표제지
목차
국문요약 4
제1장 서론 25
1. 연구의 배경 및 필요성 25
2. 연구의 목적 26
3. 연구의 내용 및 방법 26
제2장 리튬이차전지의 중요성과 연구대상 선정 31
1. 이차전지의 정의 31
2. 리튬이차전지의 원리와 구성 34
3. 리튬이차전지의 국내외 시장 현황 및 전망 37
가. 국외 37
나. 국내 38
4. 리튬이차전지 구성 유가금속 자원 현황 48
5. 연구대상 선정(소ㆍ중ㆍ대형) 50
제3장 국내외 폐리튬이차전지 관리제도 현황 55
1. 국외 주요국 리튬이차전지 관련 법제 55
2. 국내 리튬이차전지 관련 법제 62
제4장 국내 리튬이차전지 폐자원흐름 분석 66
1. 국외 폐리튬이차전지 물질흐름분석 연구동향 66
가. 전기자동차 리튬이온전지 폐자원흐름 전망 66
나. 일본 리튬이온전지 내 코발트 물질흐름분석 연구 69
2. 국내 폐자원흐름 분석을 위한 단계별 정의 72
3. 제품별 폐자원흐름 분석 73
가. 소형 폐리튬이차전지: 휴대폰 폐배터리 73
나. 중형 폐리튬이차전지: 전기차 폐배터리 94
다. 대형 폐리튬이차전지: 에너지저장장치(ESS) 폐배터리 102
제5장 폐리튬이차전지의 관리상 문제점 분석 및 개선방안 109
1. 현행 폐리튬이차전지 관리상 문제점 분석 109
가. 소형 폐리튬이차전지: 휴대폰 폐배터리 및 폐보조배터리 109
나. 중형/대형 폐리튬이차전지: 전기차 폐배터리 및 ESS 폐배터리 118
2. 각 제품 유형별 관리 개선방안 121
가. 소형 폐리튬이차전지: 휴대폰 폐배터리 121
나. 중형 폐리튬이차전지: 전기차 폐배터리 127
다. 대형 폐리튬이차전지: ESS 폐배터리 148
제6장 결론 150
1. 폐자원흐름 분석 종합 150
2. 유가금속 수입대체 가능량 산정 155
3. 자원회수를 통한 환경영향 저감 측면 160
4. 제언 162
참고문헌 169
Abstract 180
판권기 2
〈표 1-1〉 연구 수행전략 및 기대효과 29
〈표 2-1〉 이차전지의 분류 33
〈표 2-2〉 이차전지 관련 법률 및 관리대상 전지 33
〈표 2-3〉 리튬이온전지의 용도 36
〈표 2-4〉 휴대폰 판매량 39
〈표 2-5〉 전기자동차 지역별 보급 현황(대수) 40
〈표 2-6〉 시ㆍ도별 전기차 등록현황 41
〈표 2-7〉 전기차 보급현황 및 전망치 41
〈표 2-8〉 전국 지자체별 전기버스 도입현황 42
〈표 2-9〉 국내 보급대상 전기버스 43
〈표 2-10〉 전기차 보조금 지원 대상 차종 44
〈표 2-11〉 지자체 구매 보조금 현황 45
〈표 2-12〉 산업통상자원부의 ESS 보급 지원 정책 46
〈표 2-13〉 국내 ESS 수요 전망 46
〈표 2-14〉 테크놀로지별 국내 ESS 시장 전망 47
〈표 2-15〉 국내 LIB-ESS 용도별 시장 전망 47
〈표 2-16〉 이동전화 회선 현황 51
〈표 2-17〉 주요 에너지저장장치별 장ㆍ단점 53
〈표 3-1〉 미국 각 주별 리튬이차전지 관련 법령 및 체계 56
〈표 3-2〉 독일 BattG 관리대상 전지 분류 59
〈표 3-3〉 독일 BattG에 따른 전지 함유물질 기준치와 라벨 60
〈표 3-4〉 일본 폐전지 수거 종류 및 관리 현황 61
〈표 3-5〉 국내 EPR제도 재활용의무율 산정기준 63
〈표 3-6〉 EPR 적용대상 전지류의 장기 재활용목표율 63
〈표 3-7〉 보조금 지급 대상 전기차용 이차전지 관련 법령 64
〈표 3-8〉 국내 리튬이차전지 관리 법령 현황 65
〈표 3-9〉 국내외 폐리튬이차전지 관리제도 비교 65
〈표 4-1〉 폐리튬이온전지 종류와 시나리오에 따른 리튬이온전지 배출 비율 67
〈표 4-2〉 폐자원흐름분석 단계 및 각 단계별 개념 72
〈표 4-3〉 현장방문 시 주요 질의사항 73
