전기차, 친환경적인가?(2)

이차 전지는 반복적인 충·방전을 통해 전기에너지와 화학에너지를 상호 교환하여 반영구적으로 사용할 수 있는전지로서 충전식 전지(rechargeable battery)로도 정의됩니다. 

 

방전만 하는 일차 전지와는 다른 것이죠.

 

전기차를 더 전기차답게 활용하는 방법 (hyundai.co.kr)

전기차를 더 전기차답게 활용하는 방법

 

위 현대자동차에서 제공하는 자료를 보면 전기차 관리를 위한 조건이 많습니다. 초고속 충전은 80%까지, 충전소 사전 파악, 급가속 급정거 피하기, 겨울철 배터리 컨디셔닝(예열), 히터 절약 등등...

 

기술의 발전은 인류를 편리하게 만듭니다. 하지만 환경을 위한다는 전기차는 쉽고 편리하지 않은 듯합니다. 

과연 보조금이 축소 혹은 폐지되고 화석연료차에 비해 가격경쟁력을 확보하지 못했을 때도 전기차 산업이 성장할 수 있을까요?

 

 

각설하고, 이어서 LCA 이야기와 연계하여 이차전지에 필요한 광물 이야기를 하고자 합니다. 전기차는 제조 즉 Vehicle Cycle에서 화석연료차보다 이미 많은 양의 온실가스를 뿜어낸 채로 시작합니다. 그 이유는 대체로 이차 전지 때문입니다. 더 자세히는 이차 전지에 필요한 광물 채굴, 제련, 제조 과정입니다. 

 

2달러 벌기위해…콩고 어린이 피가 묻은 코발트의 불편한 진실 | 나우뉴스 (seoul.co.kr)

2달러 벌기위해…콩고 어린이 피가 묻은 코발트의 불편한 진실

콩고민주공화국:스마트폰 배터리 속에 숨은 아동노동 실태 – 국제앰네스티 한국지부 (amnesty.or.kr)

콩고민주공화국:스마트폰 배터리 속에 숨은 아동노동 실태 – 국제앰네스티 한국지부

 

아프리카의 콩고민주공화국은 세계 코발트 생산량의 70%가량을 차지하고 있습니다. 

 

위 기사를 보면 아시겠지만, 콩고 지역의 광부들은 건강 피해와 치명적인 사고에 노출되어 높은 위험을 감수하고 있습니다. 코발트 탄광에서 대부분의 사고가 알려지지 않은 채 무마되고, 시신은 무너진 잔해 속에 방치되기 때문에 실제 사망자 수는 정확하게 알 수 조차 없습니다. 

 

더 안타까운 현실은 사랑받아야 마땅할 어린아이들 조차도 노동에 동원된다는 사실입니다. 유니세프에서도 약 4만명의 아이들이 콩고 탄광에서 노동을 제공하고 있다고 추정하고 있습니다. 

 

코발트 이동경로

 

아래 기사에 따르면 인도네시아 광산 소유 업체인 호주 ‘니켈 인더스트리(Nickel industries)’는 2021년 니켈 채굴 지역을 확대하고자 주변 열대우림을 개간했습니다. 회사 측에 따르면, 미국 뉴욕 센트럴파크(약 341헥타르)의 3배에 이르는 면적이 사라졌습니다. 니켈 인터스트리 측은 2021년 열대우림 개간으로 5만 6,000톤에 상당하는 온실가스가 배출됐다고 The Wall Street Journal에 밝혔습니다. WSJ는 이는 내연기관차 1만 2,000대가 1년 동안 운행할 때 배출되는 온실가스 규모와 맞먹는 것으로 추정했습니다.

 

‘니켈 확보 vs 환경오염’…니켈 공급망 두고 딜레마 빠진 전기차·배터리 업계, 해결책은? ｜그리니엄 (greenium.kr)

‘니켈 확보 vs 환경오염’…니켈 공급망 두고 딜레마 빠진 전기차·배터리 업계, 해결책은?｜그

 

인도네시아 행자야 광산 내 니켈 채굴 작업 지역

핵심 광물 중 하나인 니켈 또한 자유롭지 않습니다. 광물 채굴을 위해서 산림을 깎아내어 파괴하고 있습니다.

 

광산에서 생산되는 대부분의 광물이 마찬가지일 것입니다. 산림 파괴뿐만 아니라 광물의 채취를 위해 어마어마한 규모의 건설 기계가 상시 동원될 것이고 여기에서 나오는 CO2는 얼마나 될까요?

 

전기차의 핵심 광물인 리튬 채굴 또한 심각한 환경 파괴를 초래합니다.

 

전 세계 리튬의 약 3분의 2는 리튬 광산에서 채굴됩니다. 광산에서 채굴된 광석을 가공해 리튬을 추출하는 과정에서 황산과 염산 등의 유해한 화학물질이 쓰이게 됩니다. 이로서 제조업체에서 필요한 탄산리튬과 수산화리튬이 얻어지는 것입니다. 

 

또한 그 나머지 3분의 1을 차지하는 염호 리튬 추출의 경우 지하 염수층에서 추출된 지하수를 태양광에 자연 증발시켜 얻는 방식으로 지하수의 무분별한 사용으로 생태계 파괴를 가져옵니다. 이 방식은 리튬 1kg을 생산하는 데 약 2,000ℓ의 용수가 필요하며 증발 과정에서 주변 생태계가 건조되어 주변 농지 습지 건조화가 진행됩니다. 이 때문에 2022년 칠레 정부는 소금물 과다 채취와 환경 파괴로 Albermarle(알버말)을 환경법원에 기소하기도 했습니다. 

 

칠레 염호에서 추출되는 칠레산 리튬

 

지구상의 광물은 그 자체로는 이용할 수 있는 것이 거의 없습니다. 이용하기 편리하지 않은 형태로 존재하며 그것을 고온 혹은 별도의 화학반응을 거치면서 정련, 정제해야 이용할 수 있는 형태로 변하게 됩니다. 이 과정 자체가 에너지가 소모되는 과정입니다. 

 

결국 광물을 채굴하는 과정에서 다양한 환경오염 및 CO2가 발생하고 있고, 그것을 정제하기 위해 에너지가 투입되며 CO2가 발생하고, 금속 화합물을 이용해 양극재 및 음극재를 제조하는 과정에서 폐수와 CO2가 발생합니다. 탄소 배출을 줄이기 위해서 전기차를 탄다고 하지만 역설적으로 아직 운행도 하지 않는 자동차가 생산과정(Vehicle Cycle)에서 막대한 양의 탄소가 발생하는 것입니다.

 

1부, 2부에서 계속 언급한 생산 및 충전에 필요한 에너지뿐만 아니라 새로운 시장이 열리면서 발생하는 파생시장(안정성, 화재, 충전 인프라, 발전시설, 배터리 연구)에 에너지 및 인력이 투입될 것을 고려하면 저는 '현재의 전기차는 친환경적이지 않다'라고 결론 내렸습니다.

 

앞으로의 전기차는 친환경의 개념보다는 단순한 차의 종류로서 인식되어야 한다는 것이 제 생각이고, 산업의 유지 및 확장을 위해서는 핵심 광물 및 이차 전지 제조 과정에서의 경쟁력을 확보하여 제조원가를 낮추어 내연기관과 비교하였을 때 가격경쟁력을 확보하는 것이 중요할 듯합니다.