폐건전지 및 폐형광등 재활용 실태조사

2009.12

- III -

목 차

제 1 장 서론 ·················································································································1

1.1 조사배경 및 목적 ·······································································································3 1.2 조사내용 및 범위 ·······································································································3

제 2 장 폐건전지 관리제도 및 현황 ·······································································5

2.1 건전지 종류 및 유해성 ·····························································································7 2.1.1 건전지 종류 ···········································································································7 2.1.2 유해물질 종류 및 함량 ·····················································································13

2.2 폐건전지 관리 국내외 제도 ··················································································18 2.2.1 국내제도 ···············································································································18 2.2.2 국외제도 ···············································································································21

2.3 국내 폐건전지 배출 및 관리현황 ········································································23 2.3.1 건전지 출고량 ·····································································································23 2.3.2 폐건전지 관리체계 ·····························································································24 2.3.3 재활용 공정 ·········································································································30 2.3.4 재활용 현황 ·········································································································33 2.3.5 시민의식 ···············································································································36

제 3 장 폐형광등 관리제도 및 현황 ····································································37

3.1 폐형광등 종류 및 유해성 ······················································································39 3.1.1 조명제품의 종류 ·································································································39 3.1.2 형광등의 유해성 ·································································································45

3.2 폐형광등 관리 국내외 제도 ··················································································49 3.2.1 국내제도 ···············································································································49

- IV -

3.2.2 국외제도 ···············································································································52

3.3 국내 폐형광등 배출 및 관리현황 ········································································68 3.3.1 형광등 출고량 ·····································································································68 3.3.2 폐형광등 관리체계 ·····························································································69 3.3.3 폐형광등 재활용 공정 ·······················································································74 3.3.4 폐형광등 재활용 현황 ·······················································································75 3.3.5 시민 의식 ·············································································································78

제 4 장 폐건전지 및 폐형광등 관리 개선 방안 ················································83

4. 폐형광등․폐건전지 수거의 효율화 ··········································································85

4.2 폐형광등․폐건전지 수거전문 사회적 기업 육성 ················································86

4.3 사업장 관리 ··············································································································87

4.4 폐형광등․폐건전지 분리배출 시민홍보 및 교육 ················································88

- V -

표 목 차

1차 전지의 구성과 특징 ·····················································································9 2차 전지의 구성과 특징 ···················································································11 전지별 사용용도 및 사진 ·················································································12 전지별 사용용도 및 사진 ·················································································13 망간/알칼리전지 용출시험 결과 ······································································15 망간/알칼리전지 금속성분의 환경영향 ··························································15 1차 전지의 금속성분 ·························································································16 니켈-카드뮴 구성 ·······························································································17 납축전지 구성 ·····································································································17 리튬이온전지 구성 ···························································································17 건전지 종류별 적용제도 및 시기 ·································································19 건전지 출고량 ···································································································23 5구 아파트 단지 1개 동별 수거함 설치 개수 ···········································25 서울시 각 지자체 폐형광등 분리수거 주기 ···············································25 서울시 25개구 폐건전지 분리수거함 설치현황 ·········································26 사업장 폐전지 운반단가 ·················································································27 자동차 폐배터리 처리방법 ·············································································29 처리비 지불여부 ·······························································································29 폐건전지 재활용업체 ·······················································································30 한국전지재활용협회 폐건전지 재활용실적 ·················································34 서울시 폐건전지 수거실적 ·············································································35 형광등 종류 ·········································································································41 조명제품 내 수은의 함량 ·················································································46 2004년 램프의 폐기활동으로부터 미국에서 배출될 수은의 양 추정 ···· 48 WEEE 적용대상 조명기기 ················································································52 EU 조명시장 규모 ······························································································53

- VI -

형광등 구성성분 ·································································································54 WEEE 수거율 ······································································································55 조명기기 재활용 비율 ·······················································································55 EU 국가별 조명기기 재활용 역할 분담 ························································57 형광등 생산추이 ·······························································································60 일본 오오사카시 폐형광등 회수실적 ···························································61 미국 폐형광등 배출량 및 재화용량 ·····························································64 서울시 25개구 폐형광등 분리수거함 설치현황 ·········································71 자원절약법 제12조의2 적용 사업장 ····························································72 서울시 각 구별 폐형광등 특별관리 대상 사업장 기준 ···························72 서울시 25개 구청 특별관리 대상 사업장 수 ·············································73 서울시 폐형광등 재활용량 ·············································································76 서울시 구별 폐형광등 수거량 ·······································································78 폐형광등 배출방법 변화추이 ·········································································79 서울시민 배출방법 변화추이 ·········································································80

- VII -

그 림 목 차

전지의 분류 ········································································································8 망간전지의 구조 ·····························································································10 알칼리망간전지의 구조 ·················································································10 망간/알칼리 전지 중금속 함유 시험결과 ··················································14 2001년 공동주택 비치 형광등 및 폐건전지 수거함 사진 ····················18 폐건전지 EPR 재활용 의무율 ······································································19 건전지 종류별 출고량 점유율 ·····································································23 폐건전지 수거함 ·····························································································24 폐건전지 수거함 사진 ···················································································27 사업장 폐건전지 수거함 예시 ···································································28 자동차 폐배터리 처리방법 ·········································································28 처리비 지불여부 ···························································································29 망간/알칼리망간전지 재활용 공정도 ·······················································31 망간/알칼리망간전지 재활용 생성물 ·······················································31 니켈 카드뮴/니켈수소 전지 재활용 공정 ···············································32 리튬이온전지 재활용 공정도 ·····································································32 납축전지 재활용 공정도 ·············································································33 폐건전지 EPR재활용의무율 달성율 ·························································34 2008년 서울시 구별 폐건전지 수거실적 점유율 ··································35 폐건전지 처리방법 시민설문조사 ·····························································36 조명제품 분류 ·································································································39 형광등 발광원리 ·····························································································40 고압방전램프 종류 ·························································································42 CCFL 발광원리 ·······························································································42 크립톤/BL 전구 모양 ·····················································································43 백열전구 모양 ·································································································43 장식용 전구 ·····································································································44

- VIII -

LED 모양 ··········································································································44 할로겐램프 모양 ·····························································································45 자동차 전구 ···································································································45 4피트짜리 형광등 ·························································································47 폐형광등 관리제도의 변화과정 ·································································50 폐형광등 재활용 의무량 ·············································································51 폐형광등 재활용 의무율 ·············································································51 형광등 출고량 추이 ·····················································································68 형광등 종류별 비율 ·····················································································68 한국 조명재활용 공사 ·················································································69 가정배출 폐형광등 처리경로 ·····································································69 초기 보급된 폐형광등 분리수거함 ···························································70 지자체에서 새롭게 보급한 폐형광등 분리수거함 ·································70 사업장발생 폐형광등 처리경로 ·································································72 사업장에서 보관중인 폐형광등 ·································································73 폐형광등 처리공정 ·······················································································75 폐형광등 재활용 현황 ·················································································76 전국 재활용량 중 서울시 재활용량 점유율 ···········································77 폐형광등 배출방법 변화추이 ·····································································79 서울시민 폐형광등 배출방법 변화추이 ···················································80 전국평균 대비 서울시민의 폐형광등 분리수거함 배출비율 비교 ····· 81 폐형광등․폐건전지 수거전문 사회적기업 수거체계 ·································87

111111111111111111111장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장1장 서 론

- 3 -

1장 서론

1.1 조사배경 및 목적

❍ 폐건전지 및 폐형광등은 생활계에서 발생하는 대표적인 유해폐기물이지만, 다른 분리배출 대상 폐기물에 비해 분리배출 및 수거율이 낮은 편임.

특히 폐건전지의 경우 부피가 작고, 종량제 봉투 등으로 배출이 쉽기 때

문에 폐형광등에 비해 분리수거가 훨씬 어려운 편임.

❍ 대부분의 시민들의 폐형광등 및 폐건전지를 유해폐기물로 인식하고 분리배출해야 하는 품목으로 인식하고 있으나 실제 분리배출하는 비율은 다

른 품목에 비해 높지 않음. 이는 분리수거함까지 가서 분리배출해야 하는

불편함 때문인 것으로 판단됨.

❍ 따라서 폐형광등 및 폐건전지 분리배출 및 수거를 활성화하기 위하여 현재의 관리체계, 시민들의 의식 등을 조사한 후 개선방안을 도출할 필요가

있음.

