폐배터리 산업 성장 이유와 국가별 시장 진출 현황

전기차 시장이 성장하면서 폐배터리 재활용 시장이 주목받고 있다. 오래 사용한 배터리는 가치가 떨어져 쓰레기 취급을 받았지만 최근 배터리 원재료 가격이 급등하면서 기업들은 폐배터리 원료를 회수하거나 다른 용도로 활용하는 사업을 주목하고 있다.

폐배터리의 종류

폐배터리 활용 방법은 재활용, 재사용 총 두 가지 방식이 있다.

폐배터리 재활용

폐배터리 재활용은 폐배터리에서 원자재를 추출해 활용하는 방식이다. 배터리의 잔존 성능이 50% 이하일 경우 폐배터리를 방전시킨 후 양극, 음극, 분리막 등으로 분해해 리튬, 니켈, 코발트, 망간, 구리 등 원재료를 회수한다.

폐배터리 재사용

폐배터리 재사용은 ESS(에너지저장장치) 등 다른 용도로 사용하는 방식이다. 배터리 성능이 70%~80% 이상일 경우에만 재사용을 한다. 전기차 리튬이온 배터리는 에너지 밀도가 높아 성능이 떨어져도 다른 분야에서 사용이 가능하다.

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폐배터리 산업 성장 이유

폐배터리 산업이 성장하는 이유는 폐배터리 배출 규모 증가, 배터리 제조 시 발생되는 환경문제, 배터리 원재료 가격 급등 총 3가지로 볼 수 있다.

1. 폐배터리 배출 규모가 증가하고 있다.

세계는 기후변화에 대응하기 위해 온실가스를 줄이려고 전기차 보급을 본격화하면서 전기차 판매량이 늘어났다. 2021년 기준 전기차 판매량은 2020년 대비 2배 상승한 660만대다. 2040년에는 순수 배터리로만 움직이는 배터리 전기차(BEV) 예상 판매량이 1억 400만대를 넘어설 전망이다.

전기차 보급량이 늘어난 만큼 성능이 다한 폐배터리 처리 문제가 이슈가 되고 있다. 일반적으로 리튬이온 배터리의 수명은 10~20년 정도 된다. 수명이 다 된 배터리는 주행 거리 감소, 충전 속도 저하, 급속 방전 등의 문제를 일으키기 때문에 반드시 교체를 해야 한다. 폐배터리는 2025년 본격적으로 폭증할 것으로 전망한다. 2040년 예상 배터리 폐기량은 연간 780만t 수준이다.

향후 10년간 폐배터리 발생량 (출처 : 머니투데이)

2. 배터리 제조 시 발생되는 환경 문제

전기차 자체는 환경오염을 일으키지는 않지만 배터리 생산 과정에서는 환경오염을 일으킨다. 일단 배터리를 제조할 때 이산화탄소가 대량으로 발생한다. 그리고 수명이 다한 배터리는 각종 중금속과 전해액 등이 포함되어 있어 토양오염에 원인이 될 수 있어 매립이 불가능하다. 실제로 국립환경과학원은 산화코발트, 리튬 등이 1% 이상 함유된 전기차 배터리를 유독물질로 분류한다. 그래서 전기차가 진정한 친환경 산업으로 인정받으려면 폐배터리 리사이클링이 필수다.

3. 배터리 원재료 가격 급등

전기차 수요가 폭발하면서 2차전지 원재료인 리튬, 코발트, 니켈 가격이 급등했다. 탄산리튬 가격은 11월 25일 기준 전년 평균 대비 448% 상승했다. 원재료 가격이 오르면서 배터리 생산보다는 폐배터리 재활용하는 게 경제성이 높아졌다.

중국 탄산리튬 가격 추이 (출처 : 아시아경제)

국가별 폐배터리 시장 진출

전기차 시장이 큰 중국, 미국, 유럽연합(EU)을 중심으로 폐배터리 시장 경쟁이 치열하다. 폐배터리 시장이라는 차세대 먹거리 시장을 선점하기 위해 각국 정부와 기업이 적극적으로 투자에 나서고 있다.

