Facebook 댓글을 봤다면 사람들이 EV에 매우 찬성하거나 EV에 매우 반대하는 경향이 있다는 것을 눈치채셨을 것입니다.
한 가지 확실한 것은 공개 영역에 엄청난 양의 잘못된 정보가 있다는 것입니다. 우리 모두는 "I feel so clean"이라고 말하는 운전자의 생각 거품과 뒤따르는 카운터와 함께 석탄 스테이션에 연결된 EV 자동차의 밈을 보았습니다.
그리고 녹색 숲 한가운데의 외로운 굴뚝에서 약간의 연기가 뿜어져 나오는 파쇄 현장의 밈이 있습니다. 추악하고 거대한 것으로 추정되는 리튬 광산(실제로는 구리 광산임)과 비교됩니다.
제조 과정에서 그리고 도로에서의 수명을 통해 EV와 ICE의 배출량을 비교하는 많은 연구가 이미 있었습니다. 이는 일반적으로 100% 석탄 전력 그리드를 사용하더라도 EV가 약간 더 깨끗하고 재생 가능 에너지로 구동될 때 상당히 친환경적임을 보여줍니다. 덜 명확해 보이는 것은 차량 수명 종료(ELV), 특히 배터리 재활용에 어떤 일이 발생하는지입니다.
우리는 현실이 무엇인지 알아보기로 결정하고 기술 특파원인 Rob Marshall에게 ELV에 초점을 맞춘 Discover EV의 '요람에서 무덤까지' 부분을 조사해 달라고 요청했습니다.
돌아온 것은 처음에는 우리와 잘 어울리지 않았습니다. Rob의 초기 발견은 재생 가능성과 녹색 잠재력의 빛나는 등불과는 거리가 멀었습니다. 대신 그는 제조업체와 ELV 회사로부터 어떤 답변도 얻기가 매우 어렵고 경우에 따라 상당한 반발을 일으키기도 한다는 것을 알게 되었습니다.
우리 중 프로 EV는 그것이 모두 좋은 소식이 아니며 갈 길이 멀다는 사실에 어려움을 겪을 수 있지만 상황이 일어나고 있습니다. EV에 대한 투자는 정말 놀랍습니다. 혐오자들은 내연 기관 파워트레인이 수십 년 동안 헌신적으로 개발되어 왔으며, 확실히 일상적인 공공 사용에 사용되는 EV는 초기 단계에 불과하다는 사실을 기억하는 것이 좋을 것입니다.
이 글은 여러 전제하에 작성되었습니다. 우리는 주로 영국에 있는 현재에 초점을 맞출 것입니다. 우리는 또한 기후 변화가 인공 탄소/이산화탄소(CO2)에 의해 발생하고 이를 줄이는 것이 대기에 긍정적인 영향을 미친다고 가정합니다. 우리는 대기 오염 문제와 화학 물질로 지구와 물을 오염시키는 영향에 덜 초점을 맞출 것입니다. 그러나 이것들은 중요한 부수적 문제입니다.
그러나 우리는 이러한 주장에 동의하지 않는 사람이 무시되어야 하는 '트롤'이라고 말하지는 않지만 다른 곳에서 자세히 논의된 주제에 대해 토론하지 않기로 선택했습니다. 대신 새로운 연구를 추가하여 주제에 기여할 것입니다. EV와 환경주의에 대한 주제가 계속해서 발전함에 따라 이 기능이 여러분의 피드백에 의해 도전받고 강화되기를 바랍니다.
여러 출처에서 신차 CO2 배출량이 증가했으며 신차 구매자가 디젤 대신 가솔린을 선택한다는 사실을 읽었을 것입니다. 제조 과정에서 일생 동안 배출되는 이산화탄소의 상당 부분이 순수 전기 자동차에 할당되기 때문에 전기 자동차 생산량의 증가도 급증에 기여하고 있습니다. 흥미롭게도 SMMT와 여러 산업 및 환경 학자들에 따르면 디젤 자동차 판매를 단념시키려는 정부와 언론의 노력은 역효과를 낳고 있습니다. 보고된 CO2 증가를 상쇄하는 데 적어도 단기적으로는 디젤 자동차가 필요하기 때문입니다.
