[칼럼] 재활용 불가, 모델 3에서 쏟아져 나올 1만 5000톤 폐기물 공습

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[오토헤럴드 김필수 교수] 전기차 배터리 경쟁이 치열하다. 캐즘과 트럼프 대통령의 부정적인 시각으로 주춤하고 있지만 전기차 보급은 필연적인 만큼 시간의 차이가 있을 뿐, 배터리 주도권을 쥐기 위한 싸움은 한층 가열될 전망이다. 

세계 시장의 50%를 차지하는 중국 전기차는 리튬인산철 배터리(LFP), 한국과 일본 등 서방 국가는 리튬이온 배터리(NCM)를 주력으로 하고 있다. LFP는 NCM 대비 무겁고 에너지 밀도가 낮지만, 가격이 저렴하고 내화성이 우수한 장점을 갖고 있다.

중국은 초기부터 LFP를 주로 보급해 왔으나 최근에는 CATL 등을 중심으로 NCM 보급을 강화하고 있다. 중국 내 LFP와 NCM의 보급 비중은 약 8 : 2 정도다. LFP는 셀투팩(Cell to Pack), 셀투바디(Cell to Body) 기술로 에너지 밀도를 높이면서 시장을 넓혀가고 있다. 

국내에서도 인천 화재 사고 이후 LFP에 관한 관심이 높아지고 있다. 작년에는 중국 상해공장에서 제작하고 LFP를 탑재한 테슬라 모델 Y 등이 3만 대 이상 팔렸다. 같은 계열의 배터리를 탑재한 중국 BYD도 가세해 치열한 시장 주도권 싸움을 벌이고 있다.

중국과 다르게 LG에너지솔루션 등 국내 배터리 3사는 NCM에 주력하면서 경쟁력이 떨어지고 있다. 국내 업체들의 LFP는 내년 가능할 것으로 보여 시장 선점은 물론 경쟁력에서 뒤처져 있다. 이렇게 LFP가 영역을 넓히고 있는 문제는 환경에 치명적이라는 점이다.

LFP의 환경 영향에 대해서는 논란이 있다. 일각에서는 폐배터리를 재활용할 할 경우 LFP는 NCM 대비 원자재를 적게 사용하는 만큼 환경에 미치는 영향이 상대적으로 많지 않다고 주장한다. NCM은 니켈, 코발트 등 여러 소재를 채굴해 원자재로 활용하는 과정에서 LFP 대비 더 많은 오염원을 배출한다는 논리다. 따라서 LFP를 차별하는 보조금 정책의 개선이 필요하다는 지적을 하고 있다.

리튬인산철(Lithium Iron Phosphate. LFP) 배터리는 무게가 가볍고 발열이 적어 내화성이 좋다는 장점이 있지만 에너지 밀도와 주요 소재의 재활용성이 낮은 단점을 갖고 있다. 

그러나 LFP의 재활용은 약 15%에 불과한 상황이다. 나머지는 땅에 묻는 방식으로 폐기해야 한다. 전기차에서 수명을 다한 NCM은 약 95%까지 재활용할 수 있어 비교되지 않는다. 따라서 문제는 급증하고 있는 LFP의 리사이클링 기술과 원자재 회수 등 대비가 시급해지고 있다는 점이다.

당장은 배터리 생산자 책임 재활용제도(EPR)를 통해 LFP를 처리할 수 있는 근거를 마련하는 것이 중요하다. 전기차나 배터리 제조사가 의무적으로 회수하는 방법이다. 회수할 수 없으면 신차를 팔 때 일부 비용을 더 부담해 환경개선 부담금으로 활용하는 방법도 있다.

국내 시장에는 LFP가 장착된 버스, 트럭, 승용차 등이 다수 운행되고 있다. 작년에 3만 대 이상 팔린 테슬라 모델 3에 탑재된 약 500kg의 LFP를 계산하면 재활용이 불가능한 1만 5000톤의 폐기물이 일정한 시기 쏟아져 나올 수 있다.

현재로서는 환경에 영향을 주지 않도록 처리하는 비용을 국민 세금으로 부담해야 한다. 지금은 어떤 타입이 좋고 나쁘고를 따질 것이 아니라 이미 수만 대 이상 보급된 LFP를 누가 책임지고 회수할 것인지, 어떻게 폐기하고 재활용할 것인지를 고민해야 한다.

배터리의 특성상 재앙을 초래할 수 있지만 생산자 책임 재활용제도를 도입한 중국도 폐배터리를 땅에 묻고 있다는 이야기도 들린다. 사후 관리 이상으로 배터리를 생산하는 시점부터 폐기 전 과정의 친환경성을 종합 평가해 비용을 산정하고 부담케 하는 방안도 필요하다.

유럽은 초기 제작 시 배출되는 이산화탄소 등을 입증하는 CRMA(Critical Raw Materials Act, 핵심 원자재법) 등을 통해 모든 제품을 친환경적으로 생산하고 관리할 수 있게 한다. 매년 5만기 이상, 내년 후반기 국내 업체의 생산으로 폭증한 LFP를 어떻게 처리할지 고민해야 한다.

김필수 교수/webmaster@autoherald.co.kr