배터리 재활용, 수 톤의 매립지 오염 막고 광물 채굴 수요 줄인다

Gordon Cairns
2월 21일
4분 분량

최종 수정일: 3월 13일

'콜투리사이클'과 협력단체들, 미국과 캐나다에 무료 수거장 제공

원문 보기 링크: https://www.theearthandi.org/post/battery-recycling-diverts-tons-from-landfills-curtails-need-for-mining

사람들은 대부분 배터리를 교체할 때가 되기 전까지는 잊어버린다. 일상적인 기기에 전원을 공급하는 배터리에 대해 두 번 생각하지는 않는다. 하지만 이러한 필수 에너지원이 소진되면 다 쓴 배터리는 어떻게 될까? 적절한 방법으로 폐기하면 유해 중금속에 의한 환경 오염을 막고 귀중한 희귀 물질을 재사용할 수 있도록 하기 때문에 매우 중요하다.

비영리 단체인 콜투리사이클(Call2Recycle)은 25년 동안 "재활용을 위해 앞장서 왔다"고 밝힌다. 이 단체와 재활용 파트너는 현재 수만 개의 수거 센터를 운영하고 있다. 이 단체는 충전식 배터리, 일회용 배터리, 휴대폰, 전기자전거 배터리, 심지어 손상되었거나 리콜된 배터리까지 수거하며, 현재 전기차 배터리 재활용을 추진하고 있다.

주(州)와 시에서 배터리 재활용법을 제정함에 따라 재활용센터의 필요성은 더욱 커질 것으로 예상된다. “모든 가정용 배터리에 대한 재활용 요건을 갖춘 주에 거주하는 미국인이 현재 100만 명 미만에 그치고 있지만, 최소 6100만 명으로 늘게 될 것"이라고 콜투리사이클 (Call2Recycle)은 말한다.

배터리의 진화

알레산드로 볼타가 전기 장어에서 영감을 받아 발명한 이후 2세기 반 동안 배터리는 꾸준히 발전해 왔다. 하지만 현대의 배터리는 여전히 동일한 기본 원리에 의존하고 있다: 전기화학 반응을 일으킬 수 있는 물질을 결합하여 생성된 전자를 빼앗는 것이다.

가장 작은 용기에 가장 높은 전기 출력을 내는 오늘날 최고의 배터리는 리튬과 여러 가지 금속 화합물 중 하나를 결합한 것이다.

(왼쪽부터) D, C, AA, AAA, AAAA, 9V 건전지. ©위키미디어(CC BY-SA 3.0)

배터리 재활용 및 환경 영향에 대한 이해

배터리 재활용은 환경과 소중한 자원을 모두 보호하는 데 매우 중요하다. 특히 AA, AAA, 9V와 같은 기본형 또는 일회용 배터리에는 카드뮴과 납과 같은 독성 물질이 포함되어 있어 제대로 폐기하지 않으면 대기와 토양을 오염시킬 수 있다. 또한 부적절한 폐기는 새 배터리를 생산하는 데 필수적인 코발트, 니켈, 리튬과 같은 중요한 물질의 손실로 이어진다.

재활용은 이러한 금속을 회수하여 원자재 추출의 필요성을 줄여준다. 실제로 연구에 따르면 배터리를 재활용하면 2040년까지 최대 12개의 새로운 광산 건설의 필요성이 사라지며, 이는 천연자원 보존에 매우 중요한 일이다.

배터리 재활용이 중요한 이유

건전지를 무책임하게 폐기하면 공기, 물, 토양이 카드뮴과 같은 중금속으로 오염될 수 있다. 예를 들어 카드뮴 중독은 이타이이타이병을 비롯한 심각한 질환으로 이어질 수 있다. 또한 리튬 이온 배터리를 포함한 많은 최신 배터리에는 재활용을 통해 회수하여 재사용할 수 있는 코발트, 니켈과 같은 희귀 물질이 포함되어 있다. 따라서 새로운 채굴 작업의 필요성이 크게 줄어든다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 모든 사람이 배터리를 재활용하면 2050년까지 구리와 코발트의 경우 최대 40%, 리튬과 니켈의 경우 25%까지 신규 채굴의 필요성을 줄일 수 있을 것으로 예상된다.

세계 최대의 경암 리튬 광산인 호주의 그린부시 리튬 광산. ©잠베지샤크/아이스톡

콜투리사이클: 편리한 배터리 재활용 솔루션

1990년대에 배터리 업계에 의해 설립된 콜투리사이클(Call2Recycle)은 미국과 캐나다 전역에 수거 장소를 제공하는 데 주력해 왔다. 처음에는 니켈과 카드뮴 및 밀봉된 납축 배터리를 수거하는 데 중점을 두었다. 시간이 지나면서 리튬 이온 및 니켈-금속 수소화물을 포함한 다른 충전식 배터리를 포함하도록 확장했다. 2016년에는 약 6350톤(1,400만 파운드)의 배터리와 휴대폰을 수거하여 기록을 세웠다.

