기아, 전기차 폐 배터리 에너지 저장소로 활용
2022-09-08
전기차가 지닌 또 하나의 숙제, 폐 배터리 문제를 해결하기 위한 제조사들의 노력이 가속화되고 있다. 최근 기아자동차는 폐 배터리를 건물의 전력 공급 시스템으로 사용하는 ESS로 해결 방안을 모색하고 있다.
전기차가 안고 있는 숙제는 여전히 남아 있다. 배터리를 값싸게 공급하는 것도 숙제지만, 다 사용한 후 어떻게 처리할 것인가도 중요한 숙제로 떠올랐다. 우선 폐 배터리는 폐기가 쉽지 않다. 희토류를 되살리는 것 만큼이나 포함된 중금속을 안전하게 처리하는 것도 중요한 숙제다. 그래서 최근 전기차 제조사들은 폐 배터리를 어떻게 활용할 것인지에 대한 고민에 빠져있다.
현재 두 가지의 해결 방안이 떠올랐는데, 그 중 하나는 폐 배터리를 물리적 또는 화학적으로 분해해 배터리 안에 포함된 원료를 다시 새 배터리를 생산하기 위한 소재로 재활용하는 것이다. 이 분야에서 주목할만한 회사는 폭스바겐그룹이다. 폭스바겐그룹은 이미 폐 배터리 재활용을 위한 시범 공장을 설립했다. 이곳은 연간 약 3,600개 가량의 배터리를 분해할 수 있으며, 12,000톤 정도의 원료를 얻을 수 있는 것으로 알려졌다.
다소 까다로운 방식을 활용하고 있는데 위에서 소개한 물리적 분쇄 후 화학적으로 각각의 원료별로 분류한 다음 이를 선별해 정제하는 것이다. 이 과정을 거치면 90% 이상의 원료를 재활용할 수 있다고 한다. 그리고 여기서 얻을 수 있는 원료로는 리튬, 망간, 코발트 등이 있다. 모두 희귀 원료로 현재 리튬이온 배터리를 제작하는데 꼭 필요한 원료들이다.
이를 폭스바겐그룹은 가치사슬 폐쇄루프라고 부른다. 원료의 채굴부터 정제, 생산, 폐기, 재활용에 이르는 완벽한 순환 구조를 만든다는 것이 이들의 목표다. 이렇게 폭스바겐그룹처럼 전기차의 폐 배터리를 다시 배터리 원료로 활용하려는 시도가 있는 한편, 다른 쪽에서는 새로운 활용 방안을 모색하는 경우도 있다.
바로 ESS다. ESS는 Energy Storage System의 약자로 말 그대로 에너지 저장 장치라는 뜻이다. ESS는 현재 전력 인프라에서도 많이 쓰이는 장치다. 예를 들어 발전소에서 생산한 잉여 전기를 저장해두었다가 필요할 때 내보내는 것도 ESS이며, 대규모 플랜트의 경우 정전에 의한 생산 차질을 방지하기 위해 심야 전력과 같은 비교적 값싼 전기를 ESS에 저장했다가 필요할 때 꺼내 쓰는 방식을 활용한다.
따라서 ESS는 어떤 방식으로든 전기를 저장해야 하는데 배터리 이외에는 현실적인 대안이 없는 것도 사실이다. 그래서 자동차 회사들 중 일부가 여기에 주목했다. 폐배터리를 활용해 ESS를 제작, 공급한다는 것이다. 최근 기아자동차는 독일의 국영 철도공사인 도이체반(이하 DB)와 손잡고 노후화된 EV 배터리를 ESS로 공급할 것이라 밝혔다.
배터리 SOH가 약 80km 이하로 남은 경우 폐기 대상으로 보는데, 기아 자동차도 이 단계에 접어든 배터리는 더 이상 EV용으로 활용할 수 없다고 판단했다. 하지만 여전히 배터리로써의 가치는 남아 있기 때문에 이를 하나의 패키지로 구성해 에너지 저장 장치로 만든다는 것이다.
현재 테스트를 위해 독일 현지의 기아차 딜러사들에게 폐 배터리를 수집했으며, 이를 DB에 전달했다. DB는 수집된 폐배터리 운송을 담당한다. 수집된 폐 배터리는 모듈 단위로 해체됐으며, 24개의 모듈을 하나의 시스템으로 구성해 총 3개의 랙을 제작했다. 제작된 ESS는 DB가 지원하는 스타트업 기업인 앙코르(Encore)를 통해 베를린의 EUREF 캠퍼스에 전달됐다.
EUREF 캠퍼스는 베를린에 새롭게 조성되고 있는 스마트 시티 시범 지역에 위치한 복합지구로 고전적인 건물을 훼손하지 않고도 스마트한 기능을 활용할 수 있도록 설계됐다. 이미 2012년 104톤의 이산화탄소를 절감했으며, V2G를 활용해 연간 120만km의 전기차 운행이 가능한 수준의 전력을 재생에너지로 공급하는 것이 목표라고 전해진다.
이곳에 제공된 기아자동차의 ESS는 전기차 제조기업들이 폐 배터리 문제에 어떻게 대응해야 하는지 보여주는 좋은 사례라 할 수 있다. 이 프로젝트를 진행하면서 기아자동차는 수명이 다한 배터리의 처리 문제에 관한 책임있는 행동을 할 것이라 발표했다. 비단 기아자동차 뿐만 아니라 향후 전기차를 제조 생산하는 기업들 모두는 이와 같은 배터리 처리 문제에 보다 적극적인 관심과 실천을 보여야 할 것이다.
