니켈, 코발트 등 고가 희귀 금속을 추출, 향후 신규 배터리 제조에 활용하거나 기타 산업용으로 판매하는 비즈니스 모델이다.

원재료를 수입해야 하는 업체 입장에서는 원재료 수입 대체 효과를 기대할 수 있고 실질적인 원재료 비용 절감 효과를 기대할 수 있다.

재사용 사업은 배터리 팩을 일부 개조하거나 기존 팩 형태 그대로 ESS에 활용하는 방식으로 배터리 팩을 수거해 해체 및 안전 테스트 후 다시 ESS 상품화해 판매한다.

모듈 및 셀 단위 해체가 필요하지 않아 안전하고 추가 비용이 적게 든다는 점에서 자동차OEM 및 배터리 업체들의 향후 신규 비즈니스 모델로 각광받고 있다.

 도요타의 폐배터리 활용 비즈니스 모델 [그래픽=하나금융투자] 

김 연구원은 “현재 현대차와 한화큐셀은 전기차 배터리의 태양광 연계 ESS 재사용 업무협약을 체결해 사업을 진행 중이며, Nissan은 효율이 80% 이하로 떨어진 배터리를 수거 및 개선해 재판매하고 있다”고 설명했다.

Toyota 역시 하이브리드용 중고 배터리를 편의점 보조전원으로 재활용하는 비즈니스 모델을 추진 중이며 금속 원료는 따로 추출해 재판매 하고 있다고 덧붙였다.

Honda는 프랑스 전지 재활용 업체 SNAM과 협약을 체결, SNAM을 통해 전기차 폐배터리를 수집한 이후 일부는 ESS로, 일부는 금속 추출용으로 활용하고 있다.

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