순수한 EV에서 직접 배출되는 CO2가 없기 때문에 자동차에 전력을 공급하기 위해 전기를 생산하는 연료와 장거리 전기를 운송할 때 발생하는 손실에 대해 정당한 논의가 이루어졌습니다. 많은 연소 엔진 지지자들은 일반적인 휘발유 자동차의 연료에 의해 방출되는 에너지의 약 20%가 바퀴를 구동한다는 사실을 잊었습니다. 나머지는 주로 열로 낭비됩니다. 이는 EV를 이동하는 데 사용되는 그리드 에너지의 60%와 비교됩니다.
몇 년 전(따라서 더 이상 보관되지 않음), 이전 세대의 Renault ZOE가 '배출 제로'를 보유하고 있다고 주장하는 영국 텔레비전 광고가 광고 표준 당국(ASA)의 주의를 끌었습니다. 신차 화석 연료 자동차의 CO2 배출량은 액체 연료의 채광, 정제 및 운송을 고려하지 않습니다. 따라서 EV가 전기 생산과 운송 문제를 공정한 비교에서 고려해야 하는 이유는 무엇입니까?
결과적으로 EV의 실제 배출량은 발전 수단과 밀접하게 연결되어 있으며 이는 배터리를 재충전할 때뿐만 아니라 자동차가 만들어진 장소에서도 관련이 있습니다. 예를 들어 독일 및 중국과 같이 화석 연료에 매우 많이 의존하는 국가에 EV 공장이 위치할 경우 생산된 EV의 CO2 영향은 에너지 믹스에서 재생 가능 에너지를 더 많이 사용하는 국가에 비해 훨씬 더 높을 것입니다. 따라서 영국의 무탄소 공급원(원자력 포함)의 전력이 올해 초 산업 혁명 이후 처음으로 화석 연료에서 생산된 전력을 추월했다는 소식은 환영해야 합니다. 여름에 총리로 눈물을 흘리며 떠나기 직전 테레사 메이는 영국을 2050년까지 최초의 순 탄소 제로 경제로 만들겠다고 약속했습니다. , 다른 곳에서 만들어지는 것과 대조됩니다. 이것은 수치를 변경하지 않고 목표를 달성할 수 있다고 가정합니다. 시간이 말해줄 것입니다.
내연기관용 오일과 마찬가지로 EV는 발전 방식과 떼려야 뗄 수 없는 관계이며, 이는 자동차가 현재의 운송 수단이 아니라 미래에 우리가 원하고 필요로 하는 것이 무엇인지에 대한 추가 질문을 던집니다. 고전압 배터리는 전기 네트워크의 저장 장치로 용도가 변경될 수 있으므로 EV는 에너지 산업의 초점을 생산에서 관리로 전환하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 완전자율주행차. 그렇더라도 전기차가 재생 에너지 저장에 기여할 수 있다면 전기차 생산이 CO2에 미치는 영향은 덜 관련성이 있을 것입니다.
고전압(HV) 배터리 팩은 범위 불안과 수명에 대한 걱정(완전히 정당화되지 않음)을 제거해야 할 필요성뿐만 아니라 제조 문제 때문에 제조업체, 자동차 고객 및 비평가로부터 가장 많은 관심을 끌고 있습니다. 궁극적으로 이러한 HV 배터리를 만들기 위해 고가의 요소를 땅에서 채굴하며 이러한 광산의 위치가 항상 가장 안정적인 국가에 있는 것은 아닙니다. 구리, 망간, 니켈 및 코발트는 일반적인 배터리 팩 질량의 25%를 구성하지만 그 가치의 85%에 해당합니다. 노트북이나 휴대폰 배터리와 달리 일반적인 EV 배터리에는 리튬이 1~2%만 포함되어 있어 상대적으로 풍부하고 원료가 저렴하므로 재활용 과정에서 리튬을 추출하는 것은 비용 효율적이지 않습니다.
