전기차 배터리도 친환경 R-ESS로!

최근 자동차 업계에서 세계적으로 거스를 수 없는 대세로 자리 잡은 전기차!

이미 세계 유수의 ​자동차 업체들이 내연기관차 생산을 접고 앞으로 친환경 차량만 생산하겠다는 계획을 속속 내놓고 있습니다.

우리나라도 2022년 2월 말 기준 전기차 누적 보급 대수는 24만 1,182대로, 2020년 말(13만 4,962대) 대비 78.7％ 증가했습니다. 1만 855대에 그쳤던 2016년 말과 비교하면 22배 넘게 성장한 셈이죠.

그런데 친환경 전기차시대 구현에 가장 중요한 것은 핵심부품인 리튬이온 배터리의 재활용 문제입니다.

전기차가 국내에 본격적으로 보급된 지 10년이 넘어 이제 내구연한에 따라 2030년에는 전기차 폐배터리가 10만 개 이상 배출될 것으로 전망되고 있기 때문이죠.

전기차 배터리의 사용 주기는 보통 7~10년인데, 이 정도가 지나면 주행거리가 감소하고 충전 속도가 저하돼 교체가 필요하다고 합니다.​

일반쓰레기와 분리 폐기해야하는 자동차 폐배터리의 처리에는 심각한 환경문제가 따를 수 있는데, 건전지처럼 일반 쓰레기와 분리해서 버려야 합니다.

자동차용 배터리는 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등의 금속류와 폴리머 전해질로 구성되어 있어 토양이나 지하수를 오염시킬 수 있고 소각할 경우에는 유해가스를 방출하거나 심지어는 폭발할 위험성도 있습니다.

따라서 폐배터리를 다시 활용할 수 있는 방안이 필요합니다. 친환경을 위해 전기차를 샀는데, 10년 뒤에 환경을 오염시킨다면 그 의미가 퇴색되고 말겠죠.

이에 최근 배터리를 폐기하지 않고 에너지 저장장치(ESS)에서 재사용하는 방안이 강구되고 있으니 이른바 R-ESS(Reuse-ESS)입니다.

전기차 배터리가 수명이 다했다고 해도 아직 그 내부에는 에너지를 저장할 수 있는 용량이 남아 있기 때문에, 조건에 따라 다르지만 최소 3년, 최대 10년까지 활용이 가능합니다. ESS는 이런 잔여 용량을 이용합니다.

전기차 배터리를 ESS로 재활용하는 것을 리유즈(reuse) ESS, 즉 R-ESS라고 합니다.

폐배터리 모듈을 여러 개 묶어 에너지저장장치(ESS)를 만든 다음, 재생에너지와 연계해 잉여 전력을 저장하면 나중에 전력 수요가 급증할 때 전기 공급을 안정화하는 일에 사용할 수 있습니다.

그런데 R-ESS 적용에 있어서 친환경적이며 바람직한 방법은 R-ESS를 재생에너지와 연결할 수 있다는 것입니다.

이에 우리 정부도 2030년까지 수상 태양광과 풍력 같은 재생에너지에 3GWh급 규모의 재사용 ESS를 연계할 계획인데, 우선 풍력연계형 에너지 저장장치(ESS) 개발 실증 사업을 추진하고 있습니다.

이 사업은 전기차 폐배터리를 재사용해 만든 R-ESS를 풍력발전 설비와 연계, 잉여전력을 저장하는 시스템을 제주에서 개발 실증합니다.

이 같은 R-ESS는 다양한 분야에서 활용 가능하므로 경제성과 친환경성을 동시에 잡을 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

특히 건설현장에서 심야시간대 잔여 전력을 저장해 다음날 피크시간에 이용할 수 있어 에너지 절감에도 기여할 수 있다고 하네요.

R-ESS 활용을 통해 기대되는 연간 피크 시간대 전기 사용 절감량은 약 11만 6,800 kWh/년으로 약 51.7톤(tCO2 e, 온실가스 톤)에 달하는 탄소 감축 효과가 있다고 합니다.

이 같은 전기차 배터리 재활용 시장 규모는 2019년 기준으로 약 1조 6,000억 원이며, 2030년에는 약 20조에 이를 것으로 예상된다고 합니다. 어마어마한 규모로 성장하고 있죠.

따라서 이러한 R-ESS 친환경적 전기차시대 구현과 시장 확대를 위해 보다 적극적인 정부와 기업차원의 규제개선과 기술개발노력 등이 어느 때보다 절실한 때라 보입니다.

(참고 : 한국 에너지 정보문화재단, 다시 쓰는 전기차 배터리 R-ESS란?, 한국 에너지공단 홈페이지)