[월드투데이 성연수기자] 전 세계가 환경보호와 비용 절감, 안정적인 배터리 공급망확보를 위해 전기차 배터리 재활용 산업에 집중하고 있다. 

전기차에 사용되는 리튬이온배터리를 생산하기 위해선 리튬, 코발트 등 전기차 배터리 생산에 필요한 자재를 채굴하면서 많은 물이 소모되며, 대량의 이산화탄소가 발생한다.

탄소제로를 향해 전 세계가 화학연료 자동차에서 전기차로 넘어가는 과정에서 8~10년 주기로 갈아줘야 하는 배터리는 심각한 환경파괴를 야기할 수 있다. 또한 폐배터리를 매장하면 심각한 토양오염이 일어날 수 있다.

전 세계적으로 이를 폐배터리 재사용 및 재활용을 통해서 해결하려는 추세이다.

폐배터리를 재활용하는 방법은 크게 재사용(Reuse)과 재활용(Recycle)이 있다.

전기차 폐배터리는 어느 정도 에너지가 남아있어 ESS 상품으로 만들어 재사용한다.

폐배터리를 개조 및 해체, 안전 테스트를 거쳐 재사용된 배터리는 성능에 따라 60~80%인 경우는 발전소나 충전소에서, 20~60%인 경우는 가정에서 사용되며 다양한 용도의 전력 보조장치로 사용된다.

재활용의 경우 고가 소재인 코발트, 리튬, 니켈 등을 재활용하기 위해 폐배터리를 셀 단위에서 분해한다.

폐배터리를 양극과 음극을 분리하기 전 폐배터리를 안전히 방전시키고 해체한다. 그 후 분쇄, 열처리 등을 통해 '블랙 파우더'를 제조한다.

이렇게 만들어진 블랙 파우더를 물과 황산에 녹이고 용매추출 공정을 거쳐 코발트, 리튬, 니켈 등을 추출한다. 이렇게 나온 양극의 소재들을 다시 배터리 제조 업체에 파는 것이다.

용매추출 공정이란 추출하고자 하는 금속을 특정 용매를 이용해 석출하는 방법이다.

코발트와 니켈은 약 96%, 리튬은 약 82%가 회수가 가능하다. 거의 모든 희소금속이 재활용이 가능한 것이다.

한국무역협회 국제무역통상연구원이 1일 발표한 ‘전기차 배터리 재활용 산업 동향 및 시사점’ 보고서에 따르면 미국은 덜 발달한 전기차 배터리 산업을 증진하기 위해 공급망 차원에서 미국 내 ‘전기차 관련 기업’의 경쟁력을 높이고, 원자재의 안정적인 확보를 위해 재활용 산업을 육성 중이다.

지난달 미국은 전기자동차(EV) 배터리 제조에 30억 달러(약 3조8000억원)가 넘는 자금을 투자할 예정이라 밝혔다. 투입된 자금에는 배터리에 쓰이는 광물처리와 재활용이 포함되고 있는 것으로 보인다. 

또한 무역협회의 보고서에 따르면 유럽연합(EU)은 탈탄소 에너지 전환과 환경 정책의 일환으로 배터리 재활용 산업에 접근하는 경향을 가지고 있다. 또한 글로벌 규제·표준 선점에 적극적으로 행하고 있다.

EU는 일찍이 2006년에 배터리 관련 법안인 EU 배터리 지침(Directive 2006/66/EC)을 발표했다. 이 지침에는 배터리 수거와 재사용에 대한 기준과 폐배터리 재활용 기술 개발 지원이 명시되어 있으나 폐배터리 수거 관리에 법적 의무가 없고 폐배터리 재활용 물질에 대한 구체적인 목표가 없었다.

이후 20년 새로운 배터리 규제안(Batteries Regulation)을 발표하였다. 위 방안에는 배터리 재사용과 재활용의 의무를 부여하고 재활용 원료 사용을 강제하는 내용이 담겨있다.

EU는 20년 45%인 폐배터리 수거율을 2025년 65%, 2030년 70%로 높일 예정이다.

일본은 전기차 시장을 선점하지 못한 것과 한국과 중국에 빼앗긴 이차전지 주도권을 가져오기 위해 노력 중이다. 일본은 2030년까지 배터리 세계 시장 점유율 20%를 차지하겠다 밝혔다.

일본의 리튬이온배터리 시장 점유율은 2015년 40%에서 20년 21%, 대용량 에너지 저장 배터리 ESS 점유율은 16년 27%에서 20년 5%로 하향하는 추세이다.

아울러 일본은 민관이 정부와 공동으로 배터리 재활용 전략을 논의하고 재사용 사례를 구축하고 있다.

한국은 전기차 배터리 시장을 주도하는 대기업과 재활용 전문 중소기업의 협업과 정부의 법규화 노력이 병행되고 있다.

지난 5월 4대 대기업(삼성, 현대차, SK, LG)과 배터리 및 폐자원 활용 전문 중소기업 7곳, 다양한 지자체와 연구기관이 협업하여 전라남도가 주관하는 '사용 후 배터리 리사이클링 사업'을 시작한 바가 있다.

중국은 배터리 이력을 관리하며, 생산자 책임제를 실행하고 있다. 또한 폐배터리 재활용 시범사업도 놓치지 않고 있다

또한 재활용 시 회수 금속의 목표치를 정하고, 재활용 촉진을 위해 전기 배터리의 규격, 포장, 운송, 회수, 해체 등 단계별 국가표준을 제정했다.

한국무역협회의 김희영 연구위원이 발표한 '전기차 배터리 재활용 산업 동향 및 시사점'에 따르면 중국의 전기차 배터리 재활용 시장 규모는 2019년 약 50억 위안(9,450억원)에서 2020년에는 100억 위안(1조 8,900억원)으로 약 2배로 급성장하였다. 또한 2022년에는 280억 위안(5조 2천억원)을 상회할 전망이다.

전 세계적으로 전기차 보급이 빨라지면서 폐배터리 수도 급증하면서 글로벌 폐배터리 시장도 급성장하고 있다.

삼정KPMG는 최근 발간한 '배터리 순환 경제, 전기차 폐배터리 시장의 부상과 기업의 대응 전략' 보고서를 통해 글로벌 폐배터리 재활용 시장 규모가 2025년부터 연평균 33% 성장해 2040년 573억달러(약 68조원)를 상회할 것이라고 전망했다.