廢水 없는 廢배터리 再活用 技術 商用化하는 ‘에코알엔에스’
小型 배터러 再活用 위해 開發…電氣車 市場 커지며 關心度 增加
濕式 博識에 비해 空間 적게 차지…處理 物量 늘어도 工場 增設 쉬워
글로벌 電氣車 廢車 本格化 豫想…“來年 量産 成功 後 世界 市場 進出”
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배터리에서 리튬은 核心 物質이다. 韓國이 잘 만드는 삼원계(NCM·니켈-코발트-망간) 배터리와 中國이 많이 生産하는 리튬燐酸鐵(LFP) 배터리는 모두 리튬 이온 배터리 系列이다. 리튬을 基礎로 만들어진다는 意味다. 리튬을 確保하기 위한 企業과 國家 間 競爭은 繼續 熾烈해지고 있다.
釜山에 있는 에코알엔에스(류상훈 代表理事·44)는 特許받은 技術을 活用해 廢배터리에서 리튬을 抽出하는 스타트業이다. 旣存 廢배터리 再活用 企業들은 廢水가 同伴되는 濕式 工程을 利用하는데 이 會社는 廢水가 없는 乾式 方式을 쓴다. 濕式 工程은 廢배터리에서 나온 검은 가루(블랙 파우더)를 剛한 酸性 物質(黃酸이나 窒酸)에 녹여서 抽出하는데, 抽出 後 남는 廢水는 時間과 돈을 들여 別途로 處理해야 한다. 에코알엔에스는 廢배터리에서 나온 검은 가루에 二酸化炭素를 直接 結合시켜 리튬(炭酸리튬과 수酸化리튬)을 抽出한다.
9日 釜慶大 용당캠퍼스에 있는 에코알엔에스의 硏究室에서 만난 流 代表는 “廢水는 一切 나오지 않고, 設備도 旣存 濕式 公正의 10分의 1 水準으로 簡便하다”고 했다. 流 代表는 二酸化炭素까지 줄여주는 이 技術을 부경대學校技術持株會社로부터 移轉받아 2020年 廢배터리 再活用 事業에 뛰어들었다. 現在 硏究室에서 만든 리튬은 販賣까지 할 수 있을 程度로 技術力을 쌓았다. 陽傘을 위해 올해 年末까지 年間 6000t의 原料를 處理할 수 있는 工場을 짓는 計劃을 推進하고 있다.
류상훈 에코알엔에스 代表理事가 9日 釜慶大 용당캠퍼스 硏究室에서 탄산리튬을 結晶化시키는 過程을 說明하고 있다. 廢水가 나오지 않는 公正이어서 硏究室에서 리튬을 抽出하고 있다. 釜山=허진석 記者 jameshur@donga.com
● 廢水 生成 없이 實驗室서 리튬 抽出
9日 찾은 釜慶大 용당캠퍼스 內에 자리한 에코알엔에스의 硏究室은 石炭 같은 검은 가루들이 곳곳에 흩어져 있었다. 再活用의 原料인 ‘블랙 파우더’ 痕跡들이다. 검은 가루를 반응로에 넣으면 탄산리튬이 含有된 검은 가루가 나오고 이를 蒸溜水에 녹인 後 結晶化 過程을 거치면 LFP 배터리 製造 工程 等에 쓰이는 탄산리튬이 만들어진다. 別途 工程을 追加하면 삼원계 배터리 製造에 쓰이는 水酸化리튬이 나온다. 蒸溜水는 再活用에 使用한다. 김문성 硏究員은 “藥 60kg의 原料를 넣으면 10kg 程度의 탄산리튬이 나온다”고 했다.
에코알엔에스의 技術은 旣存 濕式에 비해 훨씬 單純한 公正과 敵은 設備로 리튬을 抽出할 수 있는 것이 特徵이다. 流 代表는 “탄산리튬 生産을 基準으로 했을 때 製造原價는 約 30%, 設備投資에서는 40%假量 더 經濟的”이라고 했다. 濕式은 乾式에 비해 公正이 더 複雜하고, 原料를 녹이는 데 쓰이는 溶液(黃酸) 부피가 原料의 10倍나 돼 設備 面積도 그만큼 더 必要하다. 流 代表는 “電氣車의 增加로 向後 再活用 處理 物量이 늘어날 때 工場 設備를 增設할 때도 건식이 유리하다”고 했다.
에코알엔에스 硏究室에서 生産한 흰色의 炭酸리튬과 原料인 ‘블랙 파우더(검은 가루)’다. 釜山=허진석 記者 jameshur@donga.com
리튬 抽出 過程에서 쓰이는 二酸化炭素를 發電所에서 排出되는 것을 바로 活用할 수도 있다. 昨年 4月 GS에너지의 投資를 받기 前 仁川의 한 熱倂合發電所 한 곳에서 리튬 抽出 設備를 連結해 탄산리튬을 製造하는 實證試驗에 成功했다. 탄산리튬 1t을 만드는 데 二酸化炭素 1.2t 程度가 消耗되기 때문에 그만큼의 包집 效果가 있다. 流 代表는 “乾式 工程을 硏究 中인 곳이 몇몇 있지만 우리처럼 二酸化炭素를 捕執하는 效果까지 있는 技術을 가진 곳은 없다”며 “廢배터리 再活用과 二酸化炭素 包집을 同時에 함으로써 炭素 中立을 앞당길 수 있을 것”이라고 했다.
