안리민 安麗敏 <차이신주간> 기자

▲ 독일 브레멘 메르세데스벤츠 공장에서 만드는 EQC 전기차에 장착된 배터리. 앞으로 수명을 다한 전기차 배터리가 크게 늘어날 전망이다. REUTERS

이론적으로는 전기차 폐배터리를 분해해 재활용하기 전에 다른 분야에서 다시 사용하면 최대한의 가치를 얻을 수 있다. 전기차 배터리는 품질 요건이 까다로워 용량이 80% 이하로 떨어지면 폐기된다. 그러나 다른 데 사용하는 것은 가능하다. 분해한 배터리팩과 모듈을 직접 쓸 수도 있지만 대체로 모듈을 해체한 뒤 배터리셀을 다시 조합한다. 업계는 에너지저장장치(ESS)와 통신기지국, 저속 전기차, 전기자전거 등에 사용하는 방법을 모색하고 있다.

성능 차이 걸림돌
그러나 실제 상황은 기대대로 되지 않았다. 배터리를 재사용하려면 배터리셀 성능이 균일해야 한다. 예를 들어 모든 배터리셀의 남은 용량이 똑같이 80%여야 한다. 이에 따라 남은 배터리 용량을 검사하고 수명을 평가하는 것이 가장 큰 걸림돌이 됐다. 양쉬라이 허페이대학 교수는 “아직 신속하게 검사하고 평가할 방법이 없다”며 “유일한 방법인 심방전테스트기 검사로 배터리셀을 하나씩 검사하려면 시간과 인력이 많이 소요된다”고 말했다.
전력업체인 국가전망공사의 전력망 폐기물 자원화처리 기술실험실의 자오광진 부주임은 폐배터리의 에너지저장장치 재사용 사업을 설계했다. 그는 “어떤 선별 방법을 쓰더라도 폐배터리의 용량 차이를 피하기는 어렵다”고 했다. 자오광진 부주임은 2017년 사용연한이 끝난 전기버스에서 분리한 배터리를 검사했다. 그 결과 남은 용량이 70%인 배터리셀 비율이 29%였다. 남은 용량이 75%, 80%, 85%인 배터리셀은 각각 16%, 30%, 14%였고 나머지(11%)는 제각각이었다.
자오광진 부주임은 “수명이 다한 배터리의 남은 용량은 같지 않다”며 “배터리셀을 조합하고 사용하려면 기술적인 방법을 동원해 배터리셀의 균형을 맞춰야 한다”고 말했다. 배터리를 사용한 기록이 대체로 완전하지 않아 안전성, 수명, 적합성을 판단하기 어렵다. 신제품에 비해 폐배터리의 운영과 유지에 비용이 더 많이 든다.
CATL은 전기차 배터리 규격이 다양하고 제조사에 따라 사용한 재료와 성능에 차이가 있고 배터리 수명이 달라 재조합해 사용할 때는 안전성을 보장하기 어렵다고 밝혔다. 2021년 4월 베이징의 태양광발전과 에너지저장장치를 결합한 발전소가 폭발해 소방대원 2명이 희생되고 직원 1명이 실종됐다. 아직 최종 결과가 나오지 않았지만 배터리와 관련 있을 것이라는 추측이 제기됐다. 이 발전소에서 재사용 배터리를 썼는지는 알려지지 않았다.
이 사고는 실질적인 영향을 끼쳤다. 5월7일 산둥성 정부는 ‘2021년 에너지저장 시범사업 신고에 관한 통지’를 발표하고 에너지저장사업에 전기차 배터리의 재사용을 금지했다. 6월22일에는 국가에너지국이 ‘신형 에너지저장사업 관리규범(의견수렴안)’을 발표해 에너지저장장치 신규 사업에서 전기차 배터리의 재사용을 원칙적으로 금지했다.
양쉬라이 교수는 “업계 인식이 잘못됐다”고 지적했다. 에너지저장장치에 쓰이는 배터리의 성능 요건이 전기차 배터리보다 낮지 않다. 안전성과 신뢰성, 수명의 기준은 오히려 더 높다. CATL은 에너지저장장치 용도의 배터리도 개발한다. 배터리의 수명을 늘리고 안전등급을 올리기 위해 노력하고 있다. 자오광진 부주임은 “비용과 안전성을 고려하면 전기차 폐배터리를 에너지저장장치에 사용하는 것은 경제성이 없다”고 말했다.
일부 기관에서는 전기차 폐배터리를 저속 전기차와 전기자전거에 활용하는 방법을 연구하고 있다. 주관 부처는 폐배터리를 재사용한 뒤 공식 경로로 회수할 수 있을지 우려했다. 관련 정책을 담당하는 정부 부처의 관계자는 “정부가 전기차 배터리 추적시스템을 추진하고 있다”며 “배터리 제조사와 자동차 제조사가 배터리 생산과 운영 데이터를 공유하도록 제안했다”고 전했다.
2020년 10월 국가공업정보화부는 ‘신에너지차 배터리 재사용 관리방법(의견수렴안)’을 발표해 배터리셀과 모듈을 재사용하는 것은 물론, 재사용 기업이 배터리 출고 데이터와 운영 감독 데이터를 확보해 제품의 성능과 신뢰성을 높이도록 독려했다. 공업정보화부는 재사용 기업이 배터리 추적 관리 체제를 마련하도록 요구했다.