1.2 조사내용 및 범위

❍ 전국 7대 광역시 거주 성인대상 폐건전지 및 폐형광등 분리배출 설문조사 실시

❍ 서울시 25개 구 대상 폐건전지 및 폐형광등 분리수거함 배치 및 수거체계 조사

❍ 폐건전지 및 폐형광등 국내외 관리제도 및 현황 조사

222222222222222222222장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장2장 폐건전지 관리제도 및 현황

- 7 -

2장 폐전지 관리제도 및 현황

2.1 건전지 종류 및 유해성

2.1.1 건전지 종류

❍ 전지에는 물리전지와 화학전지가 있으며, 일반적으로 전지라 하면 화학전지를 통칭함.

❍ 화학전지는 내부에 들어있는 물질의 화학에너지를 산화-환원반응에 의해전기에너지로 변환하는 장치로 정의할 수 있음. 화학전지는 +극, -극, 전

해질의 조합으로 구성되며, 충전 가능 여부에 따라 다시 1차와 2차로 나

눌 수 있음.

❍ 대다수의 전지는 구성 물질에 따라 명칭이 부여되며, 전지의 구분은 전지를 구성하는 요소(-극, +극, 전해질), 형태, 사용목적이나 용도, 수명도 등

여러 가지 측면에서 나눌 수 있음.

❍ 화학전지는 1차전지와 2차전지로 나눌 수 있으며, 다시 망간건전지, 알칼리건전지, 산화은전지, 수은전지, 리튬전지, 공기아연전지(이상 1차전지),

리튬2차전지, 납축전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지, 폴리머전지(이상 2

차전지)로 세분할 수 있음.

❍ 수은전지, 산화은 전지, 알칼리 망간 전지, 리튬 전지, 니켈 카드뮴 전지, 납 축전지, 충전식 알칼리 망간전지 등의 전지 이름은 그 구성물질로 인

한 분류임. 대체로 +극에 사용된 물질이 전지의 이름이 되지만 전지의

분류 및 명명법은 명확하게 정의되어 있지 않음.

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[그림 2-1] 전지의 분류

자료) 자원재활용기술개발사업, 한국지질자원연구원, 2006.4

① 1차 전지

❍ 1차 전지는 전기적으로 쉽게 충전될 수 없는 전지로서 한 번 쓰고 방전되면 그것으로 전지의 수명이 끝나는 전지를 말함. 일반적으로 망간전

지, 알칼리 전지, 리튬전지로 분류되는데 이것은 대체로 전해질의 특성에

따라 분류했다고 볼 수 있음.

- 망간 전지 : 전해질이 산성. +극에 이산화망간을 사용해서 붙여진 명칭

- 알칼리 전지 : 전해질이 강한 알칼리. +극 활물질에 따라 알칼리 망간전

지, 산화은 전지, 수은전지, 공기전지로 세분된다.

- 리튬 전지 : 전해질이 유기 전해액(약산성). 망간 전지와 알칼리 전지와는

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다르게 -극에 리튬을 사용하고 있으며, +극에 사용된 활물질의 종류에 따

라 이산화망간 리튬전지, 플로오르화 흑연 리튬전지, 산화구리 리튬전지,

염화티오닐 리튬전지로 세분.

종류 이름

활물질

전해액(질)공칭전압

(v)

대표적인

모양용도 특징

(+)극 (-)극

망간

건전지망간건전지 이산화망간 아연

주로

염화아연1.5

원통형,

각형

라디오, 카세트,

완구, 손전등, 전

기면도기,시계

값싸다.

간헐 방전

알칼리

건전지

알칼리 망간

1차건전지

이산화망간 아연 수산화칼륨 1.5원통형,

각형

모터용, 강력라이

트, 카세트, 카메

라

강전류,

연속 방전

이산화망간 아연 수산화칼륨 1.5 버튼형 카메라, 계산기약전류,

전압안정

산화은 전지 산화은 아연 수산화칼륨 1.55 버튼형카메라, 계산기,

시계

약전류,

전압안정

수은 전지 산화수은 아연 수산화칼륨 1.35, 1.4 버튼형 등카메라, 보청기,

시계, 라디오

약전류,

전압안정

공기아연

전지공기 아연 수산화칼륨 1.4 버튼형 보청기

약전류,

전압안정,용

량이 크다

리튬

전지

리튬

1차전지

이산화망간 리튬 유기전해액 3 동전형 등

카메라, 계산기,

시계, 측정기 메

모리백업(컴퓨터)

낚싯대, IC카드

군사용

약전류,

전압안정,장

기보존가능

플로오르화

흑연리튬 유기전해액 3 동전형 등

산화구리 리튬 유기전해액 1.55 버튼형

염화티오닐 리튬 염화티오닐 3.5 원통형

1차 전지의 구성과 특징

자료) 하시모토 타카시(김태호 역),「전지의 과학」, 2000, 아카데미서적

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[그림 2-2] 망간전지의 구조 [그림 2-3] 알칼리망간전지의 구조

② 2차 전지

❍ 2차 전지는 방전 후에 방전반응시와 반대방향으로 전류를 공급해 줌으로써 재충전되어 반복적으로 사용이 가능한 전지를 말함.

❍ 2차 전지는 리튬계 전지, 납축전지, 알칼리 전지로 분류할 수 있는데 이것 또한 전해질에 따른 분류임.

- 리튬계 2차 전지 : 전해질이 유기 용매(약산성). 사용하는 전극과 전해질

에 따라 리튬이온전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 금속 폴리머 저지로

구분. 전극의 재료와 작동원리는 같으나 전해질 사용에 있어서, 리튬이온

전지는 액체 전해질을, 리튬이온 폴리머 전지는 고체나 겔형의 고분자 전

해질을 사용한다는 점에서 다름. 리튬이론 폴리머 전지는 고체나 겔형의

전해질을 사용하기 때문에 다양한 모양으로 만들 수 있고 작게 만들 수도

있음.

- 납축전지 : 전해질이 산성.

- 알칼리 2차전지 : 전해질이 알칼리성(수산화칼륨(KOH)수용액). +극에 니

켈을 사용하며, -극 활물질인 카드뮴, 철, 아연, 최근에는 수소 저장 합금

등에 따라 니켈-카드뮴 전지, 니켈-철 전지, 니켈-아연전지, 니켈-수소전지

로 구분됨.

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2차 전지의 구성과 특징

종류 이름

물질

전해질

공칭

전압

(V)

모양 특징 용도

(+)극 (-)극

리튬계

전지

리튬이온전지

(LIB)

금속산화물

(LiCoO2,

LiMn2O4,

LiNiO2 등)

탄소 액체전해질 3.6V자유롭게

설계 가능

에너지 밀도가

높고, 사이클

특성이

우수하다.

휴대폰,

노트북 등

휴대용

전자기기

리튬이온폴리

머전지

(LIPB)

“ “고분자

전해질" "

LIB보다

안전성이 높고,

더 얇게 만들

수 있다.

휴대폰,

노트북 등

휴대용

전자기기

납축전

지

납축전지

(납산전지)이산화납* 납* 묽은황산

2/셀*

*

각형

(보통형

밀폐형***)

전해액

밀도관리가

중요. 안정적인

2차전지

자동차

기초전원,

잠수함 전원,

전화기용전원

알칼리

전지

니켈카드뮴

전지

(니카드전지)

옥시수산화

니켈*카드뮴* 수산화칼륨 1.2/셀

원통형,

각형,

(보통형

밀폐형)

강전류.

연속방전.

비어있는

상태로 보존할

수 있다.

청소기, VTR,

스트로보,

비상전원

면도기,

무선전화기,

휴대폰

니켈수소전지 니켈산화물수소흡

장합금수산화칼륨 1.2 V “

니카드전지에

비해 가볍고

충 전 횟 수 도

2-3배 증가

고가의

휴대용

전자제품,

휴대용

컴퓨터,

핸드폰

전원용

* 충전상태를 나타낸다

** 전지를 연결해서 사용하는 경우 사용되는 전지 하나를 셀이라고 한다.

*** 보통형, 밀폐형; 보통형은 개방형으로 자동차 배터리의 경우 대부분이 개방형이다. 최근

납전지나 니켈카드뮴 전지도 밀폐형이 많다.

자료) 하시모토 타카시(김태호 역),「전지의 과학」, 2000, 아카데미 서적

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명 칭 설 명 해 당 전 지

알카라인

전지

Alkaline Battery

특징 : 장시간 큰 전류를 필요로 하는곳에 적당하며 자체 방전이 적어 장기

보관이 가능하고, 망간전지에 비해 오래 쓸 수 있다.

