한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집 2017년 춘계학술발표회 논문집 (p.4-4)

폐전지류의 적정 관리를 위한 전과정 단계별 물질흐름분석

키워드 :
물질흐름분석(MFA),폐전지류,수거 및 재활용,EPR

초록

전지류는 충전 여부에 따라 크게 1차 전지와 2차 전지로 나뉜다. 1차 전지로는 망간/알칼리망간전지, 수은전지, 리튬전지 등이 있으며, 2차 전지로는 리튬이온전지, 니켈카드뮴전지, 납축전지 등이 있다. 이러한 전지류에는 니켈, 카드뮴, 수은 등과 같은 유해한 중금속과 은, 리튬 같은 유가금속이 함유되어 있어 폐전지류의 수거 및 재활용은 유해물질 관리와 자원순환의 측면에서 적정 관리가 매우 중요하다. 이에 따라 우리나라에서는 2003년부터 전지류를 EPR(Extended Producer Responsibility, 생산자책임재활용)제도 적용 대상 품목으로 관리하고 있다. 그러나 EPR제도 적용 대상 전지류는 수은전지, 산화은전지, 망간/알칼리망간전지, 리튬일차전지와 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지로 6종류만 속하여 이 외의 전지는 모두 소각되거나 매립되는 실정이다. 또한 EPR제도 적용 대상 전지류의 재활용 의무율이 2014년 기준 전지 종류별로 20~65% 범위를 설정하고 있으며, 매년 출고량에 비해 수거 및 재활용율이 저조한 실정이다. 연간 국내 시장에 유통되는 EPR 제도 대상 전지류는 약 14천 톤이며 이 중 망간/알칼리망간전지가 약 12천 톤으로 전체 시장의 약 90%를 차지한다. 그러나 수거되어 재활용되는 폐망간/알칼리망간전지가 약 1천 톤으로 재활용률이 약 10%에 불과하다. 이에 본 연구에서는 망간/알칼리망간전지와 니켈카드뮴전지를 중심으로 발생・수거・처리 등 전과정 단계별 물질흐름분석을 통하여 국가 수준의 물질흐름도(Material flow analysis at national level)을 파악하여 주요 흐름과 특성을 분석하고자 한다. 또한 분석 결과를 종합하여 국내 폐전지류의 수거 및 재활용을 포함한 적정 관리를 위한 개선 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 현장 실태조사를 통하여 국내 폐전지류의 수거 및 재활용의 문제점을 파악하고, 문헌조사와 전문가 자문 내용 및 시민 설문조사를 바탕으로 확보된 데이터를 통해 망간/알칼리망간전지 및 니켈카드뮴전지의 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 본 연구 결과, 망간/알칼리망간전지와 니켈카드뮴전지는 각각 가정에서 약 8천톤, 8백톤의 사용 및 보관되고 있었으며, 병원이나 숙박업소 등의 사업장에서도 상당량이 사용되는 것을 확인할 수 있었다. 폐건전지 수거함으로 수거되는 양은 각각 약 17백 톤과 2백톤이었으며, 재활용 시설로 각각 약 2천톤, 3백톤이 투입되는 것으로 파악되었다. 폐망간/알칼리망간전지에서 발생한 고철 및 망간/아연분말은 재활용되고 약 40%정도 발생하는 스크랩은 매립되고 니켈카드뮴전지의 경우 약 70%의 Ni scrap 등 유가물로 판매되고 있는 것으로 나타났다. 향후 사용 보관되고 있는 폐전지류의 수거 활성화 방안 마련을 위한 체계적인 노력이 요구된다.