[르포] 폐배터리 금속 '환생' 여정의 한복판…새해엔 LFP도
[새만금=김윤희 기자] 거대한 저장조 앞에 서면, 한때 배터리였던 것이 이제는 금속성 용액으로 변해 조용히 숨을 고르는 장면이 먼저 펼쳐진다. 폐배터리를 파쇄해 얻는 '블랙매스'가 녹아든 이 용액은 철·알루미늄 등 배터리 산업의 핵심 금속 이외 성분을 불순물로 걸러내기 위해 일정 시간 머문다. 탱크 속에서 반응이 가라앉고, 다음 단계로 넘어갈 준비가 진행된다. 폐배터리가 가치 있는 금속으로 거듭나는 본격적인 여정은 이후부터다. 배터리마다 다르게 투입되는 첨가제나 불소 등 기타 불순물을 거르는 목적의 용매가 투입된다. 이어 또 다른 용매가 순차 투입되며 반응이 이어지고, 코발트·니켈처럼 상대적으로 비싼 금속이 생산된다. 화학 반응이 마무리된 용액은 배관을 타고 다음 공정으로 이동한다. 탱크에서 탱크로, 공정에서 공정으로. '흐름'이 끊기지 않도록 설비 전체가 유기적으로 맞물려 돌아간다. 가장 저렴한 망간은 다른 성분들과 함께 추출돼 별도 정제 공정을 거친다. 이후 남는 잔여물과 소량의 리튬까지 기계적 증기 재압축(MVR) 설비를 거쳐 분류해내면, 비로소 한 차례의 공정이 마무리된다. 이 일련의 과정에 걸리는 시간은 약 일주일. 폐배터리가 금속으로 '환생'하기까지, 공장은 7일을 촘촘히 쪼개어 쌓아 올린다. 최근 방문한 성일하이텍 새만금 3공장 침출동 내부는 이런 '일주일의 시간표'가 실제로 작동하는 현장이었다. 세계 각지에서 수급한 블랙매스에서 유용한 금속을 뽑아내는 공정들이 분주하게 가동되고 있었다. 변석현 성일하이텍 공정혁신팀장(이사)은 “배터리 수요 정체(캐즘)로 1·2공장은 가동이 중단돼 있지만, 상대적으로 고효율인 3공장에 물량을 집중해 가동률을 90% 수준으로 운영하고 있다”고 설명했다. 멈춘 공장과 돌아가는 공장이 동시에 존재하는 셈이다. 물량은 효율이 높은 라인으로 모이고, 설비는 그 흐름에 맞춰 속도를 낸다. 새만금 3공장은 블랙매스 기준 2만톤, 배터리로 환산하 10GWh 가량을 연간 재활용할 수 있는 규모로 전체 생산능력(CAPA)의 50~60%를 차지한다. 전기차 배터리로 환산하면 약 15만대 정도에 투입되는 물량이다. 생산된 금속들은 전구체, 양극재 등 배터리 소재 기업들에 두루 납품된다. 공장 내부를 더 들여다보면, 의외로 '비어 있는 공간'이 눈에 띈다. 성일하이텍 새만금 3공장 내 건물들은 절반가량을 비워둔 상태였다. 향후 폐배터리 물량이 급증할 시기에 CAPA 확대가 필요해지면 이 공간에 설비를 채워 두 배로 확장할 수 있다. 변 이사는 “반 년 정도면 공정 흐름에 막힘 없이 운영 준비를 마칠 수 있다”고 덧붙였다. 3공장도 작년 6월 완공 후 올초부터 본격적인 가동에 들어섰다. 올해 배터리 및 핵심 금속 시세 하락이 한동안 이어지면서 업계가 침체기를 겪었지만, 최근 최악의 국면을 지나 점진적 회복기에 진입했다는 분석이 나온다. 성일하이텍도 이런 전망 하에 새해엔 1공장을 재가동하면서 블랙매스 처리 물량을 연간 2만4천톤으로 회복하는 것을 목표로 세웠다. 재활용 업계의 다음 과제로는 최근 가장 활발하게 사용되는 리튬인산철(LFP) 배터리가 꼽힌다. 성일하이텍의 LFP 배터리 재활용 사업도 새해 본격화한다. 염광현 성일하이텍 영업마케팅부문장 전무는 “기술 개발은 다 끝나 있고, 새해 500톤 규모 파일럿 라인을 군산에 지을 예정”이라며 이같이 밝혔다. 니켈코발트망간(NCM) 배터리는 값비싼 코발트가 포함돼 있어 재활용 기업이 수익을 내기 비교적 용이하다. 이와 달리 LFP 배터리는 재활용 공정을 거쳐도 생산되는 금속의 가치가 떨어지는 편이다. 그러나 글로벌 전방위적으로 배터리 재활용 규제가 도입되면서 LFP 배터리를 위탁받아 처리하는 사업 모델이 만들어졌다. LFP 배터리는 국내 기업들로서는 이제 생산을 시작하는 단계라 원료 수급이 여의치 않다. 당분간은 파일럿 라인을 돌리며 운영 데이터를 쌓겠다는 판단도 이런 배경에서 나왔다. 염 전무는 “해외에서도 원료를 수급할 계획이고 양산 공장도 검토하고 있다”며 “리튬 가격이 현재 kg당 12달러 정도인데(29일 기준 약 16달러), 15달러 정도는 돼야 채산성이 나온다”고 말했다. 그는 “스크랩에 대한 처리비를 받고, 리튬 가격이 오르면 관련 수익을 고객과 배분하는 사업 구조로 고려하고 있다”며 “탄산리튬과 인산, 철을 양극재 업체로 공급하는 구조인데 2곳과 테스트도 마쳤다”고 덧붙였다. 성일하이텍은 원가를 20% 이상 절감할 수 있는 신공정도 새해 상반기 중 새만금 2공장에서 시범 도입할 예정이다. 공정 검증이 무사히 끝나면 주 생산시설인 3공장에도 접목할 계획이다. 염 전무는 “배터리 재활용 기반 소재를 원하는 고객은 많아서 판매는 끝난 상황”이라며 “장기적으로 금속 가격이 오르면서 사업에 레버리지가 생길 것으로 기대되고, 폐배터리 재활용 업황도 긍정적으로 변화할 것은 확실하다”고 말했다.