용도 : 휴대용 스테레오, 라디오, 게임기, CD플레이어, 소형 카메라, 시계 등

망간전지

Manganese

Battery

특징 : 보편적인 전지로서 전압이 천천히 회복하는 특징이 있어 낮은 전압에

서 오래 사용이 가능하다.

용도 : 벽시계, 탁상시계, 장난감, 리모컨, 랜턴, 디지털도어록, 가스자동점화기 등

산화은전지

Silver Oxide

Cell

특징 : 카메라 ․ 전자계산기의 전원으로시작하였으나 최근 기술의 발전으로

리튬, 알카라인 단추형전지로 대체가되고 있다.

용도 : 손목시계 용도로 주로 사용되고있다.

리튬1차전지

Lithium

Battery

특징 : 소형으로 고전압, 긴 사용수명이 장점이다. 용도에 따라 여러 형상(원통, 사각, 핀형 등)으로 만들 수 있으며 사용범위가 늘고 있다.

용도 : 휴대용전자기기, 무전기, 손목시계, 군수용기기, IT장비, 카드단말기 등

니켈카드뮴

전지

Ni-Cd

Battery

Nickel-

Cadmium

Battery

특징 : 가장 널리 사용되는 충전지로서1차전지 보다 경제적으로 유리하며, 일반적으로 니카드전지라고 부른다.

용도 : 디카, 전동면도기, 무선전화기, 전동공구, 전동장난감, PDA, 산업용기기 등

전지별 사용용도 및 사진

- 13 -

명 칭 설 명 해 당 전 지

니켈수소전지

Ni-Mh

Battery

Nickel

Metal

Hydride

Battery

특징 : 급속 충전이 가능하며, 보다 큰전기용량을 가지고 있고 장시간 사용

이 가능하다. 카드뮴 ․ 수은등 공해물질이 없으며 고가의 전자제품에 주로 사

용된다.

용도 : 노트북 컴퓨터, 휴대용전화, 디카, 캠코더, 통신기기, 하이브리드자동차 등

납축전지

(연축전지)

특징 : 알카라인 축전지에 비해 전압이높고, 충전 상태에 따라 비중이 변화하는 특징이 있다.

용도 : 농기구, 산업용자동차, 전동보트, 통신장비, 전동오토바이, 장난감 등

리튬이온전지

Lithium-Ion

Battery노트북, 휴대폰, 캠코더에 사용

리튬폴리머

전지

Lithium

Polymer

Battery

노트북, 휴대폰, 캠코더에 사용

자료) 한국전지재활용협회

전지별 사용용도 및 사진(계속)

2.1.2 유해물질 종류 및 함량

❍ 건전지 중 가장 사용량이 많은 망간/알칼리 전지의 경우 1996년 품질경영촉진법의 전지안전검사 기준에서 수은 1ppm 이하, 카드뮴 10ppm 이하로

설정되어 이후 유해폐기물 관리대상에서 제외되었음.

❍ 그렇지만 중국 등에서 수입되는 망간/알칼리 전지에서 중금속이 높게 검출된 사례가 발표되었고, 특히 납의 경우에는 기준설정이 되어 있지 않은

- 14 -

문제가 지적됨.

❍ 2005년 자원순환사회연대에서 서울시에서 수거한 폐건전지 중 표본을 채취하여 화학시험연구원에 의뢰하여 분석한 결과 중국에서 수입된 건전지

중 수은 및 카드뮴이 국내 기준치를 초과하는 사례가 발견되었고, 납의

경우에도 6개 중국산 표본 모두 650~1,140ppm이 함유되어 있는 것으로

나타나 유럽연합 기준치 40ppm를 10배 이상 초과하는 것으로 나타남.

0 0 0 0 0 0

2

0 0 00

0.5

1

1.5

2

2.5

한국1 한국2 중국1 중국2 중국3 중국4 중국5 중국6 싱가폴 태국

(mg/kg)수은 함유량

3 3

520

690

1110 1140

780

650

4 10

200

400

600

800

1000

1200

한국1 한국2 중국1 중국2 중국3 중국4 중국5 중국6 싱가폴 태국

(mg/kg)납 함유량

0 0 2

120

99

2

70

60 0

0

20

40

60

80

100

120

140

한국1 한국2 중국1 중국2 중국3 중국4 중국5 중국6 싱가폴 태국

(mg/kg)카드뮴 함유량

[그림 2-4] 망간/알칼리 전지 중금속 함유 시험결과

자료) 자원순환사회연대, 2005

❍ 한국지질자원연구원에서 시험한 바에 따르면, 망간전지의 경우 망간과 아연의 용출정도가 폐수배출기준인 10ppm, 5ppm을 초과하고, 알칼리망간전

지의 경우 전해질 물질로 인하여 용출 후 PH가 강알칼리를 띠는 것으로

나타남.

- 15 -

종류 용출 후 PH Zn Mn

망간전지(AAA) 7.29 111 59.3

망간전지(AA) 6.84 364 354.3

망간전지(C) 6.94 367 34

망간전지(D) 6.26 0.17% 356

알칼리망간전지(AAA) 12.61 3.4 0.6

알칼리망간전지(AA) 12.72 4.6 0.4

알칼리망간전지(C) 12.89 9.7 0.31

알칼리망간전지(D) 12.65 9.2 0.36

자료) 한국지질자원연구원,「폐전지로부터 유가금속 회수 및 소재화 기술개발」, 2003

망간/알칼리전지 용출시험 결과

성분 환경영향

망간 망간폐렴, 파킨슨 중독(망간 흄으로 인한 중독시)

아연비교적 독성이 낮음. 급성 중독시 전신권태, 혈성장염,

중추신경계 억제, 사지마비(금속 흄 흡입시)

니켈니켈카보닐, 니켈 흄, 분진의 흡입시 : 홉흡기장애, 전신

장애, 피부염, 폐비강 등

망간/알칼리전지 금속성분의 환경영향

❍ 1차 전지 중 수은전지는 국내에서 사용되고 있지 않으며, 산화은전지가 사용되고 있음. 산화은전지는 수은함량이 높기 때문에 유해폐기물로 철저하게 관리될

필요가 있음. 1991년 당시 한국자원재생공사의 자료에 의하면 산화은전지 개당

250mg의 수은이 함유된 것으로 나타남.

❍ 2차 전지 중 납축전지와 니켈 카드뮴 전지는 환경 유해성으로 인해 점차 그 사용이 감소하는 추세임. 최근에 개발된 리튬이온전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 수

소 전지는 수은이나 카드뮴이 없으므로 비교적 친환경적인 전지라고 볼 수 있지

만 새롭게 사용되는 물질의 환경 유해성의 가능성은 배제할 수 없음.

❍ 리튬이온전지의 리튬코발트옥사이드(LiCoO2)는 아직 유해성이 밝혀지지 않았고, 유기용매인 EC, PC, DEC, DMC등의 유해성도 보고되어 있지 않음1). 그렇지만

1) Samuel C. Levy, 1994, Battery Harzards and Accident Prevention, Pleum Press, New York,

- 16 -

리튬화합물의 경우 흡입, 눈 또는 피부접촉, 섭취 등의 경로를 통하여 인체에 침

투하고 습기와 닿으면 수산화리튬을 형성하여 부식작용을 유발하므로 눈, 점막,

피부를 몹시 자극한다는 보고도 있음.

❍ 납축전지는 납, 납화합물, 황산, 비소(As), 안티모니(Ab)등 유해한 물질을 함유하고 있음. 납은 독성이 강한 물질로서, 납축전지의 사용자가 납 중독에 걸릴 확률

은 거의 없으나, 납축전지의 대량 폐기 과정에서 문제가 될 수 있음. 황산은 전

해질로 쓰이므로 자동차 배터리 같은 개방형 납축전지에서 쉽게 유출될 수 있

음. 비소와 안티모니는 수소원자와 결합하여 각각 AsH3, SbH3을 형성하는데, 이

것은 무취의 유독한 가스임2).

❍ 니카드전지는 유해한 중금속인 니켈과 카드뮴이 다량 함유되어 있음. 개당 2~3g의 카드뮴이 있으며, 납, 크롬, 비소 등을 함유하고 있음.

