2021.08.03 현대자동차그룹
전기차 폐배터리의 가치를 높이는 재활용 솔루션, UBESS
전기차 수요가 증가하면서, 늘어나는 폐배터리에 대한 관심이 높다. 전기차에서 수명을 다한 배터리를 에너지저장장치(ESS, Energy Storage System)로 재활용하는 UBESS(Used Battery Energy Storage System)에 대해 알아봤다.
전기차 폐배터리가 신재생에너지의 미래가 된다? 배터리 산업전망부터 ESS, UBESS까지 한 번에 알아보기
세계적으로 전기차 비중이 급격히 늘고 있다. 블룸버그 NEF(New Energy Finance)의 전망에 따르면, 전 세계 전기차 판매량은 연 29% 수준으로 성장해 2030년 약 3천만 대에 이르게 된다.
이에 따라 수명을 다한 전기차 배터리의 활용 방안에 대한 관심도 높아지고 있다. 친환경차로 손꼽히는 전기차의 핵심 부품, 배터리도 재활용이 가능할까? 폐배터리 활용의 친환경 솔루션이 될 UBESS 기술과 전망을 알아봤다.
급격히 증가하는 친환경차 폐배터리
전기차 배터리의 사용 주기는 보통 7~10년으로, 초기 용량 대비 70% 수준 이하가 되면 주행거리가 감소하고 충전속도가 저하돼 교체가 필요하다. 환경부에 따르면 2030년 연간 폐배터리 배출 개수는 약 11만 개, 전체 누적 개수는 약 42만 개에 달할 것으로 본다.
가정에서 다 쓴 건전지를 분리배출해야 하는 것처럼, 자동차용 폐배터리 또한 일반 쓰레기와 분리하여 처리해야 한다. 자동차용 배터리는 니켈, 리튬, 코발트, 망간 등의 금속류와 폴리머 전해질로 구성되어 있어 일반 쓰레기와 함께 매립할 경우 토양·지하수를 오염시킬 수 있고, 소각할 경우에는 폭발이나 유해가스를 방출할 수 있다. 따라서 새로운 활용처가 필수적이다.
전기차에서 나온 폐배터리, 에너지저장장치(ESS)가 되다
전기차에서 사용이 끝난 배터리 내부에는 에너지를 충분히 저장할 수 있는 용량이 아직 남아 있어 최소 3년~최대 10년까지 활용이 가능하다. 이러한 배터리의 잔여 용량을 활용할 수 있는 대표적인 방안이 ESS(Energy Storage System)다.
폐배터리 여러 개를 활용해 ESS 설비를 구축한 다음 전력을 저장해두면 가정, 빌딩, 공장 등에서필요로 할 때 안정적인 전력 공급이 가능하다. 이 경우 신재생에너지의 단점 또한 보완할 수 있다. 태양광, 풍력 등의 재생에너지는 자연으로부터 에너지를 생산하는 방식이다 보니 전기를 규칙적으로 생산하는 데 한계가 있다. 이때 ESS를 함께 활용하면 전기 공급을 안정화할 수 있다. 실제로 ESS와 재생에너지를 연계한 설비 조합이 전력 시장에서 새롭게 주목을 받고 있다.
배터리 재활용 시장 전망과 현대자동차그룹의 UBESS 로드맵
2019년 기준 전기차 배터리 재활용 시장 규모는 약 1.6조 원이며, 2030년에는 약 20조에 이를 것으로 예상된다. 실제로 주요 선진국들은 폐배터리 재활용 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 국내에서도 정부와 기업 차원에서 규제 개선과 기술 개발을 위해 노력하고 있다.
현대자동차그룹은 사용 후 배터리로 에너지저장장치를 만드는 UBESS 로드맵을 수립하고, 향후 생산할 배터리팩 형상을 고려한 기술 개발 및 제품군 확보에 앞장서고 있다. 새 배터리가 아닌 사용이 끝난 단계의 배터리로 ESS를 만들기 위해서는 배터리 상태 진단이 매우 중요하다. 이를 위해 현대자동차그룹은 배터리의 성능과 수명을 평가하고 예측하는 기술을 개발 중이다.
또한 국내외 에너지 기업과의 협업을 통해 친환경 선순환체계를 구축하며 적극적인 활동을 펼치고 있다. 2018년에는 세계적인 에너지그룹 핀란드의 바르질라(Wartsila)와 파트너십 계약을 맺고, 한국수력원자력, OCI, 한화큐셀 등 기업과 ESS 활용 방안에 대한 MOU 및 기술 체결을 진행하기도 했다.
ESS와 재생에너지를 연계한 발전사업의 실증도 활발히 진행하고 있다. 현대자동차 울산 공장에 2MWh 규모의 ESS를 설치하고, 태양광으로 들어오는 전력을 저장했다가 필요 시에 전달하는 체계를 구축해 운전 중이다. 2MWh는 4인 가족 5가구가 한 달 이상 사용 가능한 전력량이다.
현대자동차그룹은 재사용 배터리와 관련 부품의 원활한 공급이 가능하며 공장, 건설현장, 전기차충전소 등 그룹 내 인프라를 통해 사전 검증 및 성능 시험이 가능하다는 점에서 앞으로 UBESS 시장에서 활발한 활동을 펼칠 것으로 기대된다. 또한 친환경 선순환체계를 구축함으로써 그룹사 간에 시너지를 낼 수 있을 것으로 전망된다.
다가올 전기차 시대, 진정한 탄소중립을 실현하는 핵심 기술이 될 UBESS, 신재생 에너지의 미래가 될 UBESS에 주목해보자.