블로그

May 13, 2023

배터리는 전기차의 환경적 아킬레스건이다

스윈번대학교 전기공학과 부교수

스윈번 공과대학교 전기공학과 부교수

스윈번 공과대학교 과학, 컴퓨팅 및 엔지니어링 기술 학교 학장

스윈번 공과대학교 전기 재생 에너지 분야 석좌교수

저자는 이 기사의 혜택을 받을 수 있는 회사나 조직에서 일하거나, 컨설팅하거나, 주식을 소유하거나 자금을 지원받지 않으며, 학술 임명 외에는 관련 제휴 관계를 공개하지 않았습니다.

Swinburne University of Technology는 The Conversation AU의 회원으로서 자금을 제공합니다.

모든 파트너 보기

전기 자동차 옹호자들은 자동차가 궁극적으로 화석 연료를 사용하는 자동차보다 탄소 배출량이 적고 에너지 문제를 영원히 해결할 수 있다고 말합니다. 글쎄요, 충분히 공평합니다. 하지만 전기 자동차의 내부 층을 파헤쳐 그 구성 요소가 얼마나 지속 가능한지 살펴보면 의문이 생깁니다. 실제로 전기 자동차에 전력을 공급하는 배터리는 전기 자동차의 아킬레스건일 수도 있습니다.

배터리는 전기차에서 가장 비싼 부품이다. 배터리 팩이 손상되었거나 결함이 있거나 단순히 오래된 경우 차량이 조기에 폐기될 수 있습니다. Tesla는 "수리 가능성이 전혀 없다"고 설명되는 "구조적" 배터리 팩도 생산하고 있습니다.

이러한 배터리를 제조하려면 리튬, 물과 같은 점점 더 희소하고 귀중한 자원이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 수리, 재사용 또는 재활용이 용이하도록 설계되지 않은 경우가 많습니다. 이는 새로운 배터리와 차량을 만드는 데 사용되는 재료와 물, 에너지의 채굴에서부터 폐기된 배터리의 유해 폐기물에 이르기까지 환경에 심각한 영향을 미칩니다.

즉, '전기자동차는 정말 친환경적인가?'라는 질문에 대한 답이다. 배터리와 관련된 단점을 어떻게 관리하느냐에 따라 크게 달라집니다. 전기 자동차 배터리를 설계, 생산, 사용 및 재활용하는 방법에 대한 변화가 시급히 필요합니다. 이러한 변화를 통해 화석 연료 배출 문제를 해결하면서 다른 환경 피해도 최소화할 수 있습니다.

더 읽어보기: 전기 자동차가 광산 산업을 정화할 수 있습니다. 방법은 다음과 같습니다.

지금 이러한 문제를 해결하는 것이 중요합니다. 반면 전기 자동차는 전 세계 차량 중 작은 부분을 차지하고 있습니다. 세계 최고 수준의 노르웨이에서도 도로 위를 달리는 자동차의 20%만이 전기 자동차입니다. 호주에서는 등록된 차량 2천만 대 중 배터리로 구동되는 차량이 10만 대 미만입니다.

그러나 이미 우리는 배터리에 대한 새로운 우려와 씨름하고 있습니다. 전기차에 탑재되는 리튬 배터리의 성능은 소유자의 운전 습관에 따라 6~10년 내에 전체 용량의 70~80%로 저하될 수 있습니다. 그 시점에서 배터리는 차량의 주요 에너지원으로 거의 신뢰할 수 없습니다. 고속 충전을 반복하면 배터리 성능이 더 빨리 저하될 수 있습니다.

전 세계적으로 약 525,000개의 배터리가 2025년까지 차량에 전원을 공급하는 데 사용 가능한 수명이 다하게 됩니다. 이 숫자는 2030년까지 100만 개 이상으로 치솟습니다.

더 읽어보기: 전기 자동차 배터리를 재활용할 수 있나요?

그러나 리튬 배터리의 전체 수명은 20년입니다. 즉, 차량에서 배터리의 유용성이 끝났다고 해서 반드시 배터리를 폐기해야 하는 것은 아닙니다. 이러한 폐기된 배터리는 다른 용도로 많이 사용될 수 있습니다.

그렇다면 폐기된 배터리의 용량은 얼마나 될까요? 예를 들어, 용도가 변경된 Chevrolet Volt 배터리 5개로 구성된 에너지 저장 장치는 5채의 주택에 대한 2시간의 피크 사용 에너지 수요를 충족할 수 있습니다. 이 수치는 Chevrolet Volt의 에너지 용량의 3배에 달하는 Tesla Model 3 배터리의 경우 더욱 매력적입니다.

이는 폐기된 배터리에서도 여전히 사용할 수 있는 엄청난 용량입니다. 그렇다면 그것을 사용하는 것은 어떨까요?

그리고 배터리의 유효 수명이 끝나면 배터리를 만드는 데 사용된 대부분의 원자재를 회수할 수 있습니다. 리튬, 니켈, 코발트, 구리 등 유가금속의 95% 이상을 추출할 수 있습니다. 유럽연합(EU)은 이미 전기차 배터리의 재활용 가능 중량을 50% 이상으로 규정하고 있으며, 2025년에는 65%로 늘릴 예정이다.