[박시언의 시사/과학 칼럼] 미래를 위한 전기차? 미래를 대비하는 전기차로

과연 전기차는 친환경적인가

요즘 자동차의 배기가스로 인한 지구온난화의 환경문제를 개선하기 위해 전기차가 새로운 해결방안으로 대두되고 있다. 기존의 석유 자동차는 석유를 원료로 배기가스가 배출되면서 지구 환경 문제의 주범으로 간주하고 있다. 전기차는 과연 친환경적인가? 라는 의문을 가지게 되었다. 현재 개발된 전기차는 리튬이온배터리를 이용하기 때문에 배기가스를 배출하지 않아 국가에서 전기차의 보급률을 늘리기 위해 국가, 지방자치단체가 나서 보조금을 지급하고 있으며, 이로 인해 전기차의 보급현황은 해마다 지속 상승하고 있다.

 

 

또한 전기차는 다양한 장점이 있다. 정책적으로 통행료 및 주차료 감면의 혜택이 있으며, 저렴한 전기료와 엔진 오일 등이 필요하지 않기 때문에 유지비가 적게 든다. 하지만 단점으로는 전기차 보급률이 낮아 충전소가 부족하며, 충전 시간이 오래 걸리고, 시간이 지날수록 배터리 성능이 떨어지며, 배터리 특성상 겨울철에는 효율성이 떨어지는 점이 있다. (참고:https://blog.naver.com/doohan500/221325943873)

 

전기차의 핵심은 리튬이온배터리이며, 리튬이온배터리는 휴대전화 배터리리로도 사용되는 등 실생활에서 흔히 사용되고 있다.리튬이온배터리는 액체 전해질을 사용하는 방식이라 가볍고 고효율로 다양한 제품에 사용되고 있으나, 열화 작용이 발생하여 온도에 민감하여 겨울철에는 운행하지 않아도 배터리 손실률이 20~30%가 되며, 폭발사고의 위험이 있으며 수명이 짧다는 단점을 지니고 있다. 휴대전화가 2년이 되면 배터리 수명이 짧아지듯이 전기차에 들어가는 대용량 리튬이온배터리의 수명은 10년 전후로 알려져 있다. 현재 리튬이온배터리를 사용하는 전 세계 전기차 판매 대수는 2025년 1,000만 대를 넘길 것으로 예상되며, 국내 전기차 판매량도 내년에 누적 전기차 판매량이 10만대에 이를 것으로 전망되고 있다.

 

에너지경제연구원에 따르면 2029년 전기차에서 나온 폐리튬이온배터리가 국내에서만 약 8만 개에 이를 것으로 내다봤다. 현재에는 이러한 수명이 다한 리튬이온배터리의 처리 방법이 아직 개발되어 있지 않아 새로운 환경문제로 이어질 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 수명이 다해 성능이 떨어진 리튬이온배터리를 재사용과 재활용으로 처리하는 방법이 대두되고 있다. 재사용은 전기차에 사용된 배터리를 해체하거나 분해하지 않고 그대로 다른 장치에 사용하는 것을 말한다. 에너지저장시스템(ESS) 등 전기차보다 비교적 전기에너지 출력 요구치가 낮은 장치에 활용될 수 있다. 재활용은 폐배터리를 완전 분해하고 전지에 사용된 고분자나 플라스틱, 금속 등 값비싼 소재를 추출해 다시 리튬이온배터리 제조에 활용하는 것을 말하는데, 현재 사용되고 있는 방법은 일부 수작업으로 직접 전지 팩과 셀까지 잘라내 재활용 가능한 소재를 추출하는 방법이다. 금속류 소재들은 고열을 이용해 잉곳(주괴·금속을 한 번 녹인 다음 굳힌 것)으로 추출한다. (인용: https://dongascience.com/news.php?idx=32243)

 

또한 새로운 배터리로 전 고체 배터리를 사용할 수 있다. 전 고체 배터리는 고체로 된 전지를 사용하기 때문에 온도 변화에 따른 폭발이나 발화의 위험성이 없고, 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 차세대 전지로 주목받고 있다. 그리고 전기차 배터리 충전 시간을 획기적으로 줄일 수 있다. (참고: https://blog.naver.com/tears1124/221962161619)

 

현재의 리튬이온배터리 방식의 전기차는 전기차 발전의 과도기라고 볼 수 있다. 리튬이온배터리의 단점을 해결하고, 앞으로 있을 폐배터리의 처리 문제를 해결하여 새로운 배터리의 개발, 그리고 개발과정에서 폐배터리의 처리까지 생각하는 친환경적 배터리를 생산할 수 있도록 해야 한다. 이러한 과정을 통해서 진짜로 지속 가능한 발전이 가능한 친환경 전기차가 나올 수 있기를 기대한다.

 

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