배터리 재활용 문제

전기차에서 배터리는 필수적인 요소입니다. 그리고 배터리 제조에 관련된 산업만이 아니라 사용한 배터리의 재활용은 배터리 공급망의 필수 구성 요소가 됩니다. 이번 포스팅에서는 배터리 재활용에 대한 일반적인 내용을 알아보겠습니다.

 

배터리 재활용의 필요성

온실 가스 배출 감소를 위한 노력의 결과로 전기차 시장은 급속한 성장을 보이고 있습니다. 이에 동반하여 새로운 혁신적 산업이 도래하고, 공기의 질이 향상되는 등 긍정적인 효과가 나타나고 있지만, 우리에게 수명이 다한 전기차의 폐기물 처리에 대한 고민을 안겨주기도 합니다. 예를 들면, 전기차에서 가장 중요한 부품인 배터리의 재활용 문제를 생각해 볼 수 있습니다. 

이전 포스팅에서 언급했듯이 배터리의 주요 자원인 리튬은 한정된 매장량을 가지고 있습니다. 더 큰 문제는 매장 자원이 몇몇 나라에 편중되어 있다는 것입니다. (참조:) 리튬에 대한 의존성이 커지면 커질수록, 리튬의 가격이 올랐을 때, 관련 산업이 받을 충격은 커지게 됩니다. 이러한 관점에서 배터리의 재활용은 산업을 안정적이고 지속적으로 발전시키는데 꼭 필요하다고 할 수 있습니다. 그리고 당연히 환경을 위해서도 폐기물을 재활용하는 것은 필요할 것입니다. 

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배터리 재활용에서 주요 문제

 

안전성

리튬 배터리가 화재에 약하다는 사실은 잘 알려져 있습니다. 사실 재활용에서 화재는 상당한 주의를 요하는 문제입니다. 1989년 웨일스에서는 폐타이어 더미에서 발화되어 15년 동안 불을 진압하지 못했습니다. 만약 쌓아 둔 배터리에서 화재가 발생한다면, 큰 폭발 사고로 이어질 수 있어서 관리에 주의해야 합니다. 

경제성 및 환경 친화성

배터리 재활용 산업 발전의 핵심 요소는 역시 경제성이라고 할 수 있습니다. 따라서 값 비싼 제품 및 재료를 최대한 재활용하는 것을 목표로 해야 합니다. 가장 좋은 것은 배터리의 재사용(reuse)일 것입니다. 재사용이 활성화되면, 폐기되는 물질의 양을 줄일 수 있기 때문에 환경 보호의 관점에서도 좋다고 볼 수 있습니다.

자동화 문제

전기차 시장에는 매우 다양한 모델들이 있고, 그것들의 배터리의 유형과 구성 물질들은 다릅니다. 이러한 점은 배터리 재활용을 쉽지 않게 합니다. 왜냐하면 배터리의 분해를 위해 각기 다른 접근 방식을 요하기 때문입니다. 이러한 점은 재활용의 자동화와 결부되어 문제가 될 수 있습니다. 사실, 배터리의 재활용에서 중요한 것은 비용을 줄일 수 있는 자동화입니다. 배터리를 분해하고 재제조를 하거나 구성 물질을 회수하는 과정은 로봇을 이용하여 자동화할 수 있습니다. 하지만 배터리의 형태와 구성 물질이 다르다면, 재활용 접근 방법은 배터리에 따라 달라져야 하는데, 이는 전체 재활용 과정을 복잡하게 하고 경제성에 영향을 줄 수 있습니다.

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배터리의 재사용(reuse)과 재활용(recycle)

배터리의 재사용은 성능이 저하되어 폐기되었지만 다른 용도로는 충분히 사용할 수 있는 경우가 될 수 있습니다. 예를 들어, 전기차의 배터리가 원래에 비해 성능이 70 ~ 80%로 저하되면 교체 대상이 됩니다. 이는 완충 후 주행거리가 짧아져서 사용이 불편하기 때문이지, 아직 배터리는 에너지 저장의 기능을 할 수 있습니다. 이런 경우는 주행거리 문제와는 전혀 관련이 없는 ESS(에너지 저장 장치)로 재사용이 가능합니다.

그리고 배터리의 재활용은 배터리의 부품을 부분적으로 재사용하거나 배터리 내에 고가의 재료들을 다른 용도로 사용하는 것입니다. 예를 들면 니켈, 망간, 리튬, 코발트와 같은 값 비싼 재료들을 회수하는 것입니다. 재활용 역시 폐기물의 양을 줄여, 폐기 및 관리에 들어가는 비용을 줄이고 환경을 보호할 수 있는 전략이라고 할 수 있습니다.