Nikkei Automotive_2024.01 특집 요약 (p46-59)

자동차의 리사이클, 더는 미룰 수 없다
플라스틱과 배터리의 규제 강화

한 자동차 업체의 개발책임자는 “자동차의 리사이클은 이젠 피할 수 없다. 필수조건이다”라고 생각한다. ‘노력 목표’로서 각 회사는 자동차 리사이클에 착수해 왔지만 최근 들어 바람의 방향이 바뀌었다. 규제 도입으로 인해 ‘의무’가 발생하고 있는 것이다. 리사이클과 정면으로 마주할 필요가 생기기 시작한 것은 플라스틱과 리튬이온 배터리의 2개 영역이다. 대응을 더 이상 미룰 수 없는 것이다.

Part 1. 자동차 리사이클이 전환점
플라스틱과 배터리의 규제 강화에서 신호탄

지금까지 리사이클은 ‘가산점’의 대응이었다. 리사이클재 사용을 어필하면서 자동차 업체의 기업 이미지를 향상시켰다. 하지만 앞으로 규제가 도입되면 대응이 의무화된다. 플라스틱과 리튬이온 배터리의 두 영역에서 경쟁 신호탄이 올랐다.

“규제가 엄격해지기 때문에 전 세계적으로 리사이클재를 활용해 나간다. 지금 비용이 비싸다고 해서 (리사이클재를) 사용하지 않는 것이 아니라 점차 비용을 낮추기 위해 채택을 확대해 나간다”. 자동차 리사이클이 전환점을 맞이하고 있는 것이다. 도요타자동차의 나카지마(中嶋) 부사장이 닛케이 Automotive의 질문에 이렇게 대답했다.

조류의 변화를 미리 읽고 리사이클재를 적극 채택하고 있는 곳은 유럽이다. 스웨덴 볼보가 2023년 11월에 일본에서 출시한 신형 전기자동차(EV) ‘EX30’은 리사이클재의 비율을 높임으로써 기존의 볼보 차량에 비해 라이프 사이클 전체의 이산화탄소(CO₂) 배출량인 카본풋프린트(CFP)를 25% 줄였다. EX30은 사용하는 알루미늄(Al) 합금의 약 25%(질량 베이스, 이하 동), 강철재의 약 17%, 플라스틱의 약 17%를 리사이클재로 했다.

독일 아우디는 유리 리사이클에 주력한다. 아우디의 EV ‘Q4 e-tron’은 23년 9월 생산분부터 리사이클 유리를 최대 30% 함유한 프론트 윈도우를 탑재하기 시작했다. 리사이클 유리 소재는 폐차의 윈도우나 파노라마 루프다. 지금까지는 음료수병이나 단열재 등 품질 요건이 그리 까다롭지 않은 용도에서 재사용되었다.

독일 BMW 그룹은 자동차 리사이클 기술을 연구하는 컨소시엄 'Car2Car'를 주도한다고 2023년 4월에 발표했다. Al 합금이나 강철재, 구리(Cu), 유리, 플라스틱 등을 대상으로 한다. 폐차에서 리사이클재를 효율적으로 고순도로 회수하기 위해 인공지능(AI)을 이용한 인식/분리 시스템을 도입한다.

BMW에 따르면 신차에 대한 리사이클재의 비율은 현재 30%이며, 장기적으로는 50%를 목표로 한다. 컨소시엄에서의 대응과 동시에 자사의 신차 개발도 재검토한다. BMW의 간부는 “설계 단계부터 리사이클을 염두에 두어야 한다. 10~15년 앞을 내다본 개발을 추진해 나가야 한다”라고 말한다.

-- 재생 플라스틱의 규제안에 흔들리다 --
다양한 소재에서 리사이클 검토가 진행되는 가운데, 도요타의 나카지마 부사장은 “가장 큰 난관은 플라스틱이다”라고 말한다. 그 난관에 유럽의 규제가 있다. 유럽위원회(EC)가 2023년 7월 13일에 발표한 규제안에 자동차업계가 들썩이고 있다.

EC가 발표한 규제안은 자동차업계의 자원순환성을 높이기 위한 것이다. 사용이 끝난 차량(End of Life Vehicles, ELV)에서 배출되는 폐기물의 삭감에 관한 지령 ‘2000/53/EC’(ELV 지령)과, 자동차 형식인증의 재사용(Reusability), 재이용(Recyclability), 재생가능성(Recoverability)에 관한 지령 ‘2005/64/EC’(RRR 지령)을 하나로 통합해 규제화한다.

EC는 폐차에서 발생하는 폐기물이 충분히 활용되고 있지 않다고 지적한다. 새로운 규제의 요건으로서 ‘2030년까지 신차 생산에 필요한 플라스틱의 25% 이상에서 재생 플라스틱을 사용할 것(이중 폐차 유래는 25% 이상)’을 제안했다.

