유럽의 새로운 배터리 규제안과 독일 배터리 재활용 동향

- EU 집행위원회 ‘유럽 그린딜’ 내 순환경제액션플랜의 일환으로 개정된 ‘배터리 규제안’ 발표 -

- 지속성장이 예상되는 신규 배터리 산업분야 배터리 재활용 산업 -

 

 

 

독일연방 내각은 2020년 6월 발표한 ‘코로나19 경기부양책’에서 E-Mobility 및 배터리 셀 생산을 위한 R&D 가속화에 25억유로를 추가로 투자했으며, 이로 인해 튀링엔州의 CATL, 니더작센州의 Northvolt, 작센안할트州의 Farasis Energy, 베를린-브란덴부르크의 Tesla 기가팩토리 등 전기차 배터리 제조 시설에 대한 투자 규모가 지속적으로 증가하고 있다. 여기에 유럽 그린딜* 목표 달성을 위해 배터리 생산부터 재활용까지의 배터리 생명주기 전 과정에 환경규제를 적용하기로 하며 역내 배터리 유통 규제를 강화하고 있으며 이와 연계하여 유럽연합의회는 배터리 가치사슬 전반에 걸친 구체적인 환경 규정을 도입하는 ‘EU 배터리 규제안’을 발표했다. 지금까지 EU에서 발표했던 배터리 관련 지침의 변화를 살펴보고, 신규 배터리 산업 분야로 떠오르고 있는 독일의 배터리 재활용 동향을 살펴보고자 한다.

*유럽 그린딜은 기후변화 대응 목표를 높이고 지속 가능한 미래를 위해 탄소배출 감축, 에너지의 탈 탄소화,  신산업 전략,  지속 가능한 운송,  건축분야 에너지 및 자원 효율성 강화,  식품안전 및 생태계 보전 등 다양한 정책을 제시함

 

EU 배터리 관련 지침 변화 정리

 

매년 유럽에서만 80만 톤의 자동차 배터리, 19만 톤의 산업용 배터리, 16만 톤의 일반 소비자 배터리가 소비된다. 이와 같이 엄청난 양의 배터리를 가능한 한 재사용할수록 환경 오염도 줄어들고 기타 제품 생산에 필요한 새로운 자원도 줄일 수 있기 때문에 EU는 일찍이 2006년에 배터리 관련 법안인 EU 배터리 지침(Directive 2006/66/EC)을 발표했다.

 

2006 EU 배터리 지침 주요 내용

자료: 유럽연합의회, 뮌헨무역관 자체 정리

 

상기 EU 배터리 지침(Directive 2006/66/EC)이 잘 시행되고 있는지 유럽연합의회는 자체적으로 평가를 한 후 그에 관한 평가 보고서를 2019년 4월 9일에 발표했다. 특히 이 평가 보고서를 작성하면서 유럽연합의회는 EU의 배터리 사용량이 크게 증가했다는 점과 재생 에너지에 대한 수요 역시 꾸준히 상승하고 있다는 점을 중요하게 여겼으며, 같은 맥락 하에 폐배터리 수거와 폐배터리 재활용 물질의 효율성 측면에서 EU 배터리 지침(Directive 2006/66/EC)이 갖고 있는 한계(1. 폐배터리 수거 관리에 EU국가들의 법적 의무가 없음, 2. 폐배터리 재활용 물질에 대한 구체적인 목표 부재)를 지적했다.

 

유럽연합의회는 지금까지 배터리 지침이 긍정적인 효과를 내고 있지만 한계점을 보완해야 할 필요가 있다고 판단했으며, 같은 맥락 하에 2020년 12월 10일 새로운 배터리 규제안(Batteries Regulation)을 발표했다. 새로 발표된 배터리 규제안의 골자는 EU 시장에서 거래되는 배터리들이 수명기간동안 안전해야 함과 동시에 지속 가능(sustainable)해야 한다는 점이며 이는 유럽 그린딜(European Green Deal)의 목표를 위한 핵심이기도 하다.

