BMW 그룹이 만드는 배터리 폐쇄루프 재활용 전략

BMW 그룹은 기후 중립을 달성하고 폐쇄 루프 재활용을 통해 2차 소재의 사용을 대규모로 확대하기 위한 노력을 강화하고 있다. BMW 브릴리언스 오토모티브 조인트벤처(BBA)는 더 이상 전기자동차에 사용할 수 없는 고전압 배터리의 원료인 니켈, 리튬, 코발트를 재사용할 수 있는 폐쇄 루프를 중국 최초로 구축해 두었다.

배터리는 전기차 및 전동화 모델, 테스트 시스템 및 생산 과정에서 품질 기준 미달 차량 등에서 나오며 미래에는 폐차에서도 나오게 된다. 이런 방식으로 BMW는 e-모빌리티가 확대됨에 따라 점점 더 주요해지고 있는 소재 사이클을 위한 토대를 마련해 나가고 있다.

이를 위해 BBA는 폐기된 배터리를 분해하고 혁신적인 기술을 사용해 배터리 셀에서 높은 비율의 니켈, 리튬 및 코발트를 회수하는 지역 재활용 업체와의 협력도 강화하고 있다. 이런 방식으로 얻는 원료는 BMW 그룹의 새로운 배터리 셀 생산에 사용된다. 폐쇄 루프 재료 사이클은 자원 절약과 동시에 새로 추출된 1차 소재를 사용하는 것에 비해 CO2 배출량을 70%까지 감소시킨다.

중국은 세계에서 가장 큰 전기차 시장이다. 2015년 이후 빠르게 시장이 성장하면서 자동차 배터리 재활용 산업도 빠른 성장을 경험했다. 중국 자동차 기술 및 연구 센터에서는 2025년까지 중국에서 폐기된 배터리 총량이 약 78만 톤에 이를 것으로 예상하고 있다. 이와 함께 지난해부터 국내 고전압 배터리 원자재 가격도 큰 폭으로 상승했다.

어려운 상황에도 불구하고 BMW 그룹은 2022년 1분기에만 중국에서 전기차 판매량을 3배 늘렸다. BMW iX 및 BMW i4와 함께 BMW iX3도 판매량이 상승했다. 지난 4월부터 중국에만 판매되는 BMW 3시리즈의 전기차 버전이 포트폴리오를 더 강력하게 만들었으며 올 하반기에는 신형 BMW i7이 판매를 기다리고 있다.

 

배터리 추적 기술을 통한 2차 사용 및 재활용

 

중국의 현재 정책은 배터리가 일단 폐기되면 추적되고 재활용될 수 있도록 하기 위해 고압 배터리 추적 시스템을 구축해야 할 필요가 있다. BMW 그룹은 이를 위한 시스템을 이미 개발했으며, 라이프사이클 전체에 걸쳐 배터리의 원활한 추적을 가능하게 하는 코딩 기능을 갖추고 있다. 코딩은 초기 테스트 차량에서부터 이미 출시된 차량에 이르기까지 전체 밸류 체인의 배터리를 전문적으로 재활용할 수 있게 한다.

다시 수거한 배터리는 계속 사용 가능한지를 평가한다. BMW 그룹은 2020년부터 중국 BBA 공장 포크리프트 트럭에 남아있는 용량이 충분한 폐배터리를 사용하기 시작했다. 이 계획은 앞으로 배터리를 위한 "2차 수명 애플리케이션"을 팔레트 리프팅 트럭과 충전 기능이 있는 고정 에너지 저장 장치를 포함하도록 확장할 계획이다.

수명이 다한 배터리가 2차 사용 기준을 충족하지 못할 경우 재활용을 하게 된다. 이 방법으로 얻은 니켈, 리튬 및 코발트는 BMW 그룹의 새로운 배터리 셀 생산에 사용된다. 100kWh 용량의 배터리는 평균 90kg의 니켈, 리튬 및 코발트를 포함하고 있으며, 니켈이 용량의 대부분을 차지하고 있다.

적절하게 폐기되지 않은 배터리는 환경에  영향을 미치지 않고 더 사용할 수 있는 소중한 원자재들을 버려지게 만든다. 그렇기 때문에 BMW 그룹은 "Re:think, Re:duce, Re:use, Re:cycle" 4가지 원칙에 따라 배터리 원료 재활용률을 극대화하고 모든 자원에 책임을 다하고 있다.

 

“Race to Zero” 이니셔티브의 핵심인 순환 경제

 

BMW 그룹은 과학기반 타깃 이니셔티브에 의해 시작된 1.5°C 캠페인에 참여한 최초의 독일 자동차 제조사가 되었으며, 늦어도 2050년까지 전체 밸류 체인에서 완전한 기후 중립을 달성하는 것을 목표로 하고 있다. 그리고 BMW는 국제적인 "Race to Zero" 이니셔티브에도 참여하고 있다.  

하지만, 도로에 전기차가 더 많아지는 것만으로는 기후친화적인 모빌리티 구조를 만드는 유일한 방법은 아니다. 또한 1차 소재의 사용을 최소화하고 이것으로 인해 생기는 에너지 및 CO2 집약적인 원료 추출 및 처리의 환경 유해 효과를 최소화하는 것도 매우 중요하다.

특히, 배터리를 사용하는 전기차의 비율이 증가함에 따라, 고전압 배터리를 위한 코발트, 니켈, 리튬 및 알루미늄을 포함한 수많은 원자재에 대한 수요가 증가할 것이다. 동시에, 순환 경제에서 이런 원자재들을 재사용할 수 있는 엄청난 잠재력도 갖고 있다. 이미 BMW 그룹은 BMW iX의 고전압 배터리에 이런 점들을 고려해 2차 사용하는 니켈을 사용하고 있다.

 

BMW의 야심찬 e-모빌리티 로드맵

 

BMW 그룹은 전기 모빌리티 확대에 박차를 가하고 있으며, 올해 이미 최소 10%의 전기차를 공급할 계획을 갖고 있다. 최소한 2030년까지 전 세계 매출의 절반 이상이 전기차에서 나올 것으로 예상하고 있다. 미니와 롤스로이스  브랜드는 2030년대 초반부터 모든 라인업이 전기차로 변경될 것이다.

 

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