‘폐배터리서 배터리 캐낸다’… ‘노다지’ 된 2차전지 재활용[자동차]

■ 글로벌 시장 2040년 263조… 국내 업체들 잇단 진출
LG엔솔, 中화유코발트 손잡아
중국 메탈처리 공장 내년 가동
SK이노, 리튬회수 특허 54건
2025년 첫 상업공장 가동 목표
삼성SDI, 재활용순환체계 구축
원자재 회수해 다시 배터리 제조

게티이미지뱅크

전기차 보급이 본격화하면서 폐배터리 재활용 시장이 새로운 성장동력으로 급부상하고 있다. 시장조사업체 SNE리서치는 글로벌 배터리 리사이클링 시장이 연평균 17%씩 성장해 오는 2040년에는 2089억 달러(약 263조 원) 규모로 커질 것으로 전망했다. 국내 업체들도 이런 흐름에 맞춰 대규모 투자 계획을 발표하는 등 폐배터리 재활용 시장 진출을 속속 선언하고 나섰다.

21일 배터리 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 지난 8일 중국 1위 코발트 생산업체인 화유코발트와 손잡고 배터리 리사이클 합작법인(JV)을 설립했다고 발표했다. 양 사는 신규 합작법인을 통해 배터리 생산과정에서 나오는 폐기물인 스크랩(Scrap)과 수거된 폐배터리 등에서 핵심 원재료인 니켈, 코발트, 리튬 등을 추출할 계획이다. 이를 위해 중국 장쑤(江蘇)성 난징(南京)시와 저장(浙江)성 취저우(衢州)시에 각각 스크랩을 처리하고 폐배터리를 가공하는 전(前)처리 공장과 재활용 메탈을 처리하는 후(後)처리 공장을 세우기로 했다. 올해 안에 공장 건설을 시작할 예정이며 예상 가동 시기는 내년 말이다.

LG에너지솔루션 관계자는 “신규 합작법인이 생산하는 메탈은 이후 양극재 생산과정을 거쳐 최종적으로 LG에너지솔루션의 난징 배터리 생산공장에 공급될 예정”이라며 “이번 합작법인 설립으로 자원 선순환을 통해 핵심 원재료를 안정적으로 공급받을 수 있게 됐다”고 말했다.

SK이노베이션은 ‘배터리에서 배터리를 캔다’는 목표 아래 지난 2017년부터 수명이 다한 리튬이온 배터리에 포함된 리튬을 수산화리튬 형태로 회수하는 기술을 개발해 왔다. 관련 특허도 54건 출원한 상태다. 지난해 12월 상업화 가능성 검증을 위한 데모플랜트(Scale-up pilot plant)를 대전 환경과학기술원 내에 준공해 현재 가동 중이며, 성일하이텍과 함께 국내 첫 번째 상업공장을 2025년 가동을 목표로 건설할 계획이다.

회사 관계자는 “SK이노베이션의 기술로 회수한 수산화리튬은 전기차용 배터리에 사용 가능한 수준의 높은 순도를 가지고 있을 뿐 아니라, 회수율 역시 업계 최고 수준”이라며 “현재 투자환경을 고려해 첫 번째 공장을 한국에 건설하고, 향후 적절한 시점에 미국·유럽 등 해외 공장 증설도 추진할 계획”이라고 말했다.

삼성SDI는 지난 2019년 충남 천안과 울산공장에 배터리 핵심 원자재를 회수하고 이를 배터리 제조에 재활용하는 재활용 순환(Closed-Loop) 체계를 구축했다. 또 오는 2025년까지 재활용 순환체계를 전 세계 생산 거점으로 확대 적용할 계획이다. 재활용 순환체계는 크게 공정 스크랩과 폐배터리를 통한 광물 원자재 회수로 나뉜다. 제품 생산 과정 중에 발생한 스크랩에서 광물 원자재를 회수하기 위해 외부 전문 업체와 협력해 코발트, 니켈, 리튬 등을 추출하고 있다. 최종 소비자가 사용 후 폐기한 배터리에서 광물 원자재를 회수하기 위해 완성차 제조사와 협력해 폐배터리 회수체계도 구축할 예정이다. 삼성SDI는 폐배터리 재활용 전문업체인 성일하이텍의 지분(8.79%)도 보유하고 있다.

삼성SDI는 배터리 리사이클링을 통한 자원 회수 확대를 위해 2022년 5월 연구소에 폐배터리 재활용 관련 연구를 전담하는 ‘리사이클 연구 Lab’을 신설했다. 이 연구소는 배터리 소재 회수율 향상 및 친환경 소재 회수 기술 개발을 위해 연구를 진행하고 있으며, 파트너사와의 기술 협력 및 산학 협력을 통한 리사이클링 신기술 개발도 추진 중이다. 이를 통해 코발트, 니켈, 리튬 등 배터리 핵심 원자재의 재활용 비중을 지속해서 확대할 예정이다.

포스코홀딩스는 지난 2021년 5월 화유코발트와 리사이클링 전문회사인 ‘포스코HY클린메탈’을 설립하고, 지난달 전남 율촌산업단지에 포스코HY클린메탈의 2차전지 리사이클링 공장을 준공했다. 2차전지 리사이클링 공장은 연간 블랙파우더 1만2000t을 처리해 니켈(2500t), 코발트(800t), 탄산리튬(2500t) 등 2차전지 소재의 원료가 되는 금속 자원을 회수할 수 있다.

회사 관계자는 “리사이클링 사업을 지속해서 확대해 기업의 사회적 책임에 앞장서고 동시에 2차전지 소재 원료 경쟁력을 확보해 나가겠다”고 말했다.

장병철 기자 jjangbeng@munhwa.com