 

배터리 규제안 주요 내용 정리

주요 내용

▶ EU 시장에 출시된 배터리는 전체 수명주기 동안 지속 가능하고 성능이 뛰어나며 안전해야 함 (수명이 다한 배터리는 재활용 또는 재사용하여 귀중한 원료를 경재에 다시 공급해야 함) ▶ EU 시장에 출시된 모든 배터리(산업용, 자동차/전기자동차용, 휴대용)는 2024년부터 탄소발자국*을 공개해야 함  * 상품을 생산하고 소비하는 전체 과정에서 발생하는 이산화탄소 총량 ▶ 배터리 주재료의 일정부분을 재활용 원료 사용해야 함 ▶ 2030년 1월부터 배터리에 사용하는 코발트는 12%, 리튬은 4%, 니켈은 4% 등 반드시 재활용 원료를 쓰도록 제안 (2035년 1월부터는 코발트 20%, 리튬 10%, 니켈 12%로 강화될 전망) ▶ 재료 재활용 비율을 높이기 위해 폐배터리 수거 비율도 높일 계획 (현재 수거율 45%를 2025년 65%, 2030년 70%로 높일 예정)

자료: 유럽연합의회, 뮌헨무역관 자체정리

 

독일의 배터리 재활용 관련 기업 동향

 

가까운 미래에 오토모티브 애플리케이션(Automotive application)에서 폐기되는 배터리의 수가 크게 증가할 것으로 예상되며, 유럽의 e- 모빌리티 순환시스템(제조 공정에서 나온 폐기물을 처리해서 재활용하는 시스템) 가치 사슬에 해당되는 대부분 배터리 재활용 관련 기업이 독일에 있을 것으로 예상된다. 현재 독일의 대표적인 배터리 재활용 기업들을 소개한다.

 

1. Accurec Recycling GmbH

Accurec은 혁신적인 공정 기술을 적용한 리튬 배터리 재활용의 선두주자 중소기업으로 2016년 5월 독일 중서부에 위치한 크레펠트(Krefeld)에 리튬 배터리 전용 재활용 공장을 가동했으며, 이후 리튬 이온 배터리 시장의 역동적인 발전으로 7백만 유로 이상을 투자해 2020년 7월 공장 증축 공사에 착공했으며, 2021년 봄까지 재활용 용량을 기존의 두배로 늘릴 것으로 예상된다.

동사의 리튬이온 배터리 재활용 공정의 특징은 아래와 같다

 - 각 리튬 하위 화학 물질의 일괄 처리

 - 처리 시 최고의 안전성 (발암성 니켈코발트 미세 분말이 작업장으로 배출되지 않음)

 - HF(불화수소) 배출이 없으며, 환경 유해 전해질 배출이 없음

 - 거의 0%에 가까운 가스 배출

 - 배터리 재활용 처리 공정 시 낮은 에너지소비 

Accurec Recycling GmbH의 리튬이온 배터리 재활용 공정

자료: Accurec Recycling GmbH

2. Duesenfeld GmbH

Duesenfeld GmbH는 배터리 셀 재활용 시 91%의 높은 비율로 재료를 회수하는 리튬이온 배터리 재활용 중소기업으로 자사만의 특허를 받은 기계적, 열역학 및 습식 제련 공정을 사용해 적은 에너지 소비로 가장 높은 재료 회수율을 달성하는 기업이다. 혁신적인 리튬이온 배터리 재활용 프로세스로 인해 고온 공정없이 안전하게 재활용이 가능하며, 이 기술로 인해 리튬이온 배터리 재활용 분야의 기술 리더가 되었다

Duesenfeld 배터리 재활용 프로세스

자료: Duesenfeld GmbH

3. Redux Recycling GmbH

90% 이상의 재활용 효율성과 초당 40개의 배터리를 분류하는 휴대용 배터리 재활용 분야의 글로벌 시장 리더 기업이다. 모기업인 오스트리아의 Saubermacher Dienstleistungs AG와 함께 독일 북부의 브레머하펜(Bremerhaven)에 2018년 리튬 이온 배터리 재활용 첨단 공장을 열었으며, 연간 10,000톤의 모든 유형의 리튬이온 배터리를 재활용하고 있다.

