LE System, 전해액 안정공급 기술 개발 … 해외 설비투자도 본격화

일본 LE System이 바나듐 레독스플로우전지(VRFB: Vanadium Redox Flow Battery)용 전해액 양산을 준비하고 있다.
LE System은 일본 후쿠시마현(Fukushima) 나미에(Namie)에 생산능력 5000평방미터의 VRFB 전해액 공장을 건설하고 있으며 야마구치현(Yamaguchi)에도 공장을 건설하기 위해 검토작업에 돌입했다.
해외투자에도 나섰다. 바나듐 자원이 풍부한 남아프리카와 오스트레일리아를 후보로 현지 화학기업과 협상을 진행하고 있는 것으로 알려졌다.
폐기물이나 미이용 자원으로 생산하는 기술을 활용해 시장 가격에 좌우되지 않고 전해액을 안정적으로 공급할 수 있는 체제를 완성하는 것을 목표로 하고 있다.
LE System은 2011년 설립된 후쿠시마현 지역기업으로, 일본 신에너지‧산업기술종합개발기구(NEDO)의 벤처기업 신에너지 기술혁신 사업을 통해 VRFB 전해액 생산기술을 개발했다. 2019년에는 페이즈 D에 채택돼 쓰쿠바(Tsukuba) 사업장에서 대규모 실증연구를 진행하고 있다.
VRFB는 전해액이 난연성이어서 안전성이 높고 반영구적으로 사용이 가능한 장수명 특성까지 갖추고 있는 것으로 평가되고 있다.
전력 출력과 용량을 자유자재로 설계할 수 있고 대형화가 용이해 재생가능에너지용 정치형 축전지를 중심으로 글로벌 시장이 성장할 것으로 기대되고 있다.
앞으로 보급을 확대하기 위해서는 배터리 코스트 가운데 40%를 차지하고 있는 전해액 가격을 낮추는 것이 핵심으로 판단된다.
또 전해액 원가의 45% 정도는 원료 바나듐이 차지하고 있어 바나듐 가격도 경쟁력을 좌우하고 있다.
현재는 철강 첨가제 페로바나듐(Ferrovanadium)의 원료인 오산화바나듐(V2O5)을 사용하고 있어 철강산업의 움직임에 따라 가격이 시시각각 변하고 있다.
LE System은 시장에 영향을 받지 않고 전해액을 안정적으로 공급하기 위해 폐기물이나 미이용 자원에서 바나듐을 회수하고 전해액으로 제조하는 프로세스를 개발하고 있다.
먼저 화력발전소의 석유 코크스 연소 보일러에서 발생하는 연소 매개에 주목하고 있다.
습식법으로 바나듐 찌꺼기를 추출하고 기초원료인 메타바나듐산암모늄으로 환원시키는 공정을 거쳐 원료 사산화바나듐(V2O4)을 얻고 있다. 오산화바나듐보다 제조공정을 효율화할 수 있다는 것이 강점이며 광산 잔사와 폐촉매를 원료로 전해액을 제조하는 기술을 확립하고 있다.
앞으로 일본과 해외에서 신기술을 활용해 바나듐 회수 및 전해액 생산 사업장을 건설할 예정이다.
현재 건설하고 있는 나미에 공장은 2021년 8월 완공한 후 11월 상업가동을 목표로 하고 있으며 야마구치현에도 2022년 가을 가동을 목표로 생산능력 1만-2만평방미터 수준의 신규공장 건설을 준비하고 있다.
해외에서는 남아프리카와 오스트레일리아 등에서 설비투자를 검토하고 있다.
남아프리카는 정부계 연구기관의 협력을 얻어 민간기업과 사업타당성 조사(FS)를 진행하고 있으며 2022년 가을 상업화할 계획이다.
오스트레일리아 공장도 2022년 가을 상업가동을 목표로 하고 있다. (K)