전지종류 규격중량

(g/개)

금속 성분

Hg Zn Cd Pb Cu Cr As 기타

망간전지 SUM3 18.20.643

(35.4)

0.02*

(1.00)

3,980

(219,000)

3.59

(198)

0.18**

(10.00)

6.11

(336)

123

(6770)

1.07

(58.9)-

알칼리망간

전지LR 6

24.5293

(12,000)

0.02*

(1.00)

4480

(183,000)

0.13

(5.31)

0.25**

(5.31)

1.88

(768)

266

(10,900)

2.89

(118)

0.277

(11.3)

22.9120

(5,240)

0.02*

(1.00)

3,460

(151092)

1.51

(65.9)

0.23**

(10.00)

0.86

(37.6)

253

(11048)

2.70

(117.9)

0.147

(6.4)

산화은전지 SR44

2.3205

(89,130)

207

(90,000)

0.006

(2.17)

0.16

(69.6)

63.2

(27.480)

34.6

(15040)

0.01

(4.3)

2.5178

(71,200)

187

(74,800)

0.01

(4)

0.17

(68)

61.6

(24,640)

41.6

(1,6640)

0.02

(8)

수은전지 MR44 2.54618

(24,3000)

322

(130,000)

0.007

(2.83)

0.18

(70.4)

66.6

(26,200)

16.1

(6,330)

0.02

(29.7)

리튬전지

H-C 1.05 -0.22

(208)

0.01

(13.4)

0.07

(67.8)

1.93

(1,840)

148

(141,000)

0.031

(29.7)Li 152

CR203

23.0 -

0.20

(67)-

0.05

(17)

1.40

(467)

280

(93,333)- Li 54

1차 전지의 금속성분

(단위: mg/개 (mg/kg.wet))

* 1995년 수은규제 이후, **는 1995년 카드뮴규제 이후 망간전지와 알칼리망간 전지 내의

수은함량이 1ppm이하로, 카드뮴 함량이 10ppm 이하로 각각 전환된 것을 기준으로 농도

를 재조정한 것임. (「예치금 대상 폐기물의 적정회수 및 처리방법 연구」, 한국자원재생

공사, 1991.9 자료 참고)

자료 :「생활계 유해폐기물이 환경에 미치는 영향 및 별도수거처리 체계 구축 방안에 관한

연구」, 한국자원재생공사, 1998

2) Samuel C. Levy, 1994, Battery Harzards and Accident Prevention, Pleum Press, New York

- 17 -

형식 총무게 니켈 카드뮴 철 기타(플라스틱 등)

KR-D 160 43 21 57 39

KR-C 70 21 10 28 22

KR-AA 23 5.5 3.7 8 6.8

니켈-카드뮴 구성(g)

구분 금속 납 산화납 합성수지 격리판 전해액

중량(%) 28.1 35.7 5.0 2.5 28.6

납축전지 구성(%)

Cathode

(LiCoO2)

Case

(SS)

Collector

(Cu/Al)

Tap

(Ni)

Cap

(Ni)

Vent

(Al)

Anode

(C)

Electrolyte

(PC/EC)

Separator

(PP/PE

Gasket

(PP)

27.4 22.8 13.7 1.1 1.1 0.7 16.0 13.7 2.3 1.1

리튬이온전지 구성(%)

- 18 -

2.2 폐건전지 관리 국내외 제도

2.2.1 국내제도

① 폐기물 부담금 및 예치금 시기

❍ 1993년 폐기물부담금 대상품목으로 리튬전지, 니켈․카드뮴전지 망간전지, 알칼리망간전지 지정.

- 1996년 망간전지, 알칼리망간전지 부담금 품목에서 제외

- 2000년 니켈․카드뮴전지, 리튬전지 예치금 대상품목으로 전환(2001년부터 적용), 이산화망간리튬, 플루오르화탄소리튬전지에 대해 부담금 적용

- 2002년 이산화망간리튬, 플루오르화탄소리튬전지 예치금 전환(리튬1차전지에 포

함)

❍ 1993년 수은전지, 산화은전지 예치금 품목으로 지정 - 2000년 니켈카드뮴전지, 리튬전지 예치금 품목 편입

❍ 2000년 서울시 4개구청 폐형광등 및 폐건전지 수거 시범사업 실시후2001년 25개구 전역으로 확대

- 수거된 폐건전지는 전남 나주 소재의 리필코리아 위탁

- 폐건전지 수거함은 한국조명재활용협회(당시 한국형광등재활용협회)에서 제작한

폐형광등 및 폐건전지 수거함 활용

* 리필코리아에서는 1999년부터 광주시 아파트 및 학교 등으로부터 폐건전지

수거 및 재활용사업 시작

[그림 2-5] 2001년 공동주택 비치 폐형광등 및 폐건전지

수거함 사진

- 19 -

② 폐기물 부담금 및 생산자책임재활용제도 시기

❍ 2003년부터 예치금 대상 전지품목이 생산자책임재활용제도 대상품목으로전환

- 2008년 망간전지, 알칼리망간전지, 니켈수소전지 품목 추가

품목 적용제도 및 시기

수은전지 예치금(1993) → EPR(2003)

산화은전지 예치금(1993) → EPR(2003)

니켈카드뮴전지 부담금(1993) → 예치금(2000년) → EPR(2003)

리튬1차전지 부담금(1993) → 예치금(2000년) → EPR(2003)

망간전지․알칼리망간전지 부담금(1993) → 부담금 제외(1996) → EPR(2008)니켈수소전지 EPR(2008)

건전지 종류별 적용제도 및 시기

❍ 생산자책임재활용제도 재활용의무율을 보면, 점진적으로 높아지고 있음. 2008년 재활용의무율을 보면 리튬1차전지가 49%로 가장 높고, 산화은전지

37%, 니켈카드뮴전지 30%, 니켈수소전지 25%, 망간/알칼리망간전지가

20%임.

25 25

31

37

25

30

38

49

25 25 2630

20

25

0

10

20

30

40

50

60

2005 2006 2007 2008

산화은전지 리튬1차전지 니카드전지 망간/알칼리망간전지 니켈수소전지

[그림 2-6] 폐건전지 EPR 재활용의무율(%)

자료) 한국환경자원공사

- 20 -

③ 사업장 축전지 관리

❍ 사업장에서 사용되는 대형전지(축전지)의 경우 지정폐기물(폐산, 폐알칼리)로 분류되어 관리되고 있음.

❍ 자동차 정비업소에서 배출되는 납축전지의 경우 관련 정비조합의 공동수거체계를 이용하거나 직접 지정폐기물 처리업체(수집운반업체, 재활용업

체)에 위탁하여 처리가능

❍ 대형건물 및 산업체에서 UPS 장치 등에 사용하는 축전지(납축전지, 니켈카드뮴축전지 등)의 경우에도 폐기물로 배출될 경우 지정폐기물 배출신고

후 지정폐기물 처리업체에 위탁하여 처리하여야 함.

④ 품질경영 및 공산품안전관리법

❍ 구조·재질 및 사용방법 등으로 인하여 소비자의 신체에 대한 위해를 초래할 우려가 있는 공산품 중 제품검사만으로도 그 위해를 방지할 수 있

다고 인정되는 공산품의 경우 제조업자 또는 수입업자가 출고 또는 통관

전에 공산품의 모델별로 지정된 시험·검사기관으로부터 안전성에 대한

시험·검사를 받아 공산품의 안전기준에 적합한 것임을 스스로 확인한

후 이를 안전인증기관에 신고

❍ 관련기준은 기술표준원 고시인 자율안전확인기준 부속서 5(2008년 12월31 개정)

❍ 주요시험항목은 주요시험항목 : 수은(1 mg/kg이하), 납(4000 mg/kg이하), 카드뮴(10 mg/kg) (단, 니켈-카드뮴전지 제외)이며 그외 성능시험으로 고

온방치시험, 온도사이클시험, 고온단락시험, 열노출시험, 압착시험, 과전류

충전시험으로 이루어져 있음. 1차전지만 관련법에 따라 시행하였으나 최

근에 2차전지인 니켈-카드뮴전지, 니켈-수소전지, 리튬전지가 포함되어

시행하고 있음.

- 21 -

2.2.2 국외제도3)

① EU 폐배터리 재활용 지침4)

❍ EU 회원국들은 2008년 9월까지 동 지침의 이행을 위해 국내 법제화를 해야 함.

❍ 2006년 9월 유럽의회와 각료이사회 간 합의에 의해 이루어진 새로운 배터리 재활용 지침은 가정용, 산업용, 자동차용 배터리의 제조자 및 도매

업자를 대상으로 디자인, 재활용, 폐기처분에 대해 더욱더 엄격하게 적용

되는 규제로써 제안된 법률 내용은 다음과 같음.

❍ 첫째, 형태, 용량, 무게, 재료구성 등에 상관없이 모든 종류의 배터리 및축전지를 적용대상으로 확대함. 다만, 국가안보와 관련된 장비 및 우주선

에 사용되는 제품은 제외함.

