혐기성 소화액(digestate)의 가치화는 지속가능한 폐기물 관리와 순환 경제 전략에 필수적이지만, 대규모 적용에는 기술적, 경제적, 환경적 난제가 따른다. 소화액은 토양 구조를 개선하고 합성 비료 의존도를 줄이는 귀중한 토양 개량제이나, 그 농업적 이점은 원료 특성, 처리 공정, 적용 방법에 따라 달라진다.
본 연구는 소화액의 구성, 처리 기술, 규제 프레임워크, 그리고 전과정 평가(LCA)를 통한 환경 영향 평가를 검토한다. 특히 기능 단위 및 시스템 경계 설정이 LCA 결과에 미치는 영향과 원료 선택, 전처리 및 후처리가 환경 발자국 및 비료 효율성에 미치는 영향을 분석했다. 2018년 이후 JCR 등재 논문 28편을 분석하여 LCA 연구 방법론, 시스템 경계, 영향 범주에 초점을 맞추었다.
분석 결과, LCA 방법론이 다양하여 직접적인 비교가 어렵다는 점이 확인되었다. 운송 거리, 영양소 안정성, 후처리 전략은 온실가스 배출 및 영양소 보존 효율성에 크게 영향을 미친다. 고액 분리 및 퇴비화와 같은 기술은 소화액의 안정성과 농업적 성능을 향상시킨다.
시장 불확실성과 규제 불일치에도 불구하고 소화액은 합성 비료의 유망한 대안으로 평가된다. 순환 경제 프레임워크 내에서 소화액의 지속가능한 토양 개량제 채택을 촉진하기 위해서는 표준화된 LCA 방법론과 정책적 인센티브가 필요하다.
리튬이온 배터리(LIB) 재활용 기술은 회수 효율 향상과 공급망 복잡성 증가로 빠르게 발전하고 있습니다. 기존 전과정 평가(LCA) 연구들은 이러한 산업 변화를 간과하고, 물 소비, 독성, 자원 고갈 잠재력 등 중요한 환경 영향 범주를 충분히 고려하지 못했습니다. 또한, 현재의 배터리 폐기물 구성, 최종 양극재 출력, 재활용 단계의 지리적 위치를 반영한 재활용 방법 평가는 미흡했습니다.
본 연구는 북미, 유럽, 중국에서 기존 습식 야금(CHR), 단축 습식 야금(THR), 건식 야금(PR) 재활용 방법을 비교 분석했습니다. 각 방법의 재활용 효율성과 새로운 NMC811 양극 활물질(CAM) 생산에 필요한 추가 1차 재료를 고려하여 환경 영향을 평가했습니다.
분석 결과, 침출 및 재료 추출 과정이 재활용의 환경 발자국에 가장 크게 기여하는 것으로 나타났습니다. 특히, THR 방식은 금속 추출 단계를 생략함으로써 가장 낮은 탄소 발자국, 물 소비, 독성 영향을 보였습니다. 지리적 위치의 중요성도 확인되었는데, 북미에서 재활용 및 제조할 경우 중국 대비 NMC811 CAM의 탄소 발자국은 16%, 담수 독성은 30% 감소했습니다.
이 연구는 재활용 및 생산 위치의 신중한 선택이 현대 전기차 NMC811 배터리 팩의 환경 영향을 크게 줄일 수 있음을 보여줍니다. 이는 정책 입안자와 산업계가 지속 가능한 배터리 수명 주기를 설계하는 데 중요한 통찰력을 제공할 것입니다.