업계 관리 방법 탐색
폐배터리의 재활용과 재사용에 관한 정책은 기본 형태를 갖췄다. 2020년 4월부터 ‘고체폐기물 환경오염방지법’ 수정안이 시행됐다. 중국공업에너지절약·청정생산협회 배터리재활용 전문가위원회의 왕판은 “전기차 폐배터리 재활용에 필요한 상위법이 마련됐다”고 말했다. 2020년 8월 국가상무부는 ‘폐자동차 회수 관리 방법 실시 세칙’을 발표해 폐차와 배터리 회수를 연계했다.
양쉬라이 교수는 자동차업체와 배터리업체, 제3의 재활용업체가 협력체계를 구축하는 방안을 제안했다. “자동차 제조사가 배터리 제조사에 책임을 미루지만, 배터리 제조사는 배터리를 장착한 자동차가 누구에게 팔렸는지 알 수 없다. 자동차업체가 가장 종합적인 자료를 갖고 있다. 당연히 자동차업체가 책임 주체가 돼야 한다. 자동차업체가 배터리를 회수해 이용할 때 기술 문제가 생기면 배터리 제조사가 참여하면 된다. 분해해 이용하는 과정은 전문 회사에 맡겨야 한다.”
업계 관계자는 “자동차업체가 신차를 판매할 때 유인책을 제공해 소비자가 차량이나 배터리를 교체할 때 전문 회수업체에 배터리를 전달하도록 해야 한다”고 지적했다. 앞의 공업정보화부 문건에서도 자동차업체가 상품 보상판매, 적립금 지급, 유지·보수 비용 할인 등의 혜택을 제공해 폐기한 자동차와 부품이 공식 경로로 유통되도록 독려할 것을 제안했다.
루룽화 우한웨이넝(蔚能)배터리자산유한공사 총경리는 “배터리를 표준화하면 폐배터리 재사용과 재활용 비율을 근본적으로 높일 수 있다”고 강조했다. 우한웨이넝의 대주주는 전기차 제조사 웨이라이자동차(蔚來汽車)와 CATL이다. 웨이라이차는 배터리 교환 방식을 추진하고 있다. 소비자가 자동차를 살 때 배터리를 자산관리회사에서 빌리는 방식이다. 우한웨이넝은 이런 배터리를 관리하는 회사다.
루룽화 총경리에 따르면 전기차 배터리의 원재료는 수백 가지다. 제품 모델명만 100여 종에 이른다. “앞으로 수명을 다한 배터리가 대량 발생할 것이다. 만약 오늘은 A모델만 회수하고 내일은 B모델만 회수하는 방식으로 한다면 폐배터리를 재활용하기 힘들 것이다.”
일부 자동차업체는 내부적으로 배터리 규격을 통일하기로 결정했다. 독일 폴크스바겐은 표준 배터리셀을 제조하기로 했다. GM은 다양한 배터리를 통일된 규격의 모듈로 만들 계획이다. 루룽화 총경리는 “전기차 배터리 기술이 성숙한 수준으로 발전하고 있다”며 “이제는 항속거리(한 번 충전으로 달릴 수 있는 거리)가 첫 번째 관심사가 아니다”라고 말했다. 배터리 규격이 표준화되면 전체적으로 생산원가를 절감할 수 있다.

▲ 중국 푸젠성 닝더에 있는 배터리 제조업체 CATL 공장. CATL은 웨이라이자동차와 함께 전기차를 팔 때 배터리를 빌려주는 방식을 추진하고 있다. REUTERS

정부, 시장 정비 노력해야
자오광진 부주임은 “전기차 배터리 재활용은 시스템공학의 문제”라며 “여러 분야가 연동돼야 한다”고 말했다. “폐배터리 재사용이 사업적 가치를 제대로 갖추려면 다섯 조건에 부합해야 한다. △충분한 물량을 강제로 회수하고 △배터리팩을 분해해 선별할 필요가 없고 △모듈을 직접 쓸 수 있고 △배터리 제조 정보를 공개하고 △차량 유지·보수 정보가 완벽해야 한다.” 그는 주관 부처가 폐리튬배터리를 위험폐기물로 지정해 책임 있는 기관이 강제로 회수함으로써 배터리 재활용 또는 재사용 기업이 폐배터리를 ‘사들이는’ 비용을 줄일 수 있도록 할 것을 제안했다.
리튬배터리는 납과 수은, 카드뮴 등 유해성이 강한 중금속이 들어 있지 않아 정부는 위험폐기물로 지정하지 않았다. 이름을 밝히기 거부한 업계 관계자에 따르면 일부 전기차 배터리 회수 업체는 폐리튬배터리를 위험폐기물로 지정하길 원한다. 업계 진입장벽을 높여 비전문 기업이 시장을 교란하지 못하도록 막고 전문 업체의 이익을 확보하기 위해서다. “리튬배터리를 위험폐기물로 지정할 수 있을지는 모르겠지만, 주관 부처가 환경보호와 관련한 법 집행을 강화해 배터리 회수 시장을 정비할 수 있다.”
생태환경 분야 관계자는 “배터리 재활용 기술 규범을 제정하고 있다. 그 가운데는 환경보호 관련 요건도 포함돼 있다”고 말했다. 규범이 시행되면 기준에 미달하는 기업을 단속할 법적 근거가 생기게 된다. 자오광진 부주임은 “배터리 분해와 회수, 재사용이 환경을 보호하는 효과가 있어도 제품 가치와 가격에 반영할 수 없다”며 “정부가 시장 참여자에게 정책 보조금이나 세금 혜택을 주는 방안을 고려해야 한다”고 말했다.

ⓒ 財新週刊 2021년 제25호
退役電池何處去
번역 유인영 위원