❍ 둘째, 수은 및 카드뮴 함량이 각각 5mg/kg, 20mg/kg을 초과하는 제품은시장판매를 금지하되, 비상용 알람시스템, 의료기기 및 휴대용 전동공구

에 사용되는 배터리는 제외함.

❍ 셋째, 회원국에 대해 달성해야 할 폐배터리 회수 및 재활용 목표율을 제시하고 있음. 회원국은 2012년까지 25%, 그리고 2016년까지 45%의 폐배

터리 회수율을 달성해야 하며 납축전지, 니켈-카드뮴 전지 및 기타 배터

리에 대해 재활용률을 각각 65%, 75%, 50%로 규정하고 있음.

❍ 넷째, 대상제품에 분리회수를 위한 분리배출표시 또는 제품 수명 표기를의무화함.

❍ 다섯째, 높은 수준의 카드뮴을 함유하고 있는 가정용 배터리 사용이 금지되고 자동차 및 산업용 배터리의 매립이 금지됨.

3) 한국환경자원공사, 「폐축전지 재활용중간생성물 품질기준인증 마련 연구」, 2009

4) Batteries and Accumulators and Waste Batteries and Accumulators and Repealing Directive,

2006/66/EC

- 22 -

② 중국 고형폐기물 환경오염 방지법

❍ 배터리의 유해물질 사용을 제한하고, 폐배터리를 유해폐기물로 분류하여생산 및 사용부터 수집, 운반, 재활용까지 관리규정을 명시함.

- 수은함량 0.025 % 이상인 배터리의 판매금지

- 2005년부터 수은함량 0.000 1 % 이상인 아연×망간 배터리와 알칼리성 아연×

망간 배터리 중국내 생산 금지

- 최근 2006년부터 수은함량 0.000 1 % 이상인 알칼리성 아연망간 배터리의 수입

및 판매를 금지하는 개정안 제출

- 니켈카드뮴 배터리, 납축전지, 기타 유해 배터리에 대해 안전하고 효율적인 저비

용 회수처리를 규정. 특히, 폐납축전지에 대해서는 회수 이용하도록 의무화하고

다른 방법으로 처분하는 것을 금지

③ 미국 수은 함유 및 2차전지 관리법5)

❍ 지속적인 2차 배터리 사용증가와 이의 부적절한 폐기로 인한 환경영향감소정책의 일환으로 이들 폐배터리의 수거 및 재활용 촉진을 위하여

1996년 제정.

❍ 주법보다 우선 적용되도록 하여 연방차원의 통일된 폐배터리 관리기반을마련한 법률로서 니켈-카드뮴 배터리의 효과적인 수거 및 재활용 촉진과

수은함유 배터리 판매제한을 규정

- 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 배터리의 수거 및 재활용 촉진

- Ni-Cd 배터리와 특정 납축전지 및 규제대상 배터리를 사용하는 소비자제품에

대하여 연방차원의 통일된 라벨링 요건 규정

- 소비자제품에 사용된 배터리가 쉽게 분리되도록 의무화

- 수은함유 배터리 규제

- 알카리망간 배터리(수은함량 25mg이하인 버튼셀 배터리는 제외), zinc-carbon

battery 및 mercuric-oxide battery의 판매 금지

- 적용대상 배터리에 대하여 각주마다 서로 다른 관리규칙이 적용되던 것을

‘Universal Waste Rule’이 모든 주에 적용되도록 규정함으로써 통일된 폐배터

리 관리기반 마련 (대상 폐배터리의 수거, 보관 및 운송과 관련하여 동 법이 각

주의 관련법에 우선 적용)

5) Mercury-containing and Rechargeable Battery Management Act

- 23 -

2.3 국내 폐건전지 배출 및 관리현황

2.3.1 건전지 출고량

❍ 산환은전지 및 리튬1차전지, 니카드전지는 생산자책임재활용제도 대상품목이기 때문에 출고량 통계가 있지만, 망간/알칼리전지, 니켈수소전지는

2008년부터 생산자책임재활용제도가 적용되었기 때문에 2008년부터 출고

량 통계가 있음.

❍ 2008년 기준으로 보면, 망간/알칼리전지가 약 13,187톤으로 95%를 차지하고 있음. 니카드전지가 3.55%, 니켈수소전지가 1.02%임

산화은전지, 0.02 리튬1차전지, 0.43 니카드전지, 3.55

망간/알칼리전

지, 94.98

니켈수소전지, 1.02

[그림 2-7] 건전지 종류별 출고량 점유율(%)

　구분 2004 2005 2006 2007 2008

산화은전지 1,401 3,720 3,663 3,550 2,618

리튬1차전지 71,203 53,038 52,849 64,896 59,507

니카드전지 434,609 628,187 607,190 776,180 492,370

망간/알칼리전지 -　 -　 -　 -　 13,187,885

니켈수소전지 -　 -　 -　 -　 142,100

자료) (사)한국전지재활용협회

건전지 출고량(kg)

- 24 -

2.3.2 폐건전지 관리체계6)

① 가정

❍ 가정에서 배출된 폐건전지는 폐건전지 수거함을 통하여 수거된 후 한국전지재활용협회(안성소재)로 운반. 한국전지재활용협회에서는 종류별로 전

지를 선별(수선별)한 후 품목별 재활용업체에 위탁

- 한국전지재활용협회로 운반하기 어려운 지역의 경우 전지재활용업체로 직접운반

- 폐건전지 수거함은 폐형광등과 함께 수거할 수 있는 일체형과 폐건전지만 수거

할 수 있는 분리형이 있음. 분리형 수거함은 한국환경자원공사에서 제작한 후

배포된 것임.

[그림 2-8 ] 페건전지 수거함

❍ 서울시 25개구 폐건전지 수거함 설치현황을 보면, 폐형광등․폐건전지 일체형 수거함만 설치한 자치구도 있는 반면, 폐건전지 전용수거함을 별도

로 설치한 자치구도 있음.

- 강남구의 경우 환경부 지원 폐건전지 수거함 112개 외에 자체적으로 640개의 수

6) (사)자원순환사회연대, 「생활폐기물 중 유해물질의 처리경로 분석 및 적정처리기반 연구」, 2009

- 25 -

거함을 설치하고 있음.

- 폐건전지 전용수거함의 경우 2008년부터 설치되었음에도 불구하고 망실이나 파

손된 경우 발생하고 있음.

- 자원순환사회연대에서 서울시 S구 111개 아파트 단지 조사결과, 6개 단지는 폐

형광등 및 폐건전지 분리수거함이 미설치(2개 단지는 재개발 등으로 철거), 일

체형과 페건전지 전용 분리수거함이 모두 설치된 단지는 4개 단지

- S구 111개 아파트 단지의 경우 폐형광등/건전지 분리수거함 설치개수가 아파트

단지규모와 일치하지 않음. 15개 동(5,563세대)에 36개의 분리수거함이 설치된

아파트가 있는 반면, 122개동(5,540세대)에 3개의 분리수거함(일체형 2개, 폐건전

지 전용 1개)이 설치된 경우도 있음. 아파트 동별로 폐건전지 수거함을 설치 후

수거하는 사례는 없음.

0.1개 이하 0.1 ~ 0.3개 이하 0.3~0.5 0.5 초과

17 36 31 16

* 5개 단지는 동수 미조사로 동별 수거함 설치개수 환산불가능

S구 아파트 단지 1개 동별 수거함 설치 개수

❍ 서울시 각 구의 폐건전지 분리수거 주체는 강남구를 제외하고 24개구 모두 지자체에서 직접수거하고 있음. 폐건전지 수거방법은 대부분 폐형광등

과 폐건전지를 함께 수거하고 있으나, 강동구, 종로구, 영등포구는 폐형광

등만 별도로 수거하고 있음. 동대문구의 경우 폐형광등과 폐건전지 일체

형 수거함과 폐건전지 별도 수거함을 구분하여 수거하고 있음.