  

4. Primobius GmbH

Primobius GmbH는 호주 증권거래소 상장회사인 Australian Neometals Ltd.와 독일 민간 공장 제조업체 German SMS Group의 리튬이온 배터리 친환경 재활용 합작 투자 회사이다. 현재 독일 내 파일럿 플랜트를 설치 중에 있다.

. Primobius GmbH의 배터리 재활용 프로세스

자료: Primobius GmbH

5. BASF AG

글로벌 화학업체 BASF AG는 최근 온라인 컨퍼런스를 통해 현재 건립 중인 독일 슈바르츠하이데(Schwarzheide) 양극재 공장에 전기차 폐배터리로부터 리튬을 회수하는 파일럿 시설을 추가한다고 밝혔다. 이 공장은 2022년 가동 예정이다. 동 시설은 EU 공동이해관계 프로젝트(IPCEI)로 독일 연방정부와 브란덴부르크州로부터 1억7,500만 유로를 투자받았다.
케르스틴 쉬얼레 아른트(Kerstin Schierle-Arndt) 바스프 연구 총괄은 "리튬이온 배터리를 재활용하는 새로운 공정을 개발 중에 있으며 이 공정을 통해 배터리에 포함된 리튬을 매우 순수한 형태로 회수할 수 있다"고 말했다. 이 방식으로 재활용된 재료를 활용하면 탄소발자국을 최소 25% 줄일 것으로 예상된다고 한다. 바스프 발표는 최근 EU가 급증하는 2차 전지 수요를 저 탄소 공정과 재활용 재료를 통해 좀더 친환경적 배터리로 대체하도록 환경 규정을 제시한 시점에 나와 더 주목된다.

BASF AG 슈바르츠아이데 양극재 및 배터리 리사이클링 파일럿 공장 전경

자료: BASF AG

 

6. VW AG

폭스바겐그룹은 독일 브라운슈바익 공대(TU Braunschweig)등 10여개 파트너와 리튬이온 배터리 재활용 공정 ‘LithoRec 프로세스’를 공동개발하고 독일 잘츠기터(Salzgitter) 지역에 배터리 재활용 파일럿 공장을 건설했다. LithoRec 프로세스는 방전된 폐배터리를 해체한 뒤 알루미늄 케이스 등을 분리해 우선적으로 재활용하고 배터리 모듈을 분쇄한 뒤 흑연, 리튬, 코발트 등을 포함한 분말로 만들어 이를 하이드로매탈러지컬(Hydrometallurgical)공정을 통해 개별적인 원재료로 분리한다.

독일 잘츠기터 배터리 재활용 파일럿 공장

자료: Volkswagen AG

 

시사점  

Münster 대학의 MEET 배터리 연구 센터의 팔코 샵파커 박사(Dr. Falko Schappacher)는 인터뷰에서  “전기차 배터리의 재활용에서, 중요한 원자재의 회수는 합리적인 해체와 진행된다. 이 프로세스가 완전히 자동화된 경우에만 실제로 효율적이고 수익성이 높아진다. 따라서 배터리를 적절히 열고 분해하는 기술을 찾는 것은 오늘날 비즈니스 기회일 뿐만 아니라 효율적인 e- 모빌리티와 관련하여 중요하다. AI와 Industry 4.0을 통해 독일은 이 문제를 해결할 수 있는 좋은 위치에 있다.” 라며 독일이 앞으로 배터리 재활용에 있어 유럽 뿐만이 아닌 글로벌 리더로 자리잡을 수 있다는 의견을 밝혔다. 현재 유럽은 새로운 성장전략으로 환경정책을 내세우고 있으며 이 안에 큰 성장성을 갖고 있는 배터리 재활용에 있어 유럽 공동이해관계 프로젝트(IPCEI)를 활용하여 공격적인 투자를 아끼지 않고 있다. 한국의 배터리 제조 관련 기업들은 물론 재활용 기업들도 이 같은 기회를 잘 활용하고 EU의 정책들에 대해 적극 대비하고 준비해서 독일 시장진입에 만전을 기해야 할 것이다.

 

자료 : Eurobat.org, European Commission, Bundesregierung, BMVI, 각 기업 홈페이지, GTAI, batteriegesetz.de, 무역관 자체 자료 종합