배터리 전과정 환경영향 평가

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7952(2023) 이 기사 인용

842 액세스

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

전기 자동차의 중요한 부품인 리튬 이온 배터리 팩은 사용 단계에서 특정 환경 영향을 미칩니다. 종합적인 환경 영향 분석을 위해 다양한 소재로 구성된 리튬이온 배터리 팩 11개를 연구 대상으로 선정했습니다. 환경부하를 정량화하기 위한 수명주기평가법과 엔트로피 가중치법을 도입하여 환경배터리 특성을 기반으로 한 다단계 지수평가 시스템을 구축하였습니다. 결과는 Li-S 배터리가 사용 단계에서 가장 깨끗한 배터리임을 보여줍니다. 또한 전력 구조 측면에서 중국에서 배터리 팩을 사용할 경우 탄소발자국, 생태발자국, 산성화 가능성, 부영양화 가능성, 인체 독성 암, 인체 독성 비암 등이 다른 4개 지역보다 훨씬 높습니다. 현재 중국의 전력 구조는 전기 자동차의 지속 가능한 발전에 도움이 되지 않지만, 전력 구조의 최적화를 통해 중국에서 전기 자동차가 깨끗한 주행을 달성할 수 있을 것으로 기대됩니다.

운송 산업은 빠르게 발전하고 있으며 경제 및 사회 발전에 특히 중요한 역할을 합니다1. 동시에 많은 화석 연료를 소비하고 심각한 환경 오염을 유발합니다2. IEA(2019)는 전 세계 CO2 배출량의 약 1/3이 운송 부문에서 발생한다고 보고합니다3, 4. 세계 최대의 이산화탄소 배출국인 중국은 최근 몇 년간 심각한 에너지 및 환경 문제를 다루어야 했습니다5. 전 세계 운송 산업의 막대한 에너지 수요와 환경적 압박을 완화하기 위해 운송 부문의 전기화는 오염 물질 배출을 줄이기 위한 주요 조치 중 하나로 간주됩니다6,7,8. 따라서 깨끗하고 지속 가능한 에너지 차량, 특히 전기 자동차(EV)의 개발은 자동차 산업에서 유망한 선택이 되었습니다9.

이러한 맥락에서 2001년 9월 국가 "863" 계획에 신에너지 자동차가 포함되었고, 그 후 "EV의 주요 과학 기술 프로젝트"가 시작되어 중국의 EV 연구 개발이 시작되었습니다. 중국 정부는 12차 5개년 계획(2010~2015) 이후 더욱 깨끗한 여행을 위해 전기차 사용을 장려하기로 결정했습니다. 그러나 심각한 경제 위기로 인해 모든 국가는 에너지 위기, 화석 연료 가격 상승, 높은 실업률 및 인플레이션 상승이라는 문제에 직면하게 되었습니다. 이는 사회의 사고방식, 국민의 소비력 및 정부 의사 결정에 영향을 미칩니다. 따라서 전기자동차에 대한 사람들의 인식과 수용도가 높지 않아 전기자동차의 초기 시장 확산을 방해하는 요인이 되고 있다10. 이는 중국 정부가 EV 개발을 촉진하기 위해 일련의 정책 조치와 재정적 인센티브를 내놓은 시점에 나온 것입니다11. 2013년부터 중국은 EV 구매에 보조금을 지급하는 정책을 시행해 왔습니다12. 2021년 1월 1일부터 2022년 12월 31일까지 구매한 신에너지 차량에는 차량 구매세가 면제됩니다. 단기적으로는 가격 격차를 줄이기 위한 보조금과 충전 인프라 개발과 같은 정부 조치가 EV 소비를 증가시킬 것입니다13.

최근 몇 년 동안 중국 내 EV 및 연료 차량의 판매 및 소유는 그림 1에 나와 있습니다. 특히 지난 2년 동안 중국 내 EV의 판매 및 소유가 증가하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 반면, 연료자동차 판매는 계속 감소하고 있으며, 소유 증가 추세도 둔화되고 있습니다. 즉, 규제 지침과 환경 인식의 각성으로 인해 기존 연료 자동차의 판매 변화가 EV와 반대 방향으로 바뀌고 있으며, EV의 인기가 급격하게 증가하고 있습니다7, 14. 현재 리튬 이온 배터리는 (LIB)는 경량, 뛰어난 성능, 높은 에너지 밀도 및 높은 출력이라는 장점으로 인해 EV 분야에서 첫 번째 선택입니다. 또한, 배터리 에너지 저장 시스템20의 주요 기술인 LIB는 에너지 지속 가능성과 탄소 배출의 상당한 감소에 대한 큰 잠재력을 가지고 있습니다21.