카린 스튜어트 콜투리사이클 총괄 서비스 관리자는 "배터리 재활용은 소비자와 기업이 사용한 배터리를 모아 전국에 있는 수천 개의 콜투리사이클 수거 장소 중 한 곳에 맡기는 것에서 시작된다."고 설명한다.

그런 다음 배터리는 가장 가까운 배터리 분류기로 배송되어 "화학물질별로 분류된다."면서 "분류가 완료되면 각 배터리 유형의 트럭은 재활용을 위해 승인된 콜투리사이클 배터리 처리 업체로 운송된다. 그런 다음 회수된 재료는 시장에 재투입되어 새로운 제품의 원료로 사용된다."고 덧붙인다.

니켈-금속수소(NiMH) 전지 배터리. 플리커/라메시 NG(CC BY-SA 2.0) — 니켈-금속수소(NiMH) 전지 배터리. 플리커/라메 시 NG(CC BY-SA 2.0)

배터리 재활용의 환경적 책임

콜투리사이클은 품질 관리를 염두에 두고 프로그램을 운영한다.

스튜어트는 "재활용 과정에서 중고 배터리의 운송을 가능한 대로 최소화하여 환경을 우선적으로 고려하는 것이 중요하다."고 말한다. 그녀는 또한 배터리가 매립지로 보내지지 않고 적절하게 재활용되도록 하는 것도 중요하다면서 "콜투리사이클의 모든 다운스트림 공급업체는 엄격한 심사와 정기적인 감사를 통해 중고 배터리를 적절히 처리하고 있는지 확인한다."고 덧붙인다.

2023년 콜투리사이클은 미국에서 2449톤의 충전용 배터리와 1179톤(260만 파운드)의 1차 배터리를 포함해 3628톤(800만 파운드)가 넘는 배터리를 수거했다. 이는 화물선 한 척을 가득 채운 무게와 맞먹는 양이다. 미국의 배터리 수거량은 2022년 대비 전체적으로 1.5% 증가했으며, 일회용 배터리 수거량은 11% 늘었다.

비영리 단체의 2023년 연례 보고서에 따르면 2023년 현재 미국 인구의 87% 이상이 콜투리사이클의 수거 장소들 가운데 어느 한 군데로부터 16km 이내에 거주하고 있다.

콜투리사이클의 영향력과 확장성

스튜어트는 "콜투리사이클은 미국 전역의 수천 개의 지자체, 기업 및 기관과 협력하여 중고 배터리를 규정을 준수하며 책임감 있게 수거, 배송, 재활용한다."고 말한다.

그녀의 말에 따르면, 로우스, 홈디포, 베스트바이, 스테이플스 등 소매 파트너들은 연간 약 907톤(2백만 파운드)의 배터리를 재활용하고 있다. "소매 파트너는 전국적인 입지, 고객에게 새 제품/배터리 구매 시 중고 배터리를 재활용할 수 있는 간편한 옵션을 제공하고자 하는 열망, 그리고 무엇보다도 지속가능성에 대한 공통의 관심 때문에 선정되었다."고 그녀는 덧붙인다.

콜투리사이클은 소비자가 더 쉽게 재활용할 수 있도록 온라인 배터리 및 휴대폰 반납 장소 지도를 제공한다. 하지만 배터리를 반납하기 전에 리튬, 리튬 이온, 니켈카드뮴, 소형 밀폐형 납축 배터리는 테이핑하거나 봉지에 넣어 단자를 적절히 보호하는 것이 중요하다.

전기자전거 배터리 재활용으로 확장

새로운 배터리가 계속 시장에 출현함에 따라 콜투리사이클은 계속해서 수집을 확장하고 있다. 스튜어트는 "콜투리사이클은 소비자 배터리뿐만 아니라 전기자전거와 야외 전력장비에 사용되는 대형 배터리까지 포함하도록 초점을 넓혔다."고 말한다.

자전거에 장착된 전기자전거 배터리. ©테크노 FAQ(CC BY-NC-SA)

콜투리사이클은 2022년에 자사의 새로운 전기자전거 배터리 재활용 프로그램을 통해 약 27톤(6만 파운드) 이상의 배터리를 처리했다고 밝혔다. 자전거 옹호 단체인 피플포바이크(PeopleForBikes)가 지지하는 이 프로그램은 현재 56개 브랜드의 지원을 받고 있으며, 미국 내 약 2000개의 특수교육을 받은 전기자전거 배터리 수거 센터를 보유하고 있다.

콜투리사이클은 더 많은 배터리 재활용에 대한 예상 수요를 충족할 계획을 가지고 있다.

스튜어트는 "향후 몇 년 동안 일부 주에서는 새로운 배터리 생산자 책임 확대법이 시행될 예정이다. 여기에는 무게 약 4~11kg(11~25파운드), 용량 300~2000와트시 사이의 배터리를 수거해야 하는 요건이 포함된다."면서 "콜투리사이클은 특정 주(州)에서 이보다 더 넓은 범위의 배터리를 포함하도록 수거 옵션을 확장할 것"이라고 설명한다.