“중국은 자국에서 발생하는 폐배터리 반출을 금지한 데다 전세계에서 발생한 물량을 굉장히 공격적으로 사들이고 있습니다. 2030년 이후 배터리 산업이 경쟁력을 갖추려면 폐배터리 공급망에 대한 정책적 지원이 필요합니다”
이달 15일 전남 광양 포스코퓨처엠(003670) 전구체 공장에서 만난 김정한 연구위원은 폐배터리 공급망의 중요성을 재차 강조했다. 전구체는 양극재의 핵심 원료다. 니켈·코발트·망간 등 원료를 녹여 반응기에서 이온화한 뒤 침전시켜서 나온 분말로 리튬 원료와 섞어 고온에서 장기간 가열하면 양극재가 된다.
포스코퓨처엠은 리사이클 원료를 활용한 전구체 제조 공법을 독자적으로 개발했다. 2020년부터 이 공법을 연구하는 국책과제를 수행했고 5년 간의 연구 끝에 지난해 말 기술 개발에 성공했다. 포스코퓨처엠은 광양에 전구체 공장을 6월부터 가동하고 있는데, 투입되는 니켈·코발트·망간 중 일부를 리사이클 원료로 대체하고 있다.
리사이클 원료를 활용한 공법의 핵심은 폐배터리를 파쇄·분쇄한 뒤 만들어지는 검은 가루 형태의 ‘블랙 매스’다. 양극재와 음극재가 혼합된 블랙 매스에는 전구체의 핵심 원료인 니켈·코발트·망간이 다수 포함돼 있다. 이에 각 원료를 반응시키는 물질을 순차적으로 투입하는 방식을 적용하면 니켈·코발트·망간의 회수가 가능해진다.
리사이클 원료 활용 공법은 기존 광물 원료를 사용할 때보다 원가 절감이 가능하다는 압도적인 장점이 있다. 아울러 중국에 치우쳐져 있는 공급망 의존 문제도 손쉽게 해결할 수 있다. 이 같은 장점 때문에 2030년부터는 리사이클 원료를 활용한 전구체가 광물 원료를 대신해 시장의 메인 스트림으로 떠오를 것으로 전망된다.
문제는 블랙 매스의 공급망이 매우 불안하다는 점이다. 전기차는 2020년 전후로 본격적으로 보급되기 시작해 폐배터리 시장이 2030년부터 본격 개화하기 시작할 수밖에 없는 점도 영향을 줬겠지만, 블랙 매스를 안정적으로 조달할 수 있는 공급망이 갖춰져 있지 않은 점이 가장 큰 문제로 지적받고 있다.
김 연구위원은 “재생 원료를 싸게 사서 만든 전구체를 팔아야 가격 경쟁력이 생긴다”며 “수요는 많은데 재생 원료 쪽 수급 문제 때문에 원료가 원활하게 공급이 안 되고 있어 블랙 매스를 비싸게 살 수밖에 없다”고 짚었다.
김 연구위원은 중국처럼 국가적인 차원에서 폐배터리 공급망을 갖추려는 노력이 선제적으로 이뤄져야 한다고 지적했다. 전기차 1위 시장인 중국은 자국 내에서 발생하는 상당한 양의 폐배터리의 반출을 금지했다. 아울러 전 세계에서 발생하는 폐배터리를 쓸어 담고 있는 것으로 알려졌다.
김 연구위원은 “유럽과 미국도 큰 전기차 시장이라 폐배터리가 많이 발생하고 있는데 그것들을 방치하면서 중국으로 넘어가는 것을 방치하고 있다”며 “배터리 광물 원료 공급망을 독점하고 있는 중국이 폐배터리 공급망도 선제적으로 장악하는 양상”이라고 말했다.
그러면서 “한국의 전기차 산업은 수출 위주라 국내에서 발생하는 폐배터리의 양은 극히 제한적”이라며 “국가 대 국가로 전기차 보급이 잘 돼 있는 다른 나라와 전략적인 협업을 통해 폐배터리의 공급망을 안정적으로 갖추려는 정책적인 지원이 절실하다”고 덧붙였다.
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