지난해 1月 仁川 松島新都市에 冷暖房을 供給하는 仁川綜合에너지에서 二酸化炭素 包집 兼 리튬 抽出을 實證試驗하는 모습. 에코알엔에스 提供
效率이 좋은 리튬 抽出 外에 니켈이나 코발트 抽出 技術에 關한 特許도 登錄하고 技術 水準을 높이고 있다. 現在 狀態로도 事業化하는 方案은 있다. 流 代表는 “旣存 濕式 工程은 리튬 抽出에 어려움이 있기 때문에 우리가 먼저 리튬을 抽出하고 남은 가루를 濕式 工程으로 보내는 協業을 하면 國內에서 니켈과 코발트까지 完全하게 抽出할 수 있다”고 했다.
最近 테슬라가 中國 企業들에 大量 注文을 하면서 LFP 배터리에 對한 關心이 커지고 있다. 이 배터리에서는 리튬이 經濟的 價値가 가장 크기 때문에 에코알엔에스의 技術을 適用하기 더 좋다.
● 携帶電話 배터리 再活用하려 技術 開發
王제필 釜慶大 工大學長 兼 工學硏究院腸(金屬工學 專攻)
二酸化炭素를 活用해 廢배터리에서 리튬 니켈 코발트 等을 抽出하는 技術은 王제필 釜慶大 工大學長(金屬工學 專攻)李 2016年 特許 登錄한 技術이다. 에코알엔에스의 硏究所長을 맡고 있는 王 敎授는 “特許를 出願할 2014年만 해도 電氣車는 念頭에 두지 못했고 노트북PC와 携帶電話 等에 쓰이는 삼원계 배터리의 再活用을 위해 開發하게 됐다”고 했다. 濕式 工程 技術은 있었지만 廢水 發生으로 인한 環境 規制 때문에 向後 工場 增設에 問題가 있을 것 같아 새로운 技術을 開發하게 됐다.
그는 “무엇보다 리튬이나 니켈, 코발트 等의 鑛物이 國內에서는 나오지 않는데, 제대로 再活用되지 않고 버려지는 것이 너무 아까웠다”고 했다. 技術 開發을 위해 當時 國內 배터리 製造 大企業의 門을 두드렸지만 當時에는 리튬이나 니켈, 코발트의 價格이 只今의 5~10% 水準으로 낮은 때여서 支援을 받지 못했다. 王 敎授는 “當時는 리튬 等의 鑛物이 비싸지도 않았고 求하기 어려운 것도 아니어서 再活用 技術 開發의 需要가 크지 않았다”고 했다.
王 敎授는 “國內에는 없는 核心 鑛物들이니 親環境的이고 效率的인 技術을 開發해 두면 언젠가는 쓰일 것이라는 마음으로 國策 硏究課題로 提案해 技術 開發에 成功했다”고 했다. 特許를 먼저 登錄하고 學界에 論文으로도 發表했다. 以後로도 한참 동안은 리튬 等의 價格이 비싸지 않아 注目받지 못하다가 3~4年 前부터 核心 鑛物 價格이 오르고 炭素中立 이슈까지 겹치면서 關心을 받게 됐다. 여러 企業에서 技術 購買 問議가 있었지만 스타트업을 통해 事業化하는 方案을 擇했다. 그는 “技術力을 알아본 投資 企業이 事業을 運營할 經營者 等을 잘 連結해줬고, 같은 大學 空間에 會社를 둘 수 있어 事業化에 容易할 것으로 判斷했다”고 했다.
區分
| 2025年
| 2030年
| 2035年
| 2040年
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廢車臺數(大)
| 56萬
| 411萬
| 1784萬
| 4227萬
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廢배터리 再活用 市場(怨)
| 39兆5600億
| 70兆8000億
| 126兆3700億
| 230兆1400億
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● “2030年 70兆 원 市場…모든 배터리 再活用 技術 開發할 것”
流 代表는 液體貨物을 保管 運送하는 釜山탱크터미널의 代表理事도 맡고 있지만 現在는 에코알엔에스에 業務 時間의 大部分을 쏟고 있다. 연세대 化學과 卒業 後 家業을 잇기 위해 入社했고, 事業에 익숙해지면서 親環境 分野의 새로운 事業에 挑戰한 것이다. 創業企劃保育企業인 仙步엔젤파트너스의 紹介로 王 敎授를 만나 事業化 計劃과 方向을 說明하며 共同 創業을 說得했다. 流 代表는 “2020年 創業 當時만 해도 이렇게 빨리 陽傘工場까지 計劃할 줄은 몰랐다”며 “電氣車 需要가 갑자기 늘면서 商用化 速度도 빨라지고 있다”고 했다. 硏究員과 管理 人力들은 大部分 大企業에서 廢배터리 再處理 플랜트를 만들어 본 經驗이 있는 이들이다.
에너지 市場調査 專門企業 SNE리서치에 따르면 글로벌 廢배터리 再活用 市場은 2025年 約 40兆 원, 2030年 約 70兆 원으로 展望된다. 에코알엔에스는 來年부터 本格的인 生産을 始作한 뒤 2028年 글로벌 進出을 計劃하고 있다. 流 代表는 “아직 갈 길이 멀다”면서도 “量産을 安定化시키면서 全固體배터리와 그 以後 開發될 배터리의 再活用 技術도 모두 開發할 計劃”이라고 했다.
事業 內容
| 二酸化炭素를 活用한 廢배터리 再活用 事業
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主要 製品 및 서비스
| 탄산리튬, 수酸化리튬
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主要 技術
| 廢水 生成 없이 리튬 抽出하는 技術
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投資받은 金額
| 累積 13億 원(시드 1億 원 및 pre-A 12億 원)
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投資 機關
| 仙步엔젤파트너스, GS에너지, 블루포인트파트너스
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代表理事 및 任職員 數
| 류상훈 代表理事, 王제필 硏究所長, 硏究 및 開發 4名 等 總 6名
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設立日/
소
才智
| 2020年 3月 17日/
釜山 海雲臺區
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허진석 記者 jameshur@donga.com
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