▲ 김택수 한국생산기술연구원 박사가 희소금속 적용 및 공급 활성화 방안에 대해 발표하고 있다.

전기차, ESS(에너지저장시스템) 등 신산업이 활성화 되면서 희소금속의 사용량이 급격히 늘고 있어 수급안정을 위한 재활용 기술이 다시금 주목받고 있다. 지속 가능한 재활용 산업을 위해선 순환경제가 가능한 기업 생태계 구축과 함께 폐자원을 폐기물이 아닌 자원으로 인식하는 것이 시급한 것으로 나타났다.

산업교육연구소가 지난 24일 여의도 전경련회관에서 개최한 ‘2020년 리사이클링&업사이클링 미래 신산업 전략과 사업화 방향 세미나’에서 김택수 한국생산기술연구원 박사는 첨단산업의 고기능·고부가화의 필수 소재인 희소금속은 4차 산업혁명 시대를 맞아 앞으로 중요성이 더욱 커지면서 수급불안이 우려된다고 밝혔다. 특히 소수 국가에 편재된 탓에 자원의 무기화 경향이 있으며 지난 2010년 중국과 일본의 센카쿠 열도 분쟁으로 발생한 중국의 희토류 수출금지는 여전히 진행형이라고 강조했다.

전기차를 움직이는 모터내에는 전기에너지를 구동에너지로 바꾸는 영구자석이 들어가는데 희토류는 자성을 높여 컨버팅 효율성을 높이는 역할을 한다. 희토류는 대부분 수입에 의존하고 있으며 전기차 확산으로 인해 이를 재활용하는 기술이 필요한 상황이다.

이와 함께 순환경제 생태계도 함께 구축해야 한다. 스마트폰이나 가전에서 금이나 희소금속을 추출하기 위해선 200개 물질을 사용해야하는데 이 과정에서 폐기물이 더 발생하기 때문에 재활용산업이 활성화되기 어려운 것이다. 김택수 박사는 자석 내 희토류를 마그네슘(Mg)과 반응시켜 희토류를 99% 추출하고 나머지 희토류-Mg 합금으로 새로운 고강도 합금을 제조하는 액상금속추출 공정기술을 개발했다.

김 박사는 “재활용이 지속 가능한 산업이 되기 위해선 공정상 투입해야하는 물질을 줄여야 하고 투입된 물질도 소재화해야한다”며 “관련 수요·공급 회사들이 집적된다면 산업 생태계가 구축될 것이며 이를 위해 희토류가 포함된 제품을 간단한 장비로 확인할 수 있는 국제표준을 개발하고 있다”고 밝혔다.

전기차·ESS 확산으로 인해 리튬이온배터리 사용량이 확대되면서 국내에도 약 700개 폐배터리가 발생하고 있지만 이를 처리하는데 필요한 제도(수거체계·처리) 및 민간인프라 부족으로 적정처리가 어려운 상황이다. 환경공단에 따르면 2023년기준으로 약 1만개의 전기차 사용후 배터리가 발생할 것으로 예상되고 있다. 특히 전기차에 들어가는 중대형 리튬이온배터리 모듈은 폭발 위험성이 있으며 해체를 일일이 수작업으로 해야하기 때문에 안전관리체계 구축이 반드시 필요하다.

조지혜 한국환경정책·평가연구원 박사는 “현재 환경부에서 폐배터리를 미래 폐자원으로 인식하고 관리정책을 수립 중으로 폐배터리 보관 및 관리를 대행할 수 있는 재사용센터와 배출부터 처리까지 폐배터리 전반적인 흐름을 파악할 수 있는 통계관리 체계 구축이 필요하다”고 제언했다.

또한 “EU에서는 제품에 일정이상 재생원료 사용의무율 높이는 정책수립하고 있어 수출 장벽으로 작용할 가능성이 있는만큼 우리나라도 폐배터리에서 확보한 유가금속 재생 원료를 재투입할 필요가 있으며 이를 위해선 소재 공급 및 수요기업과의 협력이 중요하다”고 밝혔다.

타이타늄 스크랩을 이용한 페로타이타늄 제조기술을 개발하고 상용화를 추진 중인 노윤경 (주)동아특수금속 대표는 ‘세계 타이타늄 리사이클링&업사이클링 최신동향 및 시장전망’ 주제발표를 통해 재활용 시장은 점점 대형화·국제화되고 있어 관련 기술과 산업에 대해 주목해야한다고 강조했다.

타이타늄 스크랩 재활용 시장은 스크랩을 탈산·탈철 처리후 전자빔으로 정련해 고순도 잉곳으로 만드는 업사이클링기술(EBCHM)의 상용화로 지속 성장하고 있으며 2025년 이후 약 30% 이상 증가할 전망이다. 우리나라는 최근 5년간 연간 3,300억원의 타이타늄 소재를 수입, 세계 5위에 이름을 올렸고 스크랩 발생량은 연간 1천톤 이상 발생하고 있으나 재활용 산업 부재로 전량 수출해 이를 다시 자원의 형태로 비싸게 사오는 구조를 벗어나지 못하고 있다.

이에 국가적으로 타이타늄 생산에서 재활용을 연결하는 밸류체인 구축이 필요한 시점이나 제도적으로 힘든 상황이다. 우리나라에서 금속스크랩은 버릴게 없는 자원임에도 불구하고 폐타이어나 산업쓰레기와 같이 폐기물관리법 대상이어서 제약이 많다. 여기에 스크랩을 재활용하는 금속원료재생업은 2008년 한국표준산업분류 개정으로 기존 제조업에서 서비스업으로 변경돼 제조설비 도입, 산업단지 입주, 연구개발 지원 등에서 차별 대우를 받는다. 서비스업이기 때문에 설비를 갖추고 있어도 공장등록증이 나오지 않아 앞으로 유망한 폐배터리 재활용사업을 하고 싶어도 할 수가 없다.

노윤경 대표는 “EBCHM 기술로 타이타늄 스크랩을 재활용시 원료 단가가 17%나 절감되는 효과가 있지만 우리나라는 재활용에 대한 제도적 모순점과 기술 부족으로 값싼 철스크랩 취급을 하거나 외국에 저렴한 가격에 넘기고 있어 국부가 유출되고 있다”며 “금속스크랩을 폐기물이 아닌 자원으로 인식을 전환하고 제조업으로 대상으로 인정하는 것이 자원빈국인 우리가 사업 경쟁력을 확보할 수 있는 지름길”이라고 강조했다.