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Feb 13. 2023
전기차 폐배터리 재활용과 모빌리티 생태계
EV battery recycling과 전기차 모빌리티 생태계 탐구
전기차 시장이 폭발적으로 성장함에 따라 전기차 사용 후 폐배터리에 대한 처리 문제도 새롭게 주목받고 있다. 리튬이온 폐배터리는 배터리팩과 배터리셀 내부의 양극재와 음극재 등 화학용액이 누수될 경우 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있고, 환경오염의 위험이 있기 때문에 각별히 처리에 주의를 요한다.
미국과 유럽연합(EU) 등에서 2035년부터 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)차량을 판매 금지하도록 하겠다고 발표함에 따라 순수전기차(BEV, Battery Electric Vehicle)와 플러그인 하이브리드 차량(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle)에 대한 생산 수요는 크게 증가할 것으로 보인다.
글로벌 리튬이온 배터리의 수요는 2022년 700GWh 규모에서 매년 평균 27%씩 성장하여, 2030년 그 규모가 4700GWh에 이를 것으로 전망되고 있다. 특히, 리튬이온 배터리 수요는 지역으로 보면 중국에서, 그리고 산업 분야에서 보면 모빌리티 분야에서 가장 크게 확대될 것으로 예상된다.
McKinsey. 2023. "Battery 2030: Resilient, sustainable, and circular."출처 : https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/battery-2030-resilient-sustainable-and-circular
2030년까지 리튬이온 배터리 벨류체인(value chain)을 통한 수익 규모는 2022년 850억 달러(한화 약 108.4조원)에서 2030년까지 4000억 달러(한화 약 510.2조원)까지 5배 가량 성장할 것으로 예상된다. 리튬이온 벨류체인은 중국이 현재에도 세계 1위로 앞서 있으며, 2030년에도 이러한 기조는 유지될 것으로 보인다. 리튬이온 벨류체인에는 배터리 생산을 위한 핵심광물(니켈, 코발트, 망간 등) 체굴부터 정제와 활성물질 제작, 배터리 셀 제작과 배터리 패키징, 그리고 재사용 또는 재활용에 이르기까지 다양한 비즈니스들이 존재한다.
McKinsey. 2023. "Battery 2030: Resilient, sustainable, and circular."이 중에서는 이번 글을 통해서는 폐배터리 시장에 대해 고찰해보고자 한다. 글로벌 폐배터리 재사용 및 재활용 시장은 2030년 130억 달러(한화 16.6조원) 규모에 이를 것으로 전망된다. 특히, 배터리 관련 원자재 가격이 급등락을 반복함에 따라, 인플레이션으로 인해 원자재 가격이 상승할 경우, 이러한 배터리 재활용 시장은 더 커질 것으로 예상된다.
폐배터리는 다양한 절차로 구성되어 있다. 배터리 생산과 사용 후 배터리 분쇄와 화학물질(음극재, 양극재, 금속물질 등)을 분리하고, 업사이클 과정을 거쳐 배터리 셀 제작에 다시 활용 될 수 있다.
SAE. 2022. "Closing the loop on EV battery recycling."출처 : https://www.sae.org/news/2022/10/ev-battery-recycling
배터리 벨류체인에서 중국은 원자재 수급과 더불어 배터리 생산에 있어 글로벌 시장을 주도하는 메인 플레이어이다. 역시 폐배터리 시장에 있어서도 중국의 영향력은 절대적이다. 이는 2021년 기준으로 전세계 배터리 재활용의 80% 이상이 중국에서 이뤄지고 있다는 점에서도 알 수 있다.
Bloomberg. 2022. "The next big bettery material squeeze is old batteries."출처 : https://www.bloomberg.com/news/articles/2022-09-01/the-next-big-battery-material-squeeze-is-old-batteries
중국은 배터리 재활용 기업만해도 14,000개 이상에 이르르고 있으며, 중국 정부는 2016년부터 본격적으로 관련 산업을 육성해왔다. 중국정부는 2025년까지 완전한 배터리 재활용 체계를 구축하여, 배터리 생산 시 재생원료 사용 비율을 20%까지 올리고, 폐기품 회수와 재활용 비율도 평균 50%까지 끌어올릴 계획이다.
출처 : https://www.seoulfn.com/news/articleView.html?idxno=464667
중국을 비롯하여, 미국과 EU 등을 중심으로 다양한 배터리 재활용 정책을 펼치고 있으나, 관련 산업에 대한 관점은 서로 상이하다. 중국은 정부가 배터리 재활용 전주기에 대해 정책적으로 주도를 하면서 관련 시장을 확장시키고 있으며, 미국은 원자재의 안정적인 확보를 위해, EU는 탈탄소 에너지 정책의 관점에서, 한국은 전기차 배터리 관련 대기업을 중심으로 관련 노력들이 이어지고 있는 상황이다.
한국무역협회. 2022. "전기차 배터리 재활용 산업 동향 및 시사점: 중국 사례 중심으로."출처 : https://www.kita.net/cmmrcInfo/internationalTradeStudies/researchReport/focusBriefDetail.do?no=2302&Classification=5
특히 중국 정부는 2021년 7월 제14차 5개년 순환경제발전규획을 통해 전기차 배터리 소스 관리 플랫폼을 통해 중국 내 배터리 생산과 유통, 회수, 재활용 전 과정을 모니터링할 수 있도록 관리감독 체계를 강화하였다.
중국 내 폐배터리 재활용 관련 기업들도 다수 존재한다. 중국 자동차 제조사인 장안자동차와 BYD, 지리자동차 등은 일찍이 2018년부터 폐배터리 재활용 사업을 시작하였다. 이외에도 5,000개 이상의 중소형 기업들이 폐배터리 재활용 사업에 참여하고 있으며, 2020년 12월 중국 정부는 전기차 배터리 재활용 기업 화이트 리스트를 발표하여 22개의 기업들을 선정하여 발표한 바 있다.
KOTRA. 2021. "중국 전기차 폐배터리 재활용 현황."출처 : https://dream.kotra.or.kr/kotranews/cms/news/actionKotraBoardDetail.do?SITE_NO=3&MENU_ID=180&CONTENTS_NO=1&bbsGbn=243&bbsSn=243&pNttSn=191978
한국의 경우 전기차 보급이 본격적으로 시작된지 10여년이 되었고, 2030년이 되면, 매년 10만개의 전기차 폐배터리가 나올 것으로 전망되고 있는 상황이지만, 현재 재사용과 재활용에 대한 기준이 마땅치 않은 상태이다. 한국 역시 2021년 7월, '2030 이차전지 산업(K-battery) 발전 전략'을 수립하면서 폐배터리 산업 육성을 위한 계획을 발표했으나, 관련 법령 정비와 제도개선은 진행중이며, 현재 재사용과 재활용 관련하여 시범사업과 실증특례가 가능한 규제샌드사업이 2022년 8월 기준으로 17건 진행되고 있는 실정이다.
출처 : https://news.mt.co.kr/mtview.php?no=2022061223010428065
2022년 6월, 산업통상자원부 산하 국가기술표준원(국표원)은 민간과 함께 전기차 사용후 배터리 재활용 표준화 과정에 착수함을 발표하기도 했다.
출처 : https://www.korea.kr/news/pressReleaseView.do?newsId=156511785
관련하여 국내 기업들도 활발하게 재활용 사업과 관련한 기술개발과 파트너십, M&A 등을 이어가고 있다.
머니투데이. 2022. "87조원 시장이 열린다..."전기차 폐배터리는 황금알 낳는 거위"."