〈표 4-4〉 한국전자제품자원순환공제조합 주체별 회수 현황 77
〈표 4-5〉 폐휴대폰 배출량 추정 80
〈표 4-6〉 휴대폰 폐배터리 배출량 추정 공식 81
〈표 4-7〉 연도별 인구ㆍ추계인구수 82
〈표 4-8〉 폐휴대폰 배출량 및 휴대폰 폐배터리 중량 83
〈표 4-9〉 휴대폰 폐배터리 함량분석 결과 84
〈표 4-10〉 휴대폰 폐배터리 내 유가금속 함량(최대값, 최소값, 평균값) 84
〈표 4-11〉 휴대폰 폐배터리 내 유가금속 배출량 추정치(2017) 85
〈표 4-12〉 사용이 만료된 리튬이온 배터리 사용연한 및 비율 96
〈표 4-13〉 전기차 폐배터리 배출 추정치 97
〈표 4-14〉 전기차 폐배터리 배출 추정치 및 추정량 98
〈표 4-15〉 전기차 폐배터리 함량분석결과 99
〈표 4-16〉 전기차 폐배터리 내 유가금속 함량 최대값, 최소값, 평균값 100
〈표 4-17〉 전기차 폐배터리 내 유가금속 배출량 추정치(2017년 및 2020년) 100
〈표 4-18〉 국내 LIB-ESS 공급량 전망 104
〈표 4-19〉 ESS 폐배터리의 1kWh당 평균 중량 105
〈표 4-20〉 국내 LIB-ESS 폐배터리 배출량 전망 106
〈표 4-21〉 ESS 폐배터리 내 유가금속 배출량 추정 106
〈표 5-1〉 「전기ㆍ전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률 시행령」 [별표3]에 명시된 회수ㆍ인계ㆍ재활용의무 대상 전기ㆍ전자제품 등 110
〈표 5-2〉 환경성보장제도에 따른 재활용 및 회수 의무 110
〈표 5-3〉 휴대폰 판매사업자 현황 111
〈표 5-4〉 보조배터리 수출입 현황 112
〈표 5-5〉 현행 「재활용가능자원의 분리수거 등에 관한 지침」 114
〈표 5-6〉 독일 GRS 수거체계 115
〈표 5-7〉 폐리튬이차전지 수입 현황(2015) 117
〈표 5-8〉 통제대상 유해폐기물 목록에 따른 폐이차전지 현황 117
〈표 5-9〉 전기차 폐배터리 관련 법령 118
〈표 5-10〉 폐납산배터리, 배출가스 저감장치, 전기차 폐배터리 관련 법령 119
〈표 5-11〉 폐기물관리법 시행령 [별표1] 지정폐기물의 종류 120
〈표 5-12〉 미국 뉴욕주의 배터리 판매업자 의무사항 122
〈표 5-13〉 현행 「재활용가능자원의 분리수거 등에 관한 지침」 125
〈표 5-14〉 리튬이차전지 관련 관리방안 추가(안) 132
〈표 5-15〉 「대기환경보전법」 시행규칙 [별표21의2] 저감장치 등 사용기간별 지원금액 회수기준 134
〈표 5-16〉 전기차 배터리 보증기간 및 내용 135
〈표 5-17〉 전기차 폐배터리 탈거 유형 및 보조금 회수기준(안) 136
〈표 5-18〉 UN 국제위험물도로운송규칙에 따른 리튬이차전지 처리 기준 138
〈표 5-19〉 리튬이차전지 관련 관리방안 추가(안) 139
〈표 5-20〉 [별표 5] 폐기물의 처리에 관한 구체적 기준 및 방법(제14조 관련) 중 지정폐기물의 기준 및 방법 141
〈표 5-21〉 전기ㆍ전자제품 및 자동차의 자원순환에 관한 법률 수정(안) 비교 144
〈표 5-22〉 이차전지 폐기물 분류코드 146
〈표 5-23〉 폐자동차 관련 EcoAS 통계 구분 146
〈표 5-24〉 폐자동차 관련 EcoAS에 집계된 해체재활용단계의 세부재활용 실적 147
〈표 5-25〉 전기차 배급업무 담당부서 148
〈표 6-1〉 2027년과 2029년 폐리튬이차전지에 함유된 유가금속 배출 추정량 155
〈표 6-2〉 LME(London Metal Exchange) 기준 유가금속 가격 및 원화 변환가격 156
〈표 6-3〉 2027년과 2029년 폐리튬이차전지에 함유된 유가금속 금전적 가치 157