1. 중국

폐배터리 산업 규모가 가장 큰 국가는 중국이다. 중국은 전 세계 전기차 판매랑의 절반을 중국이 차지할 정도로 전기차 시장이 크다. 중국의 폐배터리 규모는 2022년부터 연평균 28.3% 성장해 2030년에는 237만t에 이를 것으로 추정한다.

중국은 2016년부터 전기차 배터리 재활용 시스템 구축을 위해 각종 정책을 만들었다. 중국은 전기차 폐배터리에서 나오는 니켈, 코발트, 망간의 98%, 리튬의 85%, 기타 희소금속의 97%를 의무적으로 회수해야 한다. 

중국의 대표적인 전기차 배터리 제조 업체인 CATL은 원료, 전구체, 양극재, 폐배터리 재활용 능력까지 갖춘 종합 생산기지 건설을 준비 중이다. 그리고 전기차 기업인 BYD는 중국 내 40여개 배터리 재활용 기지를 설립했다. 배터리 회수 업체 GEM은 2030년까지 폐배터리에서 니켈 10만t을 회수하는 시스템을 개발 중이다. 만약 이 시스템이 완성되면 중국은 폐배터리의 니켈만으로 자급률 100% 달성이 가능하다.

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2. 미국

미국은 중국과 달리 뒤늦게 폐배터리 리사이클링 시장에 진출했다. 미국은 2021년 폐배터리 관련 정책을 만들었다. 미국 정부의 목표는 2025년까지 폐배터리 처리기술 개발을 완료하고, 미국 내 전체 배터리 사용량의 90%가량을 재활용이 차지할 수 있도록 만든다는 계획을 목표로 가지고 있다.

미국은 리사이클, 얼티엄셀즈, 테슬라가 폐배터리 리사이클 시장에 진출해 있다.

리사이클은 북미 최대 리튬이온 배터리 재활용 기업으로 뉴욕 일대에 1만t 이상 규모의 폐배터리 재활용 공장을 건설할 예정이다.

얼티엄셀즈는 GM과 LG에너지솔루션이 만든 배터리 셀 합작 법인이다. 배터리 셀 제조에서 발생하는 폐기물을 최대 100%까지 재활용하기 위해 리사이클과 협업 중이다.

테슬라는 중국 상하이에 재활용 시설을 갖춘 공장 설립을 추진 중이다.

3. 유럽연합(EU)

유럽연합은 2020년 12월에 배터리 규제안을 발표했다. 규제안에 따라 유럽연합 시장에서 거래되는 배터리들은 주재료의 일정 부분을 재활용 원료로 사용해야 하며 2030년부터는 코발트, 납, 리튬, 니켈의 재활용 연료 사용을 의무화해야 한다. 또한 배터리 여권을 비롯해 폐배터리 재사용 지원책을 도입할 계획이다.

유미코어는 벨기에 기업으로 2차전지 양극재 등 다양한 소재를 폐배터리에서 추출해 재활용한다. 재활용 비즈니스를 선도하는 기업으로 꼽힌다.

스웨덴 배터리 제조 기업인 노스보트는 폐배터리 재활용을 위한 공장을 건설하고 있다.

4. 한국

한국은 아직 폐배터리 시장에 대한 준비가 부족한 상태다. 폐배터리에 대한 명확한 기준도 없다. 그래서 법적 기반이 부족하고 구체적인 폐기 지침이 필요하다. 환경부와 산업통상자원부 2곳을 지정해 환경적인 측면과 산업적인 측면에서 살펴봐야 한다.

한국은 폐배터리 리사이클링 산업에 대한 기술적 연구보다는 대기업 중심으로 기업 간 협력에 집중하고 있다. 장기적으로 폐배터리 리사이클링 경쟁력을 갖추기 위해서 신기술 투자에 주력해야 한다.

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