전기차 보급이 확산되면서 사용 후 배터리 처리가 큰 과제로 대두되고 있습니다. 배터리를 폐기하기보다는 재활용하거나 새로운 용도로 활용하는 것이 더욱 환경친화적이고 지속가능한 해결책이 될 수 있습니다. 이번 글에서는 전기차 배터리 재활용과 새로운 활용방안에 대해 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
전기차 배터리 재활용의 필요성
전기차 보급이 늘어나면서 사용 수명을 다한 배터리의 양도 급증할 것으로 예상됩니다. 전기차 배터리는 보통 8~10년 정도 사용이 가능합니다. 사용하면서 배터리 용량은 서서히 저하되며, 70~ 80%까지 떨어지면 교체가 필요합니다. 이러한 배터리를 단순히 폐기하게 되면 환경오염과 자원 낭비가 발생할 수 있습니다. 이 시점에서도 배터리는 여전히 상당한 에너지 저장 능력을 가지고 있어, 다른 용도로 활용할 수 있는 잠재력이 있습니다.
리튬, 니켈, 코발트 등 배터리에 포함된 희귀 금속 자원의 회수와 재활용은 매우 중요합니다. 배터리를 재사용하거나 재활용함으로써 새로운 제품 생산에 활용할 수 있어 경제적으로도 큰 이점이 있습니다.
배터리 재활용 프로세스
전기차 배터리 재활용 과정은 크게 세 단계로 구분됩니다. 체계적인 리사이클링 프로세스를 통해 전기차 배터리의 자원 가치를 최대화할 수 있습니다.
1. 먼저 사용 후 배터리를 회수하고 분해하는 과정이 필요합니다. 배터리의 각 셀과 모듈을 분리하고, 배터리 팩에서 유해 물질을 제거합니다.
2. 그다음 회수된 소재와 부품을 선별하고 정제하는 단계가 이어집니다. 금속, 플라스틱, 유리 등 다양한 소재를 분리하여 재사용할 수 있는 형태로 가공합니다.
3. 마지막으로 정제된 소재를 활용하여 새로운 배터리나 다른 제품을 생산하는 단계가 있습니다. 회수된 리튬, 니켈, 코발트 등의 금속 자원은 새로운 배터리 제조에 투입될 수 있습니다. 또한 플라스틱 부품은 다른 용도의 플라스틱 제품 생산에 활용할 수 있습니다.
배터리 2차 활용 방안
수명이 다한 전기차 배터리를 재활용하는 것 이외에도 2차 활용 방안이 다양하게 모색되고 있습니다.
우선 전기차 배터리를 가정용 또는 산업용 에너지 저장 시스템(ESS)으로 활용할 수 있습니다. 배터리 용량이 감소했더라도 여전히 상당한 저장 용량을 가지고 있기 때문에, 전력 피크 관리나 신재생에너지 저장 등에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 배터리의 수명을 연장하고 에너지 효율성을 높일 수 있습니다.
또한 배터리를 재활용하여 전기자전거, 전동공구, 에너지 저장 장치 등의 부품으로 활용하는 방안도 있습니다. 배터리 모듈 및 팩 단위로 재사용이 가능하기 때문에, 새로운 제품 생산에 투입할 수 있습니다.
마지막으로 배터리 내 금속 성분을 추출하여 다른 산업에 활용하는 방법도 고려해 볼 만합니다. 리튬, 니켈, 코발트 등의 희귀 금속은 전자기기, 항공우주, 의료 등 다양한 분야에서 수요가 높습니다. 이를 통해 폐기물 처리 비용을 줄이고 자원 순환 경제를 실현할 수 있습니다.
이처럼 다양한 재활용 및 2차 활용 방안을 통해 전기차 배터리의 가치를 극대화할 수 있습니다. 환경 보호와 자원 순환 관점에서 매우 중요한 과제라 할 수 있습니다.
정부와 기업의 노력
전기차 배터리 재활용 및 2차 활용 방안 마련을 위해서는 정부와 기업의 지속적인 노력이 필요합니다.
2024년 현재, 전기차 배터리 재활용에 관한 법과 규제가 각국에서 강화되고 있습니다. 한국에서는 2023년부터 전기차 배터리를 수거하고 재활용해야 한다는 의무 규정이 생겼습니다. 이로 인해 배터리 수거 체계와 재활용 시설이 더 잘 갖춰지고 있습니다. 정부는 이를 통해 배터리 재활용을 촉진하고 자원을 낭비하지 않으려는 노력을 하고 있습니다.
특히 유럽연합(EU)에서는 2023년에 새로운 배터리 규정을 도입했습니다. 이 규정은 전기차에서 사용된 배터리를 반드시 재활용해야 하며, 탄소중립과 순환경제를 활성화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 규정은 배터리의 제조부터 사용 후 재활용까지 모든 과정을 규제합니다. 한국도 이러한 유럽의 정책을 참고하여 비슷한 법안을 도입할 계획을 세우고 있습니다.
이러한 변화들은 전기차 배터리의 재활용을 더욱 중요하게 만들고 있으며, 지속 가능한 미래를 위해 꼭 필요한 과정입니다.
기업 측면에서도 다양한 노력이 이루어지고 있습니다. 배터리 제조업체들은 회수-분리-정제-재활용의 폐쇄 loop 시스템을 구축하고 있습니다. 리튬, 니켈, 코발트 등 핵심 소재의 재활용률을 높이기 위해 노력하고 있습니다.
아울러 완성차 업체들도 배터리 2차 활용 비즈니스에 적극 나서고 있습니다. ESS 사업과 배터리 부품 재활용 등 다양한 시도를 통해 새로운 수익모델을 발굴하고 있습니다.
이처럼 정부와 기업, 연구기관 등 다양한 주체들이 협력하여 전기차 배터리의 지속가능한 활용 방안을 모색하고 있습니다. 앞으로 이 분야의 기술 혁신과 생태계 조성이 기대되는 바입니다.
미래 발전 방향
* 배터리 수명 예측 시스템
AI 기반의 상태 진단 기술을 활용하여 배터리의 수명을 예측하고, 최적의 활용 시점을 결정하는 것이 중요합니다. 이를 통해 효율적인 자원 관리가 가능해질 수 있습니다.
* 순환경제 모델 구축
제조, 사용, 재활용을 통합 관리하여 친환경 가치를 창출하는 새로운 비즈니스 모델이 필요합니다. 이러한 모델은 지속 가능한 발전을 위한 기초가 됩니다.
마치며
전기차 보급이 확대되면서 배터리 처리가 큰 과제로 떠오르고 있습니다. 그러나 체계적인 재활용 및 2차 활용 방안을 통해 이를 해결할 수 있습니다. 리튬, 니켈, 코발트 등 희귀 금속 자원의 회수와 재활용, 그리고 배터리의 ESS 활용, 부품 재사용 등은 모두 전기차 배터리의 지속가능성을 높이는 핵심 방안입니다. 정부와 기업, 연구기관 등이 협력하여 관련 기술과 인프라를 발전시켜 나가고 있습니다. 앞으로 이 분야의 혁신이 가속화되어 전기차 배터리의 새로운 가치 창출이 기대됩니다.