〈표 6-4〉 2027년과 2029년의 폐리튬이차전지 중 코발트 배출 추정량 수 158
〈표 6-5〉 이차전지용 코발트 수입량(HSK코드: 2822001091) 158
〈표 6-6〉 코발트 수입대체 효과 159
〈표 6-7〉 환경 및 인체건강에 미치는 영향 범주 160
〈표 6-8〉 물질흐름 단계별 환경 및 인체건강에 미치는 영향 161
〈그림 1-1〉 연구범위 및 내용 27
〈그림 1-2〉 연구 추진 흐름도 30
〈그림 2-1〉 상용전지의 분류 및 종류 31
〈그림 2-2〉 리튬이온전지 구조 34
〈그림 2-3〉 리튬이온전지 구성 소재 역할 34
〈그림 2-4〉 전기차용 리튬이차전지의 수요 전망 38
〈그림 2-5〉 리튬가격 동향 49
〈그림 2-6〉 코발트가격 동향 49
〈그림 2-7〉 다양한 사이즈의 리튬이온 전지 50
〈그림 2-8〉 ESS 종류 및 적용범위 52
〈그림 2-9〉 국내 리튬이온전지 설치 현황 54
〈그림 3-1〉 EU+스위스 총 휴대용 배터리 판매량 및 수거량 58
〈그림 3-2〉 EU+스위스 각 국가별 휴대용 배터리 판매량 및 수거량 58
〈그림 3-3〉 EPR 제도 운영체계 62
〈그림 4-1〉 EIA 전기자동차 판매량 전망치 및 폐리튬이온전지 예상 발생량 66
〈그림 4-2〉 일본 폐전지 흐름: 일반가전제품, 전지 69
〈그림 4-3〉 일본 폐가전제품 내 리튬이온전지 배출 현황 70
〈그림 4-4〉 일본 내 코발트 흐름도(2010) 71
〈그림 4-5〉 휴대폰 배터리 폐자원흐름도 74
〈그림 4-6〉 휴대폰 폐배터리(일체형) 배출 주체 및 배출방식 78
〈그림 4-7〉 휴대폰 폐배터리(분리형) 배출 주체 및 배출방식 79
〈그림 4-8〉 휴대폰 폐배터리(일체형) 수거 단계까지의 흐름 86
〈그림 4-9〉 휴대폰 폐배터리 전처리 단계까지의 흐름 87
〈그림 4-10〉 자원회수 공정도(일반) 88
〈그림 4-11〉 폐배터리 전처리 공정 89
〈그림 4-12〉 폐배터리 재활용 공정 90
〈그림 4-13〉 재활용 처리를 통해 생산된 유가자원 종류 90
〈그림 4-14〉 휴대폰 폐배터리의 자원회수 단계까지의 흐름 91
〈그림 4-15〉 휴대폰 폐배터리의 활용 단계까지의 흐름 92
〈그림 4-16〉 휴대폰 폐배터리 활용 단계의 세부 흐름도 93
〈그림 4-17〉 전기차 폐배터리 폐자원흐름도 95
〈그림 4-18〉 시나리오별 전기자동차 리튬이온전지 생애주기 96
〈그림 4-19〉 전기차 폐배터리 배출 추정치 추이 98
〈그림 4-20〉 ESS 배터리 폐자원흐름도 103
〈그림 5-1〉 보조배터리 누적 수입량 112
〈그림 5-2〉 한국전자제품자원순환공제조합 수거 경로 비율(2016) 113
〈그림 5-3〉 Call2Recycle 홈페이지에서 제공하는 수거 품목 및 처리방법 안내 포스터 123
〈그림 5-4〉 Call2Recycle 홈페이지에서 제공하는 배출지점 정보 124
〈그림 5-5〉 보조금이 지급된 전기차 폐배터리 관리체계(안) 128
〈그림 5-6〉 재사용센터(가칭)의 기능 및 역할 130
〈그림 5-7〉 전기차와 배터리, 그리고 ESS 131
〈그림 5-8〉 보조금이 미지급된 전기차 폐배터리 관리체계(안) 137
〈그림 5-9〉 특수처리된 폐리튬이차전지 회수 상자 139
〈그림 6-1〉 휴대폰 배터리 폐자원 흐 151
〈그림 6-2〉 보조금 지급 전기차 폐배터리 관리체계 구축(안) 152
〈그림 6-3〉 보조금 미지급 전기차 폐배터리 관리체계 구축(안) 153
〈그림 6-4〉 보조금 지급 ESS 폐배터리 관리체계 구축(안) 154
〈그림 6-5〉 코발트 누적 수입량 159
〈그림 6-6〉 소형 휴대폰 폐배터리의 관리상 주요 검토사항 162
〈그림 6-7〉 중ㆍ대형 전기차 및 ESS 폐배터리의 관리상 주요 검토사항 165