2018년부터 정부 정책에 따른 전기자동차 보급 본격화

현재 홍콩과 전 세계의 자동차 산업은 중요한 변화의 시기에 있다. 과학기술과의 협업을 통한 자동차의 성능과 편의성은 물론, 친환경에 대한 관심이 증가하면서 전기자동차(Electronic Vehicles, 전기차), 하이브리드카*(hybrid car) 등 전기로 운전하는 자동차들이 트렌드로 자리를 잡고 있다. 2021년 3월 홍콩 정부 환경부(Environmental Bureau)에서 2050년까지 차량의 온실가스 배출량 ‘제로’(zero, 0)의 목표를 위해 전기자동차 대중화 청사진인 ‘Road Map on Popularization of Electric Vehicles’(전기차에 보급에 대한 로드맵)를 발표하였다. 해당 계획에 따르면, 가솔린을 사용하는 화석연료차에 대한 차량 신규 등록 제도가 2035년 이전에 종료될 예정이며 이후부터 진행될 신규 차량 등록은 전기차만 가능하다는 것을 의미한다. 홍콩 입법회 자료에 따르면, 지난 10년간 홍콩 내 전기자동차 수가 지속적으로 증가하고 있으며 특히 2018년부터 2020년까지는 더욱 급증하여 2018년 대비 2020년에는 약 60% 증가한 것으로 나타났다. 2020년 기준 전기차가 전체 자동차 등록수의 약 2%를 차지하고 있다.

*주: 두 가지 이상의 구동계를 사용하는 자동차로 전기자동차와 달리 내연기관 엔진과 전기 모터를 함께 사용함

<2010~2020년 홍콩 내 등록된 전기자동차 수 및 전체 자동차 대비 비율>
(단위: 대, %)

[자료: 홍콩 입법회(The Legislation Council)]

전기차용 배터리 수요 증가로 배터리 폐기 문제에 직면

전기차의 대중화로 전기차의 전력 공급에 주로 쓰이는 리튬이온 전지(Lithium-ion Battery)에 대한 수요도 지속 증가하는 추세며 이와 같이 홍콩은 배터리의 폐기량이 지속으로 증가하는 문제에 직면하고 있다. 전기차용 배터리의 수명은 8년 정도이나 보통 5년 이상 사용한 후 폐기된다. 현재 홍콩의 폐배터리에 대한 처리 방법은 전기차 제조사에서 지정한 현지 기업들이 폐배터리를 수거한 후 한국, 일본, 벨기에 등의 배터리 재활용 공장에 배터리 분해 및 재활용 작업을 위탁하고 있다. 2020년 환경부에서 발표한 자료에 따르면, 재활용을 위해 홍콩에서 해외로 수출된 전기차용 폐배터리가 지난 5년간 5배로 증가하여 총 37.9톤을 기록하였다.

<2016~2020년 홍콩 리튬이온 전지 수입액 대비 폐배터리 수출량>
(단위: 백만, 톤)

[자료: 홍콩 환경부, 홍콩 통계청]

홍콩 환경부에서 폐배터리 배출량 감소 및 배터리 재활용 산업을 육성하기 위해 현재 폐배터리 재활용 프로그램(Rechargeable Battery Recycling Programme)을 통해 시민들의 참여를 유도하고 있으며 향후 폐배터리에 대한 생산자책임재활용제*(Extended producer responsibility, EPR)를 실행할 예정이다. 그럼에도 불구하고 홍콩 배터리 회수 센터(Hong Kong Battery Recycling Centre)의 Andy Ng 대표에 따르면, 정부의 주도하에 현지 폐배터리 재활용 산업이 육성되고 있으나 재활용 기술과 산업 체계 등의 미흡으로 향후 전기차 보급에 따른 폐배터리 문제가 대두되고 있다고 언급하였다.
*주: 자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률 시행령에 따라 재활용이 가능한 폐기물의 일정량 이상을 재활용하도록 생산자에게 의무를 부여하는 제도

두 번 태어나는 전기차 배터리, 폐배터리의 재사용(Reuse)

홍콩은 주로 전기차 폐배터리를 해외로 수출하여 배터리 처리를 위탁하고 있으나, 이외에도 배터리 수명을 연장하여 다른 용도로 활용하는 재사용(Reuse) 산업도 주목받고 있다. 현지 전자자동차 기술 전문가인 Eric Cheng 교수는 전기차 배터리가 폐기될 때 보통 70~80%의 전력이 남아 있어 다른 용도에 재사용하는 것이 비용효율적이라고 언급하였다. 

현지 발전소 HK Electric 사는 폐배터리를 활용한 이동식 에너지 저장 장치(Energy Storage System)를 개발하였다. 무게가 약 120kg인 에너지 저장장치가 아동하는 데 불편함이 있어 현재 20kg인 새로운 모델을 연구하고 있지만, 이는 최대 약 40만 mAh의 전력을 제공할 수 있어 공사장 또는 건설 현장에서 사용되고 있는 이동식 디젤 발전기를 대체할 수 있다. 또한 HK Electric에서는 지난해 여름 전기차 폐배터리를 16개의 전지 부품으로 분리하여 현지 공업단지의 예비 전력을 제공하기 위한 장치를 개발한 바 있다. 