정기수거비정기 수거

주1회 주2회 주6회 월2회

중랑구, 강동구, 동작구, 강남구,

서초구, 강서구, 성동구, 영등포

구, 은평구, 마포구, 노원구,

종로구 구로구서대문구,

광진구

용산구, 금천구,

성북구, 송파구,

동대문구

서울시 각 지자체 폐형광등 분리수거 주기

- 26 -

　

　구분

폐형광등․폐건전지 수거함 폐건전지 전용 수거함지자체

답변목록 비고

지자체

답변목록 비고

강남구 53 92 망실1개, 파손1개 1,103 752환경부 지원 112개,

자체제작 640개

강동구 180 - - 113 113 23개망실, 11개 파손

강북구 245 - - 379 379 　-

강서구 67 - - 18 -　 　-

관악구설문지

미답변-　 -　

설문지

미답변　-　 　-

광진구 245 -　 - 0　 - 　-

구로구 375 375 -　 168 168 　-

금천구 109 109 양호 109개 109 - 　-

노원구 76 76 - 141 -　 　-

도봉구설문지

미답변-　 -

설문지

미답변　- 　-

동대문구 155 17512개 망실,

15개 훼손0 -　 공동주택 자체 제작

동작구 293 293 -　 0　 -　 　-

마포구 251 　 - 62 -　 　-

서대문구 268 268 -　 120 120 　-

서초구 169 169 -　 0　 -　 　-

성동구 258 27526개 교체대상, 16

개 망실, 1개 반납117 150 13곳 망실, 9곳 반납

성북구 202 202 -　 97 97 　-

송파구 391 391 -　 169 169 　-

양천구설문지

미답변　- -　

설문지

미답변　- 　-

영등포구 204 204 -　 88 88 　-

용산구 97 97 3개 교체필요 120 120 　-

은평구 175 175 2개 망실 160 160 망실 28개, 파손 5개

종로구 95 95 - 65 65 　-

중구설문지

미답변　- -　

설문지

미답변-　 　-

중랑구 161 16142개 망실,

64개 파손16 -　 　-

서울시 25개구 폐건전지 분리수거함 설치현황

- 27 -

❍ 한편, 환경부와 GS리테일, (사)한국전지재활용협회, 한국피앤지는 2009년7월 14일부터 8월 25일까지 전국 3,600개소 전국 GS리테일 유통매장에서

“폐건전지 100만개 수거 캠페인”을 전개

- 폐건전지를 가져온 시민들에게 새건전지(듀라셀) 제공 및 GS 포인트 적립

※ 폐건전지 20개당 새건전지 2개, 폐건전지 10개당 GS포인트 100 적립

폐건전지 수거함 사진

② 사업장

❍ 사업장에서 배출되는 소형건전지의 경우 폐형광등과 유사하게 관리되고있음.

- 자원절약법 제12조의2의 적용을 받는 배출자의 경우 (사)한국전지재활용협회와

계약을 체결한 후 운반비를 부담하면 한국전지재활용협회에서 수거 후 처리

대상 종류 단위 처리비 운반비(왕복거리) 비고

사업장

폐기물폐전지 1톤 무상

100㎞ 미만 30,000원부가세별도

상차비별도

200㎞ 미만 40,000원300㎞ 미만 50,000원300㎞ 이상 별도협의

사업장 폐전지 운반단가

자료) (사)한국전지재활용협회 홈페이지

- 28 -

[그림 2-10] 사업장 폐건전지 수거함 예시

❍ (사)자원순환사회연대에서 서울시 자동차 정비업소 60곳을 대상으로 조사한 결과 지정폐기물 처리업체(납축전지 재활용업체)에 곧바로 위탁하는

경우가 61%였으며, 관련 조합에 위탁하는 경우가 39%였음.

- 관련 조합은 지정폐기물 수집운반 허가를 가지고 있으며, 회원사를 순회

수거한 후 지정폐기물 처리업체 위탁

지정폐기물

처리업체 위탁61.02%

조합 위탁38.98%

[그림 2-11] 자동차 폐배터리 처리방법

- 29 -

　구분지정폐기물

처리업체 위탁관련 조합 위탁 합계　

자동차종합정비업 5 0 5

소형자동차정비업 15 0 15

자동차부분정비업 16 23 39

　합계 36 23 59

자동차 폐배터리 처리방법

❍ 처리비 지불여부에 대해 80%가 무상으로 위탁한다고 답하였으며, 12%는처리비를 지불하는 것으로 나타남.

처리비 지불11.86%

무상79.66%

무응답8.47%

[그림 2-12] 처리비 지불여부

　구분 처리비 지불 무상 무응답 합계

자동차종합정비업 0 5 0 5

소형자동차정비업 0 15 0 15

자동차부분정비업 7 27 5 34

합계 7 47 5 59

처리비 지불여부

- 30 -

❍ 단추형 산화은전지는 시계점 등을 통하여 회수된 것을 역회수

❍ 군부대, 경찰서 등에 무전기에 사용된 건전지(니켈카드뮴전지)는 코바로회수

- 코바의 경우 국내에서 회수하는 물량이 부족하여 외국으로부터 폐전지를 수입

함.

❍ 리튬1차전지의 경우에도 군부대, 경찰서 등에서 재활용업체 회수 - 2008년의 경우 군부대 회수량이 적어 재활용량이 저조함.

❍ 사업장, 대형건물 등에서 사용되는 비상발전용 전원장치에서 사용되는 축전지(납축전지, 니켈카드뮴전지, 니켈수소전지 등)

- 건전지 공급자가 역회수 : 회수 후 처리경로 모호

- 사업장의 경우 소각시키는 경우도 있음.

2.3.3 재활용 공정

❍ (사)한국전지재활용협회에 가입되어 있는 전지 재활용업체는 다음과 같음. - 납축전지재활용업체의 경우 납축전지가 EPR 대상이 아니기 때문에 협회에 가입

되어 있지 않음.

품 목 업 체 명 주 소

산화은전지 휘닉스엠앤엠(주) 충남 아산시 둔포면 운용리 180

리튬 1차

전지한국자원재생(주) 충북 청원군 도용면 금호리 31번지

니켈 카드뮴 전지 (주)코바 경남 함안군 칠서면 칠서산업단지 25-1

망간/알카리망간 전지

(주)코바 경남 함안군 칠서면 칠서산업단지 25-1

(주)반디신소재 경기도 김포시 양촌면 학운리 250-2번지

니켈 수소 전지 (주)코바 경남 함안군 칠서면 칠서산업단지 25-1

자료) (사)한국전지재활용협회

폐건전지 재활용업체

- 31 -

❍ 폐건전지 재활용은 건전지내 함유된 유가금속을 회수하는 분쇄공정을 거쳐서 최종적으로 아연, 니켈, 카드뮴, 코발트 등의 금속괴를 생산.

[그림 2-13] 망간/알칼리망간전지 재활용 공정도

자료) 신선명, “폐망간전지/알칼리망간전지로부터 유가금속회수 방안에 대하여”, 자원순환

사회연대 폐건전지 수거 및 처리방안을 위한 간담회 자료집, 2007

아연괴 이산화망간분말 아연분말

[그림 2-14] 망간/알칼리망간전지 재활용 생성물

- 32 -

Ni-Cd & Ni-MH BATTERY WASTE

DISMANTLING/SRTING/CRUSHING

Ni, Cd & Fe Scrap

Charging

Firing Taking Out

Cooling

FURNACE

Fe, Ni Meals Cd Meals

REMELTING REFINING

Fe,Ni Alloys Cd Stick(99.9%)

Steel, Electrolyte, Plastic& Other organic materials

Steel Mill

Plastic

Liquid Waste Purifier

[그림 2-15] 니켈 카드뮴/니켈수소 전지 재활용 공정

자료) 코바 홈페이지(http://www.kobar.co.kr)

Spent Li-ion Battery

Crushing

Discharging

Vibrating Screen

Magnetic Separation

sieving

Over size Under size

Sulfuric Acid Leaching

Filtrate(Li,Fe,Al,Cu) Cobait Oxalate

Na, O2

Li, Co

Thermal Treatment

Co, O4

[그림 2-16] 리튬이온전지 재활용 공정도

자료) 코바 홈페이지(http://www.kobar.co.kr)

- 33 -

[그림 2-17 납축전지 재활용 공정도

자료) 한국환경자원공사,「폐축전지 재활용중간생성물 품질기준 인증 마련 연구」, 2009

2.3.4 재활용 현황

❍ 2008년 폐건전지 재활용협회 재활용량은 산화은전지 1,033kg, 리튬1차전지 4,473kg, 니켈카드뮴전지 110,565kg, 망간/알칼리망간전지 781,288kg,

니켈수소전지 20,473kg임.

- 전년도 대비 재활용량이 크게 줄어들었으며, 산화은전지를 제외하고 EPR재활용

의무율을 미달성. 리튬1차전지와 니켈카드뮴전지는 15~30%에 불과

- 니카드전지 및 리튬1차전지의 경우 전체 재활용의무율 달성율을 보면 70~75%

정도임.

