지구 온난화 문제에 대한 대응으로 전기차(EVs)와 배터리 에너지 저장 장치(BESS)는 에너지 전환 및 영산 균형 추구에 매우 중요한 역할을 하는데, 이로 인해 전기차 메카니즘이 어려움을 겪을 수도 있다. 시간이 지나면서 배터리의 환경 영향을 해소하지 못할 경우 전기차의 도입은 오히려 불이익을 초래할 우려가 있다.
전기차는 수명 주기 동안 내연 기관 차량(ICE)보다 낮은 영향을 미치는 것으로 널리 알려져 있으나, 전기차 생산의 탄소 발자국은 ICE 차량보다 훨씬 높아 전기차의 탄소 발자국의 40-60%는 배터리에 기인한다. Worley의 부사장인 Darryn Quayle은 “전기차의 초기 탄소 발자국을 상쇄하는 데 걸리는 시간은 충전에 사용되는 전력 혼합, 배터리의 크기와 종류, 생산 과정, 그리고 비교 대상 ICE 차량의 연료 효율 등 여러 요인에 따라 다릅니다”라고 말하며 전기차는 일반적으로 19,000~50,000마일 (30,000~80,000km) 주행 후 영향을 상쇄할 수 있다고 추정하고 있다. 물론 이는 국가 및 전력 혼합, 그리고 초기 탄소 발자국에 따라 달라진다.
전기차는 장기적으로 훨씬 더 깨끗하지만, 공급망 전반에 걸친 환경적 도전에 대한 대응은 더 많이 필요하다.
배터리의 수명주기 영향은 주로 탄소를 중심으로 구성되며(다른 영향 요인들을 고려한 실제 수명주기 영향을 고려함), 양극과 음극 물질은 배터리 발자국의 50% 이상을 차지한다고 한다. Minviro와 같은 업계 선도적이자 환경 컨설팅 및 소프트웨어 개발 회사는 모든 리튬을 채굴할 때마다 15톤의 CO₂가 방출된다고 추정하고 있다.
배터리 수요가 채광 산업에 미치는 영향
주요 세계 시장에서 영에미션을 줄이기 위한 법률이 도입되면서 녹색 전기차의 성장과 리튬 이온 배터리의 수요가 급증하고 있다. GlobalData의 경제 데이터에 따르면, 리튬 생산은 2024년에 37.5%의 년간 성장을 기록한 뒤, 2025년에는 29.7%, 2026년에는 21.5%로 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다. 하지만 2023년 동안 유럽의 전기차 수요가 둔화되고 있는 상황에서는, 리튬 생산은 2027년에 14.2%로 느리게 증가한 뒤, 2030년에는 5.4% 성장할 것으로 예상된다.
그럼에도 불구하고, 이 동향은 상승세이며, 다른 배터리 광물에 대한 수요 곡선 또한 유사하게 상승하고 있다.
Quayle은 “리튬 채광의 급격한 확대는 기후 변화에 대응하는 채광 기술의 중요한 사례다. 5년 전만 해도 리튬은 주로 의약품과 화장품에서 사용하는 재료였지만, 이제 우리는 전기차에서 광범위하게 사용하며, 이에 따른 영향이 주목받고 있다”고 설명했다. 리튬 외에도, 배터리 음극을 제조하기 위해 니켈과 코발트, 망간의 수요가 연간 성장하고 있으며, 음극을 제조하기 위한 흑연 공급 또한 증가하고 있다.
테크놀로지와 교차산업 전문성의 역할
Minviro와 같은 업계 수명주기 분석 표준을 사용하여 문제를 식별하고 정량화할 수 있는 능력을 보유하고 있지만, 도전에 대응하기 위해서는 보다 포괄적인 대응책이 필요하다. 기술의 개발 및 도입은 저탄소 채굴 및 원자재 가공의 시대를 열기 위해 매우 중요하다.
Quayle은 “광물 추출이나 처리의 탄소 발자국을 줄이기 위한 새로운 기술을 개발하는 것은 범용 스케일로 상업화 및 도입하지 못한다면, 헛된 일이다. 우리는 원료 추출부터 배터리 제조 그리고 최종 재활용까지 전기학적 채광 기술을 구현하기 위해 파트너 및 이해관계자들과 밀접하게 협력하고 있다”고 말했다.
채광 운영에서 탄소 발자국을 줄이기 위한 주목할 만한 예는 전기화, 물과 에너지 소비의 최적화, 연료 혼합 조정, 탄소 포집 솔루션의 도입, 그리고 더 지속 가능한 가공 기술 사용이 있다. 재생에너지와 전통적인 에너지원을 결합한 하이브리드 동력 시스템은 안정적이고 지속 가능한 에너지 공급을 보장할 수 있다.
Worley는 최근 BluVein과 함께 협력하여 고유한 동적 충전 기술의 도입을 촉진해 전 세계의 지상 및 지하 광산에 적합한 대형 운송 전기화 솔루션의 길을 열었다.
