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'초호황' 리튬 이온 배터리, 10년 뒤엔 '폐품 더미'? [임주형의 테크토크]

최종수정 2021.09.23 14:17 기사입력 2021.09.23 06:00

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리튬 이온 배터리 생산량 폭증
배터리 수명은 300~500회 사이클
'폐배터리 쓰나미' 몰려올 수도
코발트·리튬·망간 등 환경 오염 위험
업계, '디지털 배터리 여권' 등 수거·재활용 추진

배터리 수거통에 버려진 폐배터리들 / 사진=유튜브 동영상 캡처

배터리 수거통에 버려진 폐배터리들 / 사진=유튜브 동영상 캡처

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[아시아경제 임주형 기자] 전기차, 스마트폰 등 전자제품 시장이 급속도로 팽창하면서 2차 전지 수요도 폭증하고 있습니다. 이에 따라 리튬 이온 배터리를 제조하는 기업들도 설비 투자와 생산량 증대에 사활을 걸고 있는 상황입니다. 하지만, 늘어난 배터리 사용이 새로운 환경 문제를 야기할 위험을 안고 있다고 합니다. 수명이 정해져 있는 배터리는 언젠가 폐기되어야 하는데, 배터리 소재에는 환경에 치명적인 금속도 일부 포함되어 있기 때문입니다.


전기차 수요 늘자 배터리 수요도 '폭증'

현재 배터리 시장의 성장을 이끄는 제품은 바로 전기차입니다. 글로벌 시장 조사 기업 'SNE 리서치'에 따르면, 올해 상반기(1~6월) 동안 생산된 글로벌 전기차 배터리 에너지 총량은 114.1기가와트퍼아워(GWh)로, 전년 같은 기간 대비 2.5배 이상 늘어났습니다.


전기차 배터리는 수많은 배터리 셀들을 하나로 묶어 거대한 '팩'으로 조립하는 형태로 수급됩니다. 따라서 전기차가 늘수록 배터리 생산량은 배 이상으로 폭증할 수밖에 없습니다.


배터리를 충전하고 있는 전기차. / 사진=연합뉴스

배터리를 충전하고 있는 전기차. / 사진=연합뉴스

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문제는 배터리의 수명입니다. 리튬 이온 배터리는 통상 300~500회의 충·방전 사이클을 가집니다. 즉 한번 충전할 때마다 기능이 조금씩 약해진다는 뜻인데, 최대 500회 이상 충전을 하고 나면 총 에너지 용량의 약 40%가 사라져 상품 가치를 잃게 됩니다. 주행 거리에 민감한 전기차의 경우에는 전체 용량의 20%만 닳아도 배터리를 교체하곤 합니다.

오는 2030년엔 폐배터리 '1200만톤' 쏟아질 수도


이렇다 보니 배터리가 많이 생산되는 만큼, 쓰임새가 사라져 버려지는 폐배터리도 폭증하고 있습니다.


환경보호단체 '그린피스'가 추산한 바에 따르면, 배터리 시장이 지금과 동일한 성장률을 기록할 경우 오는 2030년에는 약 1200만톤이 넘는 폐배터리가 쏟아져 나올 전망입니다. 배터리만으로도 거대한 언덕이 만들어질 수 있는 셈입니다.


폐배터리는 환경에도 치명적입니다. 배터리에는 리튬, 산화코발트, 망간, 니켈 등의 물질이 들어가는데, 이 물질들은 국립환경과학원에서 유독 물질로 지정하고 있습니다.


폐배터리 '재사용 기술' 골몰하는 기업들


상황이 이렇자 국내·외 수많은 기업들이 '폐배터리 쓰나미'를 막기 위한 대안 기술 개발에 골몰하고 있습니다.


현재 업계가 가장 기대를 거는 기술 중에는 '재사용 기술'이 있습니다. 즉, 쓰임새가 다해 버려진 폐배터리들을 모아 다시 에너지 저장 시설로 사용한다는 계획입니다.


대용량 리튬 이온 배터리 팩을 사용하는 전기차가 인기를 끌면서 배터리 수요도 높아졌다. / 사진=연합뉴스

대용량 리튬 이온 배터리 팩을 사용하는 전기차가 인기를 끌면서 배터리 수요도 높아졌다. / 사진=연합뉴스

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보통 업계에서는 20~40%의 저장 용량을 잃어버린 배터리를 폐배터리로 취급합니다. 하지만 이런 낡은 배터리들을 모아 연결하면, 거대한 양의 전력을 모아둘 수 있는 저장 시설로 탈바꿈할 수 있습니다. 태양광, 풍력 단지 등 신재생에너지 발전 시설에 이용할 수 있습니다.


물론 재사용 기술은 폐배터리의 수명을 살짝 더 늘릴 뿐이라는 점에서 근본적 해결책은 아닙니다. 이 때문에 배터리 내부에 포함된 유독 물질을 분리해 내는 처리 기술도 활발하게 연구되고 있습니다.


배터리 '라벨' 붙여 관리…"지속 가능한 생태계 만들어야"


배터리 시장 내 재활용·재처리를 촉진하기 위한 세계 각국 노력도 펼쳐지고 있습니다. 지난 2017년, 전세계 70여개 기관들이 모여 설립된 '글로벌 배터리 연합(Global Battery Alliance·GBA)'은 이른바 '디지털 배터리 여권'을 도입할 방침입니다. 생산된 배터리에 마치 페트병이나 알루미늄 캔과 같은 라벨을 붙여, 폐기된 배터리의 수거와 재활용을 수월하게 하는 방식입니다.


전문가는 내연기관을 전기차로 전환하는 것만큼이나, 그 과정에서 나오는 산업 폐기물을 줄이는 것 또한 중요하다고 말합니다.


세계 경제 포럼(WEF)의 도심 주행 기술 전문가인 마야 벤 드로어 박사는 최근 기고한 글에서 "오늘날 전기차 분야로 흘러들어오는 거액의 투자는 새로운 환경을 구축하는 기회가 될 수 있다"면서도 "새로운 자금이 단순히 신차를 만드는 데 그치지 않고, 지속 가능한 생태계를 만드는 데 쓰일 수 있도록 해야 한다"고 강조했습니다.


임주형 기자 skepped@asiae.co.kr

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