- 34 -

0

50

100

150

200

250

300

2004 2005 2006 2007 2008

산환은전지 리튬1차전지 니카드전지 망간/알칼리망간전지 니켈수소전지

[그림 2-18] 폐건전지 EPR재활용의무율 달성율(%)

구분 2004 2005 2006 2007 2008

산화은전지1,233

(98%)

2,237

(241%)

2,293

(250%)

2,427

(221%)

1,033

(107%)

리튬1차전지23,926

(116%)

13,207

(100%)

14,650

(95%)

24,938

(101%)

4,473

(15%)

니카드전지104,436

(104%)

154,234

(100%)

197,631

(132%)

199,556

(100%)

110,565

(30%)

망간/알칼리망간전지 -　 - - -781,288

(77%)

니켈수소전지 　- - - -20,473

(58%) 자료) (사)한국전지재활용협회

* 괄호안 수치는 EPR 재활용의무 달성율

한국전지재활용협회 폐건전지 재활용 실적(kg)

❍ 2008년 서울시 25개구에서 수거(한국전지재활용협회로 반입한 양)한 폐건전지 양은 205톤임. 대부분이 망간/알칼리망간전지로 보면, 2008년 재활용

한 양 781톤의 26%를 차지

- 강북구, 관악구, 금천구, 용산구, 종로구, 중구는 2008년 반입실적이 전혀 없으며,

2009년 9월 현재까지도 반입실적이 없음.

※ 폐건전지는 수거량이 적기 때문에 차량으로 운반할 수 있는 양이 모이기전

까지 지자체 집하장에 보관

- 2008년 실적으로 보면, 강남구가 21.8%로 가장 많고 서초구가 11.4%, 노원구가

9.3%를 차지하고 있음.

- 35 -

21.8

5.1

-

4.5

-

3.9 3.5

-

9.3

4.7

0.61.9 1.5

2.7

11.4

1.1

3.85.4

7.5

5.5

-

3.0

- -

2.8

강남

구

강동

구

강북

구

강서

구

관악

구

광진

구

구로

구

금천

구

노원

구

도봉

구

동대

문구

동작

구

마포

구

서대

문구

서초

구

성동

구

성북

구

송파

구

양천

구

영등

포구

용산

구

은평

구

종로

구

중구

중랑

구

[그림 2-19] 2008년 서울시 구별 폐건전지 수거실적 점유율(%)

서울시 구청 2008년 2009년(9월) 08년 대비 09년 수거량

강남구 44.75 17.91 40.0%

강동구 10.55 6.11 57.9%

강북구 0.00 0.00 0.0%

강서구 9.26 0.00 0.0%

관악구 0.00 0.00 0.0%

광진구 8.02 5.35 66.7%

구로구 7.10 8.42 118.6%

금천구 0.00 0.00 0.0%

노원구 19.08 20.15 105.6%

도봉구 9.75 9.80 100.5%

동대문구 1.22 3.75 307.4%

동작구 4.00 0.00 0.0%

마포구 3.06 9.47 309.5%

서대문구 5.56 4.56 82.0%

서초구 23.34 7.23 31.0%

성동구 2.22 0.00 0.0%

성북구 7.91 11.86 149.9%

송파구 11.14 5.62 50.4%

양천구 15.45 15.26 98.8%

영등포구 11.35 5.49 48.4%

용산구 0.00 0.00 0.0%

은평구 6.09 7.16 117.6%

종로구 0.00 0.00 0.0%

중구 0.00 0.00 0.0%

중랑구 5.67 0.00 0.0%

합 계 205.52 138.14 67.2%

서울시 폐건전지 수거실적

(단위 : ton / %)

※ 동작구청 11월말 입고예정 (약 4톤)

- 36 -

2.3.5 시민인식

❍ 2009년 자원순환사회연대에서 여론조사기관인 리서치앤리서치에 의뢰하여 전국 7대도시 거주 성인남녀 1,000명(2009년 폐건전지 배출경험이 있

는 사람 586명)을 대상으로 폐건전지 처리방법에 대해 조사한 결과 폐건

전지를 분리배출함에 배출하는 경우가 57.5%로 나타남. 서울의 경우(445

명 대상, 이 중 2009년 폐건전지 배출경험이 있는 사람 253명) 분리배출

함 배출비율이 55.8%로 전국 평균과 큰 차이가 없었음.

- 종량제 봉투에 버리는 비율은 20%, 재활용품과 같이 배출하는 비율은 11.6%

- 자원순환사회연대에서 2004년 서울거주 주민 526명을 대상으로 한 조사에서 분

리수거함 배출비율이 21%에 불과한 것과 비교하면, 2배이상 증가하였음. 2008년

망간/알칼리망간전지가 EPR 대상품목으로 지정되고 난 이후 분리수거함 보급이

확대되면서 분리배출 비율이 증가한 것으로 판단됨.

- 그렇지만 이번 조사에서 거주지 주변에 폐건전지 분리수거함을 본 비율이

54.9%(서울 56.2%), 폐건전지 분리수거 홍보를 접한 경우가 31.2%(서울 29.7%)에

불과하였음.

3.6

20

11.6 10.4

47.1

0.7

6.74.3

21.3

11.5 10.3

45.5

0.8

6.3

집에 보관 종량제 봉투 재활용품과 같이 배출

폐형광등 분리배출함 내 폐건전지 분리

배출통

폐건전지 전용 분리배출함

24시간 편의점 기타

전국 평균 서울

[그림 2-20] 폐건전지 처리방법 시민설문조사(%)

333333333333333333333장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장장3장 폐형광등 관리제도 및 현황

- 39 -

3장 폐형광등 관리제도 및 현황

3.1 형광등 종류 및 유해성

3.1.1 조명제품의 종류7)

❍ 조명제품은 크게 점등방식에 따라, 크게 필라멘트형 램프와 방전램프로구분되며, 방전램프는 저압방전램프, 고압방전램프, 기타 특수형광램프(냉

음극형, 반사형, 저온형, 직류형, 자외선, 적외선 등)로 분류됨.

 

     1) 방전(放電)램프

        2) 필라멘트형램프             

                                                              저압방전램프

(형광등)

 고압방전램프

(HID램프)

 기타형

(냉음극형 등)

 백열, 장식,자동차

전구                                

  종류 : 직관형,        환형,        콤팩트형,        안정기내장형

 

  종류 : 수은램프        나트륨증기램프,        메탈할라이드형        램프 등

 

 종류 : 자외선,        CCFL,        기타방전

                                                      

       

[그림 3-1] 조명제품 분류

① 방전램프

❍ 형광등의 구조는 유리관 내벽에 형광물질이라고 하는 자외선을 가시광선으로 변7) 출처 : KLRA(형광등 재활용 시스템) http://www.rlamp.co.kr/

- 40 -

화시켜주는 분말이 있고, 관의 양끝에는 텅스텐 코일로 만들어진 필라멘트로 설

치되어진 전극이 있으며, 이 코일에는 전자방사물질이 도포되어 있음.

❍ 관내에는 방전개시를 용이하게 하기 위해 200~400 Pascal 압력의 아르곤, 네온, 크립톤 등의 불활성 가스와 미량의 수은이 봉입

❍ 점등을 할 때는 전극(음극)에 전류를 흘려 예열되고 양 전극사이에 고전압을 걸어 줌으로서 방전됨. 방전에 의해 전극으로부터 방출된 열전자가 수은증기에 에너지를 주어 수은증기로부터 자외선이 발생되며, 그 자외선에 의해 형광물질에

에너지를 주어 여과되어 가시방선을 발생시킴.

[그림 3-2] 형광등 발광원리

❍ 형광등의 구체적 종류는 아래와 같음.

- 41 -

직관유리관의 형태로서 전체 형광등에 차지하는 비율이 가장 높고 사무실

이나 상가등에 주로 사용된다. 규격에 따라 10W, 15W, 20W, 32W, 40W

등이 있다.

직관형 램프를 둥근형으로 구부린 구조로 되어 있으며, 주택의 방에 주로

사용되어 왔으나 콤팩트형으로 대체 되어감에 따라 그 수요는 감소추세에

있다.

콤팩트형 형광등에 시동과 안정된 동작에 필요한 모든 요소를 일체화시키

고 부품을 교환할 수 없도록 되어 있는 형광등으로서 백열전구 소켓에 사

용할 수 있도록 동일한 베이스가 정착되어 있어 주로 백열전구 대체용이

다.