이 규칙안에 대해 찬반 논란이 일고 있다. 유럽리사이클산업연맹(EuRIC)은 자동차의 순환성을 중시하는 점을 환영한다. 특히 신차에 대한 재생 플라스틱 사용을 의무화하는 점을 평가했다.

한편 유럽자동차공업회(ACEA)는 이 규칙안에 반대하는 성명을 발표했다. EC가 설정한 목표에 대해 재생재 수요와 공급의 불균형과 기존 기술의 한계를 충분히 조사하지 못했다고 의문을 제시했다. 일본 자동차업체 개발자들도 "재생 플라스틱은 버진재와 비교해 가격이 비싸 신차 가격 상승으로 이어질 것이다"라고 우려한다.

이처럼 EC의 규제안에는 논란의 여지가 있지만 재생 플라스틱에 관해 어떤 사용 의무가 부과될 것이라는 견해가 대세를 차지한다.

-- 배터리도 리사이클재가 필수 --
차량탑재 배터리 기업인 AESC 그룹(요코하마시)의 마쓰모토(松本) CEO는 “기업 활동을 계속해 가는데 있어서 리사이클 대응은 필수다”라고 말한다. 재생 플라스틱 규제안 발표에 앞서 2023년 6월 14일, 유럽연합(EU)의 주요기관인 유럽의회는 배터리 리사이클에 관한 규제안을 채택했다. 동년 7월 10일에는 유럽이사회도 채택. 같은 해 8월 17일에 시행돼 2024년부터 순차적으로 적용된다.

유럽에서 시작되는 규제는 EV에 탑재된 폐 리튬이온 배터리의 리사이클을 의무화하는 것이다. 새롭게 리튬이온 배터리를 생산할 때, 폐 배터리에서 회수한 레어 메탈을 일정량 사용하는 것을 요구한다. 31년 무렵에 코발트(Co)는 16%, 리튬(Li)과 니켈(Ni)은 각 6%에 대해 리사이클재 사용이 필요하게 된다. 36년에는 Co는 26%, Li는 12%, Ni는 15%로 사용 비율을 높인다.

규제라는 강제력을 통해 리사이클이 필수가 된 플라스틱과 리튬이온 배터리 외에도, 폐차를 처리하고 재료를 자동차에서 재사용하는 ‘폐쇄 루프(Closed Loop)’ 리사이클이 요구되는 부품은 늘어간다.

그 대표격이 전동차량의 구동용 모터다. EV나 하이브리드차(HEV) 등에 널리 사용되는 영구자석식 동기 모터에는 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) 등 희토류 원소를 포함한다. 희토류의 조달처는 중국에 의존하고 있어 지정학적 리스크가 높아지고 있다. 재료 조달 위기를 회피할 목적에서 재활용이 필요하다.

다만, 리사이클업계의 한 관계자는 “모터의 리사이클은 다소 줄어들고 있다”라고 말한다. 일본에서 활발하게 연구 개발되었던 시기는 센카쿠 열도 분쟁으로 일중간의 긴장이 높아지고 있던 무렵이다.

중국이 일본에 대한 희토류 수출을 중단한 2010년부터 수년간 자동차 업체들은 폐 모터의 회수와 재자원화를 매우 중요한 과제로 규정하고 대응했다. 현재는 수출규제 완화와 희토류 가격 안정으로 기세를 잃고 있다.

그런데도 공급 불안은 언제 재연될지에 국한되지 않고 재활용 기술의 조기 확립이 요구된다. 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)는 폐기된 EV 등에서 희토류를 선택적으로 회수하는 기술의 사업화를 내다본 프로젝트를 개시했다.

-- 떠오르는 2개의 과제 --
자동차의 리사이클에 대응하는 관계자가 이구동성으로 호소하는 과제는 ‘리사이클하기 쉬운 환경을 정비하는 것’이다. 구체적으로는 (1) 리사이클 원료를 회수하는 시스템의 구축과 (2) 리사이클을 전제로 한 자동차 설계의 2가지다.

(1)의 경우, 리사이클의 효율을 높이거나 수익성을 확보하기 위해서는 일정량의 리사이클 원료가 필요하다는 대전제가 있다. EC에 의한 재생 플라스틱 규제안에서는 EU 지역 외에 대한 폐차 수출 금지도 언급하고 있다.

닛산자동차의 자회사로, 배터리 재이용 비즈니스를 전개하는 4R ENERGY(요코하마시)는 23년 여름, 닛산의 EV ‘리프’에 탑재되었던 중고 배터리의 매입 가격을 인상했다. 4R ENERGY의 호리에(堀江) 사장은 “중고 배터리는 해외로 유출되는 경우가 많다. 가격 인상을 통해 충분한 물량을 확보할 수 있도록 하겠다”라고 말했다.

(2)의 리사이클을 전제로 한 자동차 설계에 대해서도 EC의 규제안에서 중요성이 지적되고 있다. 이른바 ‘간편 해체’라고 불리는 것으로, 해체/분리하기 쉬운 자동차가 자원 회수의 허들을 낮춘다.