코발트는 극도로 불안정한 원자재 가격뿐만 아니라 채굴과 관련된 의심스러운 인권 문제 때문에 특별한 관심을 끌고 있습니다. 두 가지 이유로 자동차 제조업체와 공급업체는 코발트 함량을 줄이는 데 집중해 왔으며 개발이 빠르게 진행되고 있습니다. 아주 초기의 EV 배터리에는 약 33%의 코발트로 구성된 음극이 있었지만 최신 기술은 이를 약 5%로 줄였습니다. 호주와 같이 윤리적으로 운영되는 코발트 구덩이가 더 많이 열렸고 원료 출처를 추적할 수 있도록 인증 제도가 논의되었지만 배터리 개발은 코발트를 전혀 포함하지 않는 화학 물질을 포함하는 것을 목표로 합니다.
고전압 배터리 내 귀금속의 양을 줄여 제조 비용을 낮추는 것은 품목의 가치를 낮추고 재활용의 가치를 떨어뜨리는 바람직하지 않은 결과를 초래합니다. 예를 들어 상대적으로 가치가 낮은 리튬은 양극, 음극 및 전해질 구성 요소에 주입되어 더 가치 있는 요소에서 분리하기가 어렵고 더 비싸며 가치가 떨어집니다. 어쨌든 그 중 약 70%는 가장 일반적인 재활용 과정(제련)에서 손실됩니다.
고갈된 HV 배터리를 에너지 저장에 재사용하는 여러 용도 변경 계획이 도입되었음에도 불구하고 수명이 다한 배터리를 어떻게 처리해야 하는지에 대한 문제는 커질 것입니다. 전 세계 비축량은 2025년까지 340만 개를 초과할 것으로 예상되며 업계 관계자는 이러한 재고 중 일부가 연구 목적으로도 사용되고 있다는 것을 알고 있지만 중복 HV 배터리의 산업 저장이 이미 발생하고 있다고 말했습니다. 영국 도로에서 대부분의 재래식 자동차에 사용되는 기존의 침수형 12볼트 납축전지와 달리, 약 98%가 재활용 가능합니다. 우리 업계 관계자 중 일부는 많은 EV 배터리가 거의 고의적으로 분해하기 어렵게 만들어졌다는 사실을 발견했다고 밝혔습니다. 여기에는 셀을 접착제로 접착하거나, 화분에 넣거나, 함께 용접하여 재활용 문제와 비용을 증가시키는 것이 포함됩니다. 매우 유효한 안전 고려 사항 외에도 전문가가 배터리를 분해하기 어렵게 만드는 것은 자동차 제조업체(및 공급업체)가 지적 재산권을 보호하기 때문일 수도 있습니다. 배터리의 정확한 화학적 제안과 구성은 제조업체의 가슴에 가까이 있고 정보는 재활용업체에게도 제공되지 않는 경향이 있다고 무역 언론에 보고되었습니다.
ELV(End of Life Vehicle) 고려 사항이 EV의 요람에서 무덤까지의 전체 환경 자격 증명에 매우 중요하다는 점을 고려할 때, 우리는 자동차 제조업체의 보고서에 EV 제조 및 사용에 대한 상당한 환경 세부 정보가 포함되어 있지만 정보가 상대적으로 부족한 경향이 있는 이유가 궁금했습니다. ELV(End-of-Life) 및 재활용 프로세스에 대해 설명합니다. 이것은 역사에 달려있을 수 있습니다. 영국의 관점에서 볼 때 2000년 EU 수명 종료 차량 지침을 준수하기 위해 차량 제조업체/수입업체는 차량을 친환경적으로 폐기할 책임이 있습니다. 영국에서는 이를 CarTakeBack 및 Autogreen이라는 두 개의 네트워크에 아웃소싱했으며, 이 네트워크는 EU에서 설정한 회수 및 재활용 목표(현재 중량의 95%) 준수를 보장할 뿐만 아니라 준수 증거를 자동차 제조업체/ 수입업자 고객 또는 그들을 대신하여 DEFRA에 제출합니다.