Quayle은 “우리는 유타주의 제약 및 기술사를 동반하여 매년 11,000톤의 지속 가능한 배터리 등급 LCE를 생산할 예정입니다. 우리의 공장은 다수의 직접 리튬 추출(더 줄여서 DLE) 장치를 사용하여 리튬 분리 기술을 검증하고, 상용 용량으로 생산을 확대하여 개념 검증부터 완전한 프론트-엔드 디자인으로 전환할 것입니다”라고 설명했다.
Quayle은 “영에미션이 가능한 리튬 추출 회사와 기술이 있습니다. 그러나 중요한 점은 신속하게 규모를 확대할 수 있는 능력입니다. 이 때 Worley가 중요한 역할을 할 수 있으며, 투자 결정의 위험을 감소시키고 새로운 기술을 상업화하고 증명하는 데 복잡한 화학 경험을 수십 년 동안 제공할 수 있습니다”라고 덧붙였다.
Quayle은 이어서 “우리는 전통 광업 활동을 벗어나 미네랄 생산 및 회수에 새로운 방법을 식별하고 지원합니다. 이는 바이오 유도 물질에서 대체 그래핏 원료, 이산화탄소 포집 및 부산물로서의 탄소 활용을 통한 음극 물질 생산, 그리고 이전에 폐기물 처리로 남겨진 저급 성급 자원에서 가치를 추출하기 위해 꼬리표를 재처리하는 기회를 포함합니다”라고 말했다.
녹색 미래: 상업적 가치와 확장의 요구
“탄소 영으로의 배터리의 포용은 새로운 솔루션을 필요로 합니다. 새로운 솔루션을 제공하는 것은 대량 생산이 가능하며 스케일업이 가능한 기술입니다.”
기사 번역:
기사에 제시된 주요 주제와 정보에 기반한 FAQ 섹션
Q: 전기차와 배터리 에너지 저장 장치는 지구 온난화 문제에 어떤 역할을 하는가요?
A: 전기차와 배터리 에너지 저장 장치는 에너지 전환과 영속 가능한 균형에 중요한 역할을 합니다.
Q: 전기차의 탄소 발자국은 어떻게 될까요?
A: 전기차의 탄소 발자국의 40-60%는 배터리에 기인합니다.
Q: 전기차의 초기 탄소 발자국을 상쇄하는 데 걸리는 시간은 얼마나 될까요?
A: 일반적으로 전기차는 19,000~50,000마일 (30,000~80,000km) 주행 후 초기 탄소 발자국을 상쇄할 수 있다고 추정되지만, 국가 및 전력 혼합에 따라 달라질 수 있습니다.
Q: 배터리에 대한 수명주기 영향은 무엇인가요?
A: 배터리의 수명주기 영향은 주로 탄소를 중심으로 구성되며, 양극과 음극 물질이 배터리 발자국의 50% 이상을 차지합니다.
Q: 리튬 생산은 어떻게 변화하고 있는가요?
A: 리튬 생산은 세계적으로 급증하고 있으며, 리튬 이온 배터리의 수요도 증가하고 있습니다.
Q: 광업 분야에서 탄소 발자국을 줄이기 위한 방안은 무엇인가요?
A: 탄소 발자국을 줄이기 위한 방안으로 전기화, 물과 에너지의 최적화, 연료 혼합 조정, 탄소 포집 솔루션 도입, 지속 가능한 가공 기술 사용 등이 있습니다.
Q: 기술 개발과 도입은 왜 중요한가요?
A: 기술 개발과 도입은 저탄소 채광 및 원자재 가공의 시대를 열기 위해 중요합니다.
Q: 리튬 채광을 확대할 수 있는 능력은 왜 중요한가요?
A: 리튬 채광의 확대는 기후 변화에 대응하기 위한 중요한 사례입니다.
Q: 광업 분야에서 기존 방식을 벗어나는 새로운 방법은 무엇인가요?
A: 바이오 유도 물질, 이산화탄소 포집, 탄소 활용, 남은 자원의 가치 추출 등이 있습니다.
Q: 탄소 영으로의 배터리의 포용을 위해서는 어떤 솔루션이 필요한가요?
A: 탄소 영으로의 배터리의 포용을 위해서는 대량 생산과 스케일업이 가능한 새로운 솔루션이 필요합니다.
주요 용어 및 전문 용어 정의:
– 전기차 (EVs): 내연 기관이 아니라 전기로 동작하는 차량입니다.
– 배터리 에너지 저장 장치 (BESS): 전기 에너지를 저장하기 위한 장치로, 전기차에서 사용됩니다.
– 탄소 발자국: 탄소 미발생량이나 탄소 배출량을 의미하며, 해당 제품 또는 공정의 환경부담 정도를 나타냅니다.
– 리튬 (Lithium): 리튬은 가장 일반적인 이온 배터리에 사용되는 원소입니다.
– CO₂: 이산화탄소(carbon dioxide)의 화학식으로, 온실 가스로 알려져 있습니다.
– 탄소 포집: 대기 중에서 이산화탄소를 포집하여 저장하는 과정을 의미합니다.
– 저탄소: 탄소 배출량이 적거나 탄소 배출을 최소화하는 것을 의미합니다.
– 원자재: 산업 공정에서 가공·생산의 원료로 사용되는 천연 자원을 의미합니다.
관련 링크:
1. Worley
2. Minviro
3. GlobalData
4. BluVein