동력 전지 재활용 기술 개발과 응용

중국의 신 에너지 자동차 산업의 신속한 성장에 따라 신 에너지 자동차 동력 전지(Power Battery) 회수 및 재활용(Recycling) 과제가 점차 이슈로 부상하고 있다. 상하이(上海) 자오퉁(交通)대학 자동차 공정 연구원 부원장인 인청량(殷承良) 교수의 설명에 따르면, 동력 전지 용량이 80%보다 낮으면 신 에너지 자동차에 재활용할 수 없게 되지만 에너지 저장 혹은 전기 공급 기지국 및 거리 조명, 저속 전기 자동차에 응용할 수 있다고 강조하고 있다.

중국에서 현재 동력 전지 재활용 관련 연구는 이론 연구 단계에 있는 상황이다. 중국 내 관련 전문가들은 "정부가 관련 정책을 제정하여 관련 기업들이 동력 전지를 재활용할 수 있도록 추진해야 하며 동력 전지 회수와 단계별 활용을 추진하여 납산 전지(Lead-acid batteries) 재활용이 효과적으로 추진되지 못해 자원 낭비를 조성하고 환경 오염을 조성한 상황처럼 되어서는 안 될 것"이라고 강조하고 있다.

동력 리튬 전지 단계별 이용은 전기 자동차에서 사용된 동력 전지에 대해 분해하고 검출하고 분류하여 2차 사용을 실행하는 방법에 속한다. 신 에너지 자동차가 대규모로 보급되고 응용되기 전에 중국 내 리튬 전지 시장의 소비 수요는 주로 3C 분야에만 집중되어 있었다. 리튬 전지 용량이 상대적으로 비교적 작을 뿐만 아니라 원가도 높은 편이지 않기 때문에 재활용 면에서 충분한 중시를 받지 못한 상황에 처해 있었다. 중국에서 신 에너지 자동차의 판매량이 증가됨에 따라 차량용 동력 전지 수요도 대폭 증가되고 있는 상황이다.

중국 자동차 산업 협회가 발표한 관련 통계 자료에 따르면, 2014년 4월 중국 내 신 에너지 자동차 판매량은 10,501대에 달하여 전년 동기 대비 154% 증가한 것으로 나타났다. 신 에너지 자동차 시장의 신속한 성장에 따라 동력 전지 회수와 재활용은 중국 정부의 당면 중대 과제로 부상하고 있다. 2013년 중국 내 리튬 전지 시장 수요는 1,100만kWh 수준을 초월한 상황이며 그 중 전기 교통 수단 시장(주로 신 에너지 자동차)의 수요가 차지하는 비중은 26.52%로서 290만kWh 수준을 초월한 것으로 나타났다. 지난 2011년도에는 96만kWh 수준에 달한 것으로 나타났다.

2014년 1~5월 기간 중국 내 휴대폰과 노트북 용 리튬 전지가 차지하는 비중은 각각 2%와 4% 감소된 것으로 나타났다. 하지만 전기 자동차와 에너지 저장은 각각 4%와 1% 증가한 것으로 나타났다. 향후 신 에너지 자동차 시장의 증가에 따라 동력 리튬 전지 시장의 수요는 대폭 증가될 것으로 전망된다. 3C 제품에 비해 신 에너지 자동차 동력 전지가 완성차 원가에서 차지하는 비중이 30%에 달할 뿐만 아니라 전지 용량이 80%보다 낮게 되면 신 에너지 자동차에 이용할 수 없게 된다.

이론 상에서 동력 전지가 신 에너지 자동차에서 퇴출된 후 신 에너지 분산식 발전, 재난 방지 거점, 가로등 및 통신 기지국 상에서 응용될 수 있다. 상대적으로 에너지 저장 발전소가 리튬 전지의 에너지 밀도에 대한 요구가 비교적 낮은 상황이다. 신 에너지 자동차 동력 전지에 대한 단계별 이용의 시스템화 및 규모화가 실현된다면 신 에너지 자동차의 생산 및 사용 원가를 감소시킬 수 있게 될 것으로 전망된다.

최근 중국 내 관련 대학교, 연구 기관 및 업체들에서는 동력 전지의 남아 있는 에너지 재활용 관련 기술 연구개발을 추진하고 있으며 특히 단계별 이용을 추진하고 있다. 중국 내 핵심 자동차 제조 업체들의 전지 로드맵, 전지 규격과 전지 측정 평가 요구는 서로 다르기 때문에 전지의 규격이 다양하고, 생산량이 과다 분산되어 있고, 계단 이용 면에서 어려움에 직면하여 있는 상황이다. 기술 차원에서 계단 이용을 추진하는 것은 산업 체인 분야에서 시급히 해결해야 할 과제로 되고 있다. 이런 면에서 정부의 지원이 필요한 상황이다.

지난 2012년 7월 중국 정부는 `에너지 절약 및 신 에너지 자동차 산업 발전 계획(2012-2020년)`을 제정, 발표하였다. 동 `계획`에서는 동력 전지 회수 이용 관리 방법을 제정하였으며, 동력 전지 계단 이용과 회수 관리 시스템을 구축하기 위한 관련 책임, 권리와 의무를 확정하였다. 동시에 동력 전지 생산업체들로 하여금 폐기 전지의 회수 이용을 강화하도록 지원하고 전지 회수 이용을 전문적으로 실행하는 업체의 육성을 강화하는 관련 정책을 제정하였다. 동 `계획`의 구체적인 실행이 강화됨에 따라 중국에서 동력 전지 회수 및 재활용은 점차 대규모로 추진될 것으로 전망된다.

KISTI 미리안 『녹색기술정보포털』

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 동력 전지 재활용 기술 개발과 응용