우리는 두 네트워크 모두에 일반적인 자동차 재활용 질문을 던졌습니다. 여기에는 그들이 대표하는 자동차 브랜드, 재활용할 수 없는 자재, 그리고 어떻게 되는지(EV가 다른 자동차와 공유하는 플라스틱, 폼, 유리 등)에 대한 질문이 포함됩니다. 재활용 프로세스에 사용된 에너지에 대한 정보를 요청했습니다. 우리는 응답에 놀랐습니다. CarTakeBack은 어떤 질문에도 대답을 거부했으며 조직이 영국에서 ELV 관련 활동의 전체 환경적 영향을 인식하지 못한다는 결론에 대해 응답할 권리를 요청했을 때 회사는 다음과 같이 말했습니다. 귀하를 위해 기사를 작성하는 데 몇 시간을 할애하고 싶습니다. 또 다른 위협적이거나 비방하는 이메일을 보내면 당사 법률 팀이 지시할 것입니다. 귀하의 접근 방식을 고려할 때 귀하는 차량 제조업체 및 DEFRA로부터 유사한 응답을 받을 가능성이 높으며, 귀하와 연락하지 않은 이유를 모든 연락처에 알렸습니다. 귀하의 기사에 행운을 빕니다. 이 주제에 대해 더 이상 서신을 보낼 필요가 없습니다."
우리는 같은 질문을 Autogreen에 보냈습니다. 또한 질문에 대한 답변도 제공하지도 않았고 사실도 제공하지 않았지만 회사가 더 도움이되었고 추가 연락처를 제공했습니다. 이에 감사함을 표하면서도 영국의 신차 수입업체/제조업체를 대신하는 전문 네트워크가 재활용할 수 없는 폐차 폐기물의 종류와 처리 방법을 구체적으로 알기를 기대하는 것이 무리가 아닌지 문의했습니다. 또한 가장 최근의 사용 가능한 데이터에 따르면 영국의 ELV 재활용 산업 전체가 EU에서 설정한 폐차 재활용 및 회수 목표인 95%를 2년 연속으로 달성하지 못했다는 사실도 흥미롭습니다. 그러나 SMMT는 "모든 자동차 제조업체는 ELV 규정이 시행된 이후 시행 이후 법률에 명시된 필수 재활용 및 회수율을 충족하고 있습니다"라고 말했습니다. 그러나 이 진술을 뒷받침할 증거는 제공되지 않았습니다.
그럼에도 불구하고 영국 금속 재활용 협회(BMRA)의 기술 이사인 Howard Bluck은 "자동차 재활용 부문의 추가 미래 과제는 기존 연료에서 하이브리드 전기 자동차, 완전 전기 자동차로의 전환이 될 것"이라고 인정했습니다.
차량 재활용 협회(Vehicle Recyclers' Association)의 Chas Ambrose는 EV 및 하이브리드의 고전압 배터리는 현재 오염 제거 과정에서 거의 접하지 않으며, 재판매 및 예비 부품으로 재사용하기에 충분히 양호한 상태인 경향이 있다고 확인했습니다. . 그는 배터리 팩을 사용할 수 없거나 손상된 경우 EU 원산지 생산자 책임 법규(EU 배터리 지침)에 따라 재활용품을 수거하고 정리하는 것은 자동차 제조업체의 책임임을 확인했습니다. 그러나 ELV 업계는 미래에 점점 더 많은 수의 고전압 배터리에 직면하게 될 것이라는 점을 인식하고 있으며 자동차 해체업자가 관련된 위험을 이해하도록 돕기 위한 움직임이 업계에 도입되고 있습니다.
재활용 파트너로부터 성공적인 답변을 얻지 못한 우리는 여러 영국 자동차 제조업체/수입업체에 동일한 질문을 제기했습니다. Ford of Britain 대변인은 전화로 우리의 원래 질문이 비합리적이지 않다고 말했고 Ford Motor Company의 지속 가능성 보고서 사본을 이메일로 보냈으며 우리의 질문을 회사의 UK ELV 관리자에게 보내도록 초대했지만 결국 응답하지 않았습니다. . 보도국이 할 일은 회사의 법적 책임을 확인하고 "ELV 지침에 따라 재활용할 수 있는 차량"을 생산한다는 성명서를 보내는 것뿐입니다.
BMW의 고전압 배터리 재활용 작업에 대한 긍정적인 소문을 듣고 우리는 BMW Group UK에 동일한 질문을 제기했지만 EV 수명 종료 활동에 대한 추가 세부 정보를 요청했습니다. 슬프게도 BMW(UK) Limited는 ELV 계약자(Autogreen)로부터 받은 것 이상의 추가 정보를 제공할 수 없음을 확인했습니다.