일본의 한 자동차업체 기술자가 "규제가 시작된 뒤에 준비해서는 늦는다"라고 말하는 것처럼, 리사이클은 하루아침에 대응할 수 있는 과제가 아니다.

플라스틱과 배터리에 대한 규제가 도입되는 것은 2030년 무렵으로 예상되는데, 자동차 수명을 생각하면 지금 도로 위를 주행하고 있는 자동차들이 리사이클 대상이 된다. 앞으로 투입될 신차의 경우는 리사이클을 전제로 자동차를 제조해야 할 것이다. 환경 배려를 전제한 흐름을 생각하면 피해갈 길은 없다.

Part 2. 신차의 재생 플라스틱 의무화
혼다, 2025년에 PMMA 채택

혼다는 2025년 무렵을 목표로 폴리메타크릴산 메틸(PMMA, 아크릴) 재생재를 신차로 채택한다. 그동안 자동차 업체 상당수는 재생 플라스틱 채택에 소극적이었다. 다만 향후에는 신차에 대한 재생 플라스틱 채택이 늘어날 것으로 보인다. 배경은 2023년 7월에 유럽위원회(EC)가 발표한 규제안이다.

Part 3. 배터리 리사이클에서 유럽과 미국을 앞선다
EV 대량 폐기 시대를 대비한 일본의 대응

머지않아 찾아올 전기자동차(EV)의 대량 폐기 시대. 유럽은 규제라는 무기를 사용해 배터리 리사이클의 경쟁력을 높인다. 미국은 독자적인 생태계를 구축하기 시작했다. 일본은 어떻게 맞설 것인가? 향후 레어 메탈 확보를 좌우할 중요한 국면을 맞이하고 있다.

 -- 끝 --

Copyright © 2020 [Nikkei Automotive] / Nikkei Business Publications, Inc. All rights reserved.

Close-up
자동차공업회 ‘2024년 문제’ 해결, 이스즈 가타야마 씨 회장 취임
VOICE
EV에서 공급업체 ‘40% 줄이다’ 외
Disassembly Report
BYD ‘SEAL’의 바디계 ECU -- 12V 시스템은 테슬라의 모방인가?
Automotive Report
・중국에서 철수한 미쓰비시자동차는 주전장을 지킬 수 있을까? -- 도요타에도 소리 없이 드리우는 ‘붉은 그림자’.
・자동차 7사의 2023년도 상반기 결산, 중국사업 재정비 본격화
・혼다의 신형 ‘어코드’, Honda SENSING 360을 첫 탑재
・아름답지 않은 초음파 센서, ‘음향 메타 물질’로 가린다
・혼다 등 자율주행 택시, 2026년 도심에서 서비스 시작
・유럽의 대형 부품업체가 '유압리스' 브레이크, 완전 바이 와이어화도 시야
・맥셀(Maxell)이 상용차 HUD, ‘물류의 2024년 문제’에 정조준
・차량 사이버 대책에서 점유율 10%로, 트렌드 마이크로의 지식을 활용하다
New Car Report
・도요타 신형 크라운 ‘스포츠’, 2.4L 듀얼 부스트 없앤 이유
・혼다 ‘오딧세이’ 부활, 사야마 공장에서 중국 생산으로 변경
・현대자동차가 일본에서 2탄 EV, '코나'는 BYD의 대항마가 될까?
・알파로메오 ‘토날레’에 PHEV, 전동화 전략의 핵심이 될까?
・람보르기니의 PHEV가, V12 엔진을 '반전'시킨 이유
Cover Story
자동차 리사이클, 더 이상 미룰 수 없다
Part 1. 자동차 리사이클이 전환점 -- 플라스틱과 배터리의 규제 강화에서 신호탄
Part 2. 신차의 재생플라스틱 의무화 -- 혼다가 2025년에 PMMA 채용
Part 3. 배터리 리사이클, 유럽과 미국 선두 -- EV 대량 폐기 시대에 일본의 대응
Features
・차세대 EV에서 경쟁하는 'JMS 2023' - 각 사가 전동화 기술을 어필
・확산되는 'X in 1' 전동 액슬 - 대형 부품 공급업체는 고부가가치 노선으로
・노아/복시의 충돌 안전 바디 - 미니밴의 벽을 뛰어넘다
Interview
AESC의 아카시 CTO가 말하는 배터리 전략, '리사이클과 CFP는 절대' -- 아카시 히로유키 씨 (AESC 그룹 부사장, 최고기술책임자(CTO))
News Digest
도요타가 북미 EV 충전에 '테슬라식' 채택, 닛산/혼다에 이어 3사째, 규격 통일을 향해 또 한걸음 외
Market Watch
혼다의 신형 'N-BOX'가 선두 출발, 3개월 연속 1위, 모델 말기인 스즈키의 ‘스페시아’, 전년 동월 대비 3.7% 플러스 외
독자 투고
노화를 커버하는 신기술 외