[디지털데일리 배태용 기자] 배터리 시장이 빠르게 커지고 있는 가운데 환경⋅자원절약 측면에서 ‘재활용 기술’이 중요성이 대두되고 있다. 우리나라를 비롯해 세계 주요 국가들이 ‘재활용률'을 높이기 위해 움직이고 있는 만큼, 관련 기술력 강화는 미래 패권을 잡기 위한 핵심 키워드라는 주장이 제기됐다.

12일 한국배터리산업협회는 프라운호퍼 한국 대표사무소와 ‘2023 한-독 배터리 재활용 웨비나’를 개최했다. 프라운호퍼 연구소는 독일의 정부출연연구기관으로, 독일 전역에 76개의 연구소를 보유하고 있는 세계 최대 응용연구기관이다.

이날 웨비나에선 ▲이정두 한국산업기술기획평가원 이차전지 PD ▲이현석 한국배터리산업협회 박사를 비롯해 프라운 호퍼 연구소의 ▲토마스 슈말츠 신기술역량 센터 박사 ▲발렌틴 호놀드 디지털 셀 제조센터 박사 등이 참여, 배터리 재활용 시장의 전망 기술 현황 등에 대해 논의했다.

EU·중국, 재활용 규제 강화…재활용 시장 확대 전망

연사로 나선 이정두 한국산업기술평가원 이차전지 PD는 ‘배터리 산업 동향과 기술 개발 및 정책 방향’이란 주제로 발표했다.

그는 전기차 시장의 빠른 성장으로 배터리 수요는 급증하는 데 비해 제작에 필요한 희소 광물의 확보는 갈수록 어려워지면서 재활용에 대한 중요성이 갈수록 높아지는 추세라고 강조했다. 세계 각국 정부는 재활용 관행을 규제하는 데 더욱 적극적으로 나설 것으로 예상되는 만큼, 관련 시장도 빠르게 커질 것이라 내다봤다.

이 PD는 “올해 3분기 기준인데 국내 배터리 3사(LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI)의 수주 잔액은 천조 시장을 넘어서고 있다”라며 “앞으로도 막대한 규모의 배터리를 만들어야 하는 뜻으로 관련된 산업들이 계속해서 늘어날 것으로 있다”라고 설명했다.

이어 “문제는 주요 원자재를 중국 등 자원 보유국으로부터 전량 수입에 의존하고 있는 것이다”라며 “배터리 재사용·재활용 사업은 핵심 소재 의존도를 낮출 수 있고 2차전지 순환 체계가 형성, 광산에서 채취하는 양도 절약할 수 있다”라고 강조했다.

환경적인 측면에서도 배터리 재활용 중요성은 더욱 주목받을 것이란 주장도 제기됐다. 전기자동차에 들어가는 리튬 배터리에는 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등 희소금속이 사용되는데, 이러한 희소금속은 채굴 과정에서 환경 오염을 유발하기 때문이다. 특히, 리튬은 광산에서 채굴하는 과정에서 많은 양의 물을 사용, 염산과 황산 등 유독성 물질을 배출한다.

직접 추출 공정, 환경, 에너지⋅자원 회수 측면 가장 ‘우수'

이현석 한국배터리산업협회 박사는 “EU 집행위원회는 저탄소 배터리를 통한 에코디자인을 규제하고, 재활용 공정을 통해 폐배터리의 재활용률을 높이는 법안을 제안했다”라며 “2027년부터는 자동차 배터리 제조업체들은 재활용된 코발트, 납, 니켈, 리튬 등의 사용량을 최소한으로 줄여야 한다”라고 운을 뗐다.

이어 “이뿐 아니라 중국 역시 2025년부터 폐배터리의 자원 회수를 강화, 재활용된 소재의 함량에 따라 최소 가치를 부여하는 규제를 시행할 예정이다”라며 “예를 들어, 코발트는 20%, 납은 85%, 니켈은 10%, 리튬은 2% 이상의 재활용된 소재를 사용해야 하는 상황이다”라고 전했다.

이 박사는 폐배터리를 재활용은 크게 세 가지 방법으로 나뉜다고 소개했다. 용액 사용해 배터리에서 금속을 추출하는 방법인 ‘화학적 공정’, 활물질을 새로운 전극으로 만들어 다시 사용하는 ‘수학적 공정’, 배터리에서 금속을 녹여 분리하는 ‘직접 추출 공정’이다.

그중 이 박사는 ‘직접 추출 공정’이 가장 효과적인 방법이라고 설명했다. 그는 “양극과 음극 분리, 바인더와 전도체를 제거하기 위해 ‘트라이톤 X-100(비이온성 계면 활성제)’ 용액을 사용한 뒤 전기화학적 방법으로 활물질을 재생성하는 방법다”라며 “이 공정은 환경, 에너지, 희소금속의 자원 회수에 측면에서 가장 낫다”라고 강조했다.