업계 내 여러 연락처를 사용하여 다른 3개 자동차 브랜드의 영국 수입업체와 비밀리에 이야기를 나누며 복구/수리 확인/전달을 포함하여 제조업체의 영국 수명 종료 차량 책임을 처리하는 책임자와 직접 대화할 수 있는지 확인했습니다. 해당되는 경우 데이터를 DEFRA에 재활용합니다. 이 모든 경우에 동료가 관련 사람을 찾을 수 없었습니다.
BMW는 윤리적인 EV 배터리 재료를 위해 호주를 찾습니다. 제조업체가 전기 자동차를 기존 내연 기관 자동차와 비교하는 자체 재활용 연구를 수행했는지 알아보기 위해 추가 조언을 구했습니다. 특히 일본 제조사들이 전기차 배터리의 용도 변경 및 재활용을 잘 하고 있다는 소식을 듣고 Nissan Motor(GB) Limited에 문의했습니다. Nissan은 유럽에서 가장 큰 전기차 판매업체이기 때문입니다. . 그러나 두 팔 벌려 약혼한 Toyota GB.
HV 배터리의 회수 과정에 대해 법적 의무를 수락하는 대신 관련 EU 국가의 가능한 각 출처에서 수거함으로써 법적 의무를 넘어선 유일한 OEM은 도요타뿐이라고 자신 있게 밝혔습니다. 교체된 배터리에 대한 보증금 시스템을 설정하여 회수율이 90%를 초과합니다. 회사는 또한 자사의 재활용 프로세스가 배터리당 재활용률 50%라는 EU 법적 임계값을 통과했다고 밝혔습니다. 그러나 이것은 고전압 배터리 재활용의 문제를 강조합니다. 고전압 배터리 자체는 자동차의 나머지 부분에 대한 회수/재활용 비율이 95%인 것과 비교하여 50%의 훨씬 더 낮은 재활용 비율을 허용하는 다른 법률의 적용을 받습니다.
Toyota는 또한 165대의 플러그인 하이브리드(PHEV) 자동차와 관련된 유럽 파쇄기 시험의 증거를 제공했습니다. 이 연구는 PHEV의 재활용 비율이 실제로 기존 차량과 다르지 않다는 결론을 내렸습니다. 그러나 자세히 조사한 결과 자동차가 파쇄되기 전에 고전압 배터리가 제거된 것으로 나타났습니다. 불법은 아니지만 이는 비교를 투명하게 만들기 어렵습니다. 우리는 이에 대한 응답을 Toyota에 물었고 HV 배터리,
"그런 다음 해당 법률에 따라 승인된 시설에서 치료를 받았고 해당 법률에 따른 요건을 충족했습니다."
부수적으로 이 법안은 재활용률이 50% 미만인 것을 의미하지만 Toyota는 "우리 파트너가 달성한 재활용률이 현행법에서 요구하는 것보다 높다는 증거가 있으며 실제로는 재활용률이 50%보다 훨씬 높다고 확신합니다. 50% 법적 요구 사항".
Toyota의 주장을 뒷받침하기 위해 명확하고 정확한 수치를 요청했지만 "정보는 기밀"이기 때문에 더 이상의 답변은 제공되지 않았습니다.
우리는 또한 EV의 요람에서 무덤까지의 탄소 발자국이 내연 기관이 장착된 해당 차량의 탄소 발자국보다 낫다고 주장하는 제조업체를 알고 있습니다. Volkswagen Group은 2019년 4월 이 사실을 밝혔지만 회사는 아직 가동되지 않은 사내 파일럿 EV 배터리 재활용 공장의 잠재적 감소량을 기반으로 계산했기 때문에 전체 주장에 의문을 제기했습니다. 독일의 Volkswagen에게 오늘(내일 아님) EV 배터리 재활용에 대해 무엇을 하고 있는지 물었을 때 이메일은 확인되었지만 정보에 대한 후속 요청을 보냈음에도 추가 응답은 없었습니다.
