[사이언스온고지신]탄소중립을 위한 전기차와 배터리 전과정 탄소저감

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우중제 한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터장
<우중제 한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터장>

초강력 폭우·홍수·폭염·산불 등 이상기후 현상이 세계 곳곳에서 나타나고 있다. 최근 서유럽에서 발생한 폭우와 홍수로 인해 200여명이 사망했고 미국은 살인적 폭염과 산불로 큰 피해를 입었다. 우리나라도 이른 열대야와 역대급 폭염으로 인해 어려움을 겪었다. 이러한 이상기후는 지구온난화와 밀접한 관계가 있다. 최근 발표된 기후변화에 대한 정부 간 협의체(IPCC) 보고서를 보면 인간 활동에 의해 배출된 이산화탄소가 지구 온도를 상승시키는 주된 원인인 것을 알 수 있다.

탄소중립은 지구온난화 주요 원인인 이산화탄소 배출을 줄이고 산림 등에 의해 흡수되거나 탄소포집기술로 제거되는 양을 늘려 실질적인 탄소 누적량이 0이 되는 것을 목표로 하는 개념이다. 지구 온도가 산업혁명 전 대비 1.5도 이상 높아지면 심각한 기후문제가 일어날 것으로 예상되며 온도상승을 1.5도 이하로 억제하기 위해 2050년까지 탄소중립을 이뤄야 한다.

다양한 국가들은 탄소중립을 위해 친환경 자동차 보급 확대를 추진하고 있다. 유럽연합 탄소배출 감축 계획에 따르면 2035년부터 내연기관 엔진 자동차 판매를 금지할 예정이며 서울시도 2035년부터 내연기관차 등록을 불허할 계획이다. 또 우리나라와 미국, 독일, 중국 등 여러 국가에서 친환경차 구매 시 보조금 및 세제 혜택을 지원하고 있다.

대표적인 친환경 자동차인 전기차는 주행 중 이산화탄소를 배출하지 않는다. 그러나 전기차 생산, 사용, 폐기 등 전 과정을 고려하면 내연기관차 대비 30~70% 이산화탄소를 배출하는 것으로 알려져 있다. 특히 충전을 위한 전기를 생산하는데 화석연료를 사용할 경우 많은 탄소가 배출된다. 국제클린운송위원회(ICCT)는 화석연료를 사용하지 않고 재생가능 에너지만 사용해 전기차를 충전할 경우 이산화탄소 발생량을 내연기관차 대비 20% 수준까지 줄일 수 있는 것으로 분석했다.

차량 생산과정을 보면 전기차는 내연기관차 대비 약 1.2배 많은 이산화탄소를 배출한다. 상대적으로 높은 탄소 배출은 배터리에서 기인하며 전기차용 배터리(70㎾h) 한 대를 생산하는데 약 4.2톤 이산화탄소가 발생하는 것으로 알려져 있다. 국제에너지기구(IEA)는 2030년 세계 배터리 수요가 약 1.6TWh에 달할 것으로 전망하고 있으며 해당 물량의 배터리를 생산함에 따라 약 9600만톤 이산화탄소가 발생할 것으로 예상된다.

사용기한이 만료된 폐배터리 처리도 중요한 이슈다. 에너지경제연구원은 전기차 시장의 급격한 성장으로 인해 2029년 국내 8만대 폐배터리가 발생할 것으로 예상했다. 폐배터리는 폭발위험이 있고 유해화학물질을 포함하고 있어 단순 폐기 처리가 불가하다. 특히 우리나라는 배터리 원료에 대한 수입의존도가 매우 높아 재활용 처리를 통해 폐배터리로부터 유가금속을 회수해야 한다. 그러나 일반적인 폐배터리 재활용 기술은 자연에서 금속을 채취하는 공정보다 38~45% 에너지를 더 소모하고 그 결과 16~20% 더 많은 이산화탄소를 배출하는 것으로 알려졌다.

지난 7월 8일, K-배터리 발전전략을 통해 정부는 전기차와 배터리를 탄소중립과 한국 경제 선도를 위한 핵심 동력으로 강조했다. 파격적 투자 인센티브, 차세대 배터리 기술 확보, 폐배터리 재활용 활성화 등 전 과정을 아우르는 포괄적 지원을 발표했다. 정부 지원과 산·학·연 협력을 통해 전기차와 배터리의 생산, 사용, 재활용 등 전 과정에서 탄소배출을 줄이는 혁신적인 기술을 개발하고 세계시장을 선도하는 성과를 이루기를 기대한다.

우중제 한국에너지기술연구원 광주바이오에너지연구개발센터장 wooj@kier.re.kr