<홍콩 발전소에서 개발한 폐배터리 재활용 이동식 에너지 저장 장치>

[자료: HK01]

또한 홍콩 생산력촉진국(Hong Kong Productivity Council, HKPC)에 속한 자동차 과학기술 연구개발 센터(Automotive Platforms and Application Systems R&D Centre, APAS)에서도 전기차 폐배터리의 이차 응용을 추진하기 위해 폐배터리를 이용하여 전자 휠체어를 충전시킬 수 있는 시스템을 개발하였다. 이를 통해 전자 휠체어의 최대 사용 기간을 2배로 연장시켰다. 프로젝트 관리자 Steven Lee에 따르면, ‘이를 통해 배터리가 두 번째 태어날 기회를 부여할 수 있으며 향후 전기차 보급에 따른 폐배터리 재사용 산업이 유망해질 것’이라고 전망하였다.

<홍콩APAS센터 개발 폐배터리를 활용한 전자 휠체어 충전 시스템>

[자료: hket]

더욱 높은 효능과 친환경의 전기차 에너지에 대한 연구에 나서

최근 세계 주요 차량 부품 생산 기업 중의 하나인 현대모비스에서 수소연료전지 분야에 1조 3,000억 원을 투자한 만큼 수소 연료전지 자동차*(Hydrogen Fuel Cell Vehicle, 수소차)가 세계 자동차 산업에서 주목을 받고 있으며 중국에서도 내년 2월에 개최될 동계 올림픽에서 수소차를 부각시킬 계획이다. 수소차는 수소(Hydrogen)와 산소(Oxygen)의 화학 에너지를 직접 전기에너지로 생성하는 자동차로 수소를 사용해 만든 전기에너지를 동력원으로 쓰는 전기차의 일종이며, 배기가스를 배출하지 않아 친환경적인 것이 장점이다. 그러나 수소 에너지의 높은 가격으로 수소차의 운용 비용이 일반 전기차 대비 약 3배 높아 홍콩에서 수소차를 상용화시키는 데 애로점으로 작용할 수 있을 것으로 예상된다.

*주: 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소를 반응시켜 얻은 전기를 이용해 모터를 구동하는 방식으로 운행하는 친환경 자동차

수소차 사용 시 안전성 및 수소충전소의 폭발사고 등에 대한 안전 우려가 확대되면서 홍콩 이공대학교(PolyU) 및 영국 옥스퍼드 대학교(Oxford)는 올해 수소차 기술에서 한 걸음 더 나가가 전 세계 최초의 암모니아* 연료 전지 자동차(Ammonia-powered fuel cells)를 개발하였다. 이는 천연가스 추출 수소와는 달리 암모니아를 분해할 때 수소와 질소(Nitrogen)를 생성해 친환경적으로 수소를 자동차 에너지로 사용할 수 있는 장점이 있다. Eric Cheng 교수에 따르면, 암모니아차에서 사용된 암모니아와 배터리 등의 총 무게가 기존 전기차에서 사용되고 있는 리튬이온 전지의 10분의 1에 불과하며 암모니아의 안정한 공급과 저렴한 가격으로 향후 암모니아차 시장의 성장이 기대된다.

*주: 현재 주로 비료로 사용되고 있는 화학물로서 연소 엔진에 연료로 전환될 수 있으며 암모니아를 수소로 전환시켜 연료 전지에 사용할 수 있음

<홍콩 이공대학교 및 영국 옥스퍼드 대학교 공동 개발 암모니아 연료 전지 자동차>

[자료: Hong Kong Polytechnic University]

시사점

2018년 이후 전기차 시장이 빠르게 성장함에 따라 이차전지에 대한 수요가 증가하면서 수명을 다한 폐배터리의 배출 문제가 더욱 심화될 것으로 예상된다. 이에 따라 한국 배터리 재활용 산업에 의존해온 홍콩은 향후 폐배터리를 분리해 원자재를 회수하는 우리의 재활용산업과의 협업 수요가 증가할 것으로 예상된다. 또한 홍콩에서 폐배터리를 재사용하는 과제가 사업성은 물론 친환경적 측면에서도 중요한 이슈가 될 것이다.

한국의 배터리 산업이 전기차 기술 관련 부분에서 오랜 기간 축적된 기술과 네트워크를 보유하고 있어 폐배터리 확보에 유리한 편이며 이를 재사용할 수 있는 방안에 대한 연구결과를 바탕으로 실생활에 적용시킨 이동식 발전소, 예비 발전 장비 등을 개발할 수 있다. 또한 향후 탄소중립 목표 달성을 위해 홍콩 현지 대학교 및 연구소와의 협력 기회를 모색하여 자동차 산업에 대한 친환경적 에너지 공급 방안을 고려해 볼 수 있다.

자료: hket, HK01, Hong Kong Battery Recycling Centre, 홍콩 환경부(Environmental Bureau), 홍콩 통계청, 홍콩 입법회(The Legislation Council), 홍콩 생산력촉진국(Hong Kong Productivity Council), 자동차 과학기술 연구개발 센터(Automotive Platforms and Application Systems R&D Centre), 홍콩 이공대학교(The Hong Kong Polytechnic University), KOTRA 홍콩무역관 자료 종합