닛산의 조립식 배터리는 청정 에너지 저장 또는 비상 시 백업 배터리와 같은 다양한 용도로 사용될 수 있습니다. 우리의 연구 결과는 우려스럽습니다. 특정 업계 내부자들이 우리에게 대단한 일이 일어나고 있다고 말하지만 더 이상 아무것도 밝힐 수 없는데 왜 자동차 제조업체/수입업체는 그러한 근본적인 환경 문제에 대해 그렇게 회피하고 있습니까? 왜 자동차 제조사들은 배터리 재활용과 관련하여 그들이 하고 있는 일을 지적하는 것을 꺼려합니까? 그들의 PR 및 마케팅 부서는 자동차의 색상/월별 지불보다 더 복잡한 질문을 처리할 수 없거나 불편한 진실을 공개적으로 인정하기를 원하지 않습니까? 이유가 무엇이든 자동차 제조업체와 수입업체는 폐기 단계에서 EV 환경 문제를 해결하는 방법에 대해 더 개방적이고 정직해야 합니다. 그들이 과거에 자신의 폐차와 직접적으로 관련되기를 원하지 않았기 때문에 '추격'을 하고 있을 가능성이 있습니다. 이것은 북미에서 실현되고 있으며 Volkswagen은 EV 재활용 자체를 처리하는 것이 비용 및 환경적 이유로 우선순위가 되어야 한다고 인정했습니다.
현재 영국에는 HV 배터리 재활용 시설이 없기 때문에 재활용을 위해 유럽(또는 그 이상)으로 운송해야 합니다. West Midlands, Birmingham에 소재한 Aceleron의 비즈니스 개발을 이끄는 화학 엔지니어 Amrit Chandan은 재활용 기반 시설의 부족이 "비극"임을 인정합니다. 따라서 가능한 한 오랫동안 배터리를 사용하는 것이 EV의 친환경 인증을 강화합니다. 그러나 영국이 이 연구를 주도하고 있기 때문에 낙관적일 수 있습니다.
Innovate UK는 Faraday Battery Challenge를 통해 오래된 배터리를 새 배터리의 표준을 충족하거나 초과하는 표준으로 수리함으로써 비용 효율적인 EV 배터리 교체 시장을 만드는 것을 목표로 하는 VALUABLE 프로젝트에 자금을 제공했습니다. EV에 더 이상 전력을 공급할 수 없는 대부분의 HV 배터리에는 원래 용량의 70%가 남아 있기 때문에 이는 특히 중요합니다. HV 배터리 재활용에 사용되는 프로세스는 비용이 많이 들고 낭비적이므로 수리는 비용과 재정적 관점 모두에서 의미가 있습니다. 그러나 Chandan은 재활용과 재제조가 모두 HV 배터리 건설에 의해 제한된다는 점을 인정하고 새로운 배터리 건설 방법이 재활용 및 재제조 프로세스(예:구조용 접착제의 사용 제한)에 더 호의적임을 보장할 뿐만 아니라 입법을 요구합니다. 배터리에 사용된 재료에 대한 데이터를 제공하는 등 제조업체가 더 투명해야 한다는 데 동의합니다. 그는 이것이 '비밀 레시피'를 희생하지 않고도 할 수 있다고 주장합니다.
EV 폐기 고려 사항도 개발 중입니다. Faraday Institution의 ReLib 프로젝트는 자동차 HV 배터리 재활용을 법적 최소 50%에서 가능한 한 100%에 가깝게 늘리는 것을 추구합니다. 여기에서 Faraday Institution의 다른 혁신에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 또한 CALIBRE 프로젝트에는 ELV 배터리에 대한 영국 기반 공급망을 구축하기 위해 노력하고 있는 University of Warwick의 Autocraft Drivetrain Solutions, Benchmark Mineral Intelligence, Nissan 및 WMG를 비롯한 여러 회사가 참여합니다. 이러한 조직이 앞으로 하고 있는 긍정적인 일에 대해 더 자세히 다룰 수 있기를 바랍니다.
EV 수명 종료에 대한 실제 과제가 있어 진정한 환경 자격에 의문을 제기하지만 이를 무시할 수는 없습니다. 모터 제조업체는 솔직하지 못한 것 같지만 이면에서 작업이 진행 중이며 우리는 EV 배터리 재활용 분야에서 획기적인 발전의 정점에 있다는 것을 이해합니다. 당연히 우리는 가까운 장래에 최신 흥미진진한 개발에 대한 독특한 통찰력을 제공할 것입니다.