유리관을 구부리고 접합하여 콤팩트한 모양으로 다듬질한 한쪽 베이스의

형광등으로서 스타터를 내장하는 것과 내장하지 않는 것이 있는데 접합

형태에 따라, P/D/T/W/M/G형 등으로 구분하고 스타터를 내장하지 않는 것

은 환형의 대체용으로 그 수요가 폭발적으로 증가하고 있으며 스타터를

내장한 것은 상가 등의 DOWN LIGHT용으로 사용된다.

형광등 종류

❍ HID램프는 종류에 따라 사용되는 물질이나 구성 재료가 다르지만, 기본구조, 원리는 거의 동일함. 구조의 도형을 보면, 경질유리제의 발광관과 그

발광관을 지지해주면서 전기를 공급해주는 금속부 재료가 붙어있음.

❍ 발광관 양극에는 방전을 시키기 위한 전극이 장착되어있고, 내부에 발광물질로 수은과 아르곤가스가 봉입되어 있음. 외관 속에 봉입된 질소가스

는 램프 점등중의 발광관의 온도가 올라감에 따른 금속부품의 산화를 막

기 위한 것임.

❍ 메틸 할라이드 램프에서는 발광물질로서 수은 외에 나트륨이나 스칸듐등의 금속할로겐화합물질을 봉입하여 그들의 광범위한 분광을 이용함.

❍ 가로등, 고천정용, 공장, 실내외 경기장 및 체육관, 실험실, 주차장, 터미널, 공원, 광장, 철도역 홈 등에 사용

- 42 -

[그림 3-3] 고압방전램프 종류

❏ 냉음극형 형광램프❍ 유리관 내벽에 형광물질이 도포되어 있으며, 관 양단에 전극이 부착됨. 또한 관

내에서 혼합 희가스가 정량의 수은이 봉입되어 있음.

❍ LED백라이트용(팩시밀리기 , 스캐너, 프린터 등 OA 기기용, 인버터 스탠드용, 광고 판넬용)으로 사용

[그림 3-4] CCFL 발광원리

❏ 크립톤/BL 전구❍ 크립톤 전구 : 크립톤(kr)가스를 사용하여 광원의 산화를 억제하며 수명을 연장

- 43 -

시키고 열전도율이 빛의 효율을 향상시켜 연색성이 개선 전구의 크기를 소형화

시킴. 거실, 응접실, 침실, 자녀방, 욕실, 현관, 백화점, 인테리어, 패션, 쇼윈도우

등에 사용

❍ BL램프 : 이트륨 바나다트 형광물질이 도포된 수은 할로겐 블랜디드 램프임. 백열전구의 대체용으로 사용되며, 안정기와 점등기가 필요 없음.

[그림 3-5] 크립톤/BL전구 모양

② 필라멘트형 램프

❍ 필라멘트의 광으로 깨끗한 조명효과를 얻을 수 있음. 샹데리아, 인테리어 조명, 일반 가정, 상점, 학교, 병원, 사무실 실내조명 등에 사용

[그림 3-6] 백열전구 모양

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❍ 유리구 내면에 확산성이 우수한 벽색도료를 도표한 전구로 장식조명에 많이 필라멘트의 광으로 깨끗한 조명효과를 얻을 수 있음. 주택, 상점, 호텔, 레스토랑,

팬던트, 사무실조명 등에 사용

[그림 3-7] 장식용 전구

❍ 저전력 소비로 에너지절감, 환경친화적이며 소형으로 간편함. 장식용, 취침등, 인테리어 조명등에 사용됨.

[그림 3-8] LED 모양

❍ 백열램프의 특별한 유형으로 수명이 길며 크기가 작아 빛조절이 용이함. 옥외빌딩, 운동장, 교통시설, 상업용 무대조명, 가정용 등으로 사용

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[그림 3-9] 할로겐램프 모양

❍ 자동차 1대당 6가지 이상의 전구가 사용되며, 발생량이 매우 높은 편임. 방향지시등, 후진등, 계기판 조명등, 지도/독서등, 실내등, 번호등, 전조등, 안개등이 사

용됨.

[그림 3-10] 자동차 전구

3.1.2 형광등의 유해성

① 수은

❍ 형광등의 대표적인 유해물질은 수은임. 형광등 내에 수은이 함유되어 있다는 사실은 이론의 여지가 없지만, 형광등 종류별 수은함량에 대해서는

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여러 자료가 상이함.

❍ 통상적으로 국내 일반형광등에는 평균 25mg의 수은이 함유되어 있으며, 고압 수은램프나 메탈할라이드램프의 경우 250mg의 수은이 함유되어 있

는 것으로 알려져 있음.

(단위:mg)

구분 일반형광등고압

나트륨램프

고압

수은램프

메탈할라이드

램프

기타

방전램프아크램프 기타

중량 25 25 250 250 5~25 5~30 5~30

자료) 홍윤희, “폐조명제품 재활용 관리”, 2005.12, 서강대 석사학위 논문

조명제품 내 수은의 함량

❍ 그렇지만, 국외사례를 보면 대체로 형광등 내 수은 함유량은 10mg 이하인 것으로 나타남.

❍ 일본전구공업회의 자료에 의하면 1975년대 40W 형광등의 경우 형광등 1개당 50mg의 수은이 들어 있었으나, 2000년 10mg 이하로 줄어들었으며,

기타 다른 종류의 형광등도 수은 주입량이 10mg 이하인 것으로 나타남.8)

❍ 미전자제품생산자협의회(National Electrical Manufacturers Association, 이하 NEMA) 자료에 의하면, 미국의 경우에도 1985년 평균 48.2mg의 수은이

함유되어 있었으나, 1999년 11.6mg으로 급감한 것으로 나타남.

❍ 유럽연합의 경우에도 TL 표준(TL standard), TL 고급(TL luxurous), CFL,HID에 관한 시장자료를 분석한 결과 2006년 662백만개의 형광등의 무게

는 95.4천톤, 형광등 속의 수은의 양은 4,250kg, 형광등 개당 평균 무게는

144g, 개당 수은 함유량은 6.4mg인 것으로 나타남.9)

8) http://www.jelma.or.jp/

9) Joint Research Centre - Institute for Prospective Technological Studies , Implementaiton of the Waste Electric and Electronic Equipment Directive in the EU25, 2006

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0

10

20

30

40

50

Industrial Avg. 48.2 41.6 22.8 11.6

1985 1990 1994 1999

[그림 3-11] 4피트짜리 형광등(four-foot fluorescent lamp)의 수은함유량

자료) NEMA, Environmental Impact Analysis: Spent Mercury-Containing Lamps, 2000

❍ 일본전구공업회 자료에 따르면, 형광등이 파손될 경우 형광등내 수입된미량의 수은과 유리내면에 도포되어 있는 형광물질이 비산하게 되며, 28

㎥ 방에서 30W 환형 형광등이 파손될 경우 방의 수은농도는 약

0.0009mg/㎥으로 WHO 가이드라인의 0.015mg/㎥의 약 1/16

❍ 수은을 소각할 경우에는 소각장가스의 수은발생의 주된 이유가 되고, 매립 시에는 토양오염과 수질 오염의 주원인이 될 수 있음.. 특히, 형광등에

함유된 수은은 수은증기의 형태로 휘발성이 높기 때문에, 가정이나 사업

장에서 파쇄하여 버릴 경우 인체에 심각한 영향을 초래할 수 있음. 수은

증기는 인간의 중추신경계와 말초신경계, 폐, 신장, 피부, 눈에 영향을 미

침. 또한 돌연변이 유발 요인이기도 하며, 면역계 이상을 초래하기도 함.

고농도의 수은증기에 만성적으로 노출되었을 경우에는 주로 중추신경계의

손상을 초래.

❍ NEMA에 따르면, 2004년 폐램프로 인하여 미국에 배출될 수은의 양은0.36톤으로 추정함.

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폐기단계 양 배출되는 수은의 비율 총 수은배출량

폐램프의 파손 6억8천만개의 폐램프 중 75%가 파손 0.04 mg/개 0.02 tons

매립지 총 13톤의 수은 중 64%가 매립됨 0.8 % 0.07 tons

소각로 총 13톤의 수은 중 11%가 소각됨 9.0%

(수은 저감조치의 성과) 0.13 tons

재활용 6억8천만개의 폐램프 중 25%가 재활용됨 0.071 mg/개 0.01 tons

재생원료의재이용

6억8천만개의 폐램프 중 25%가 재활용됨 0.75 mg/개

(램프 유리 용융과정에서발생)

0.13 tons

총 배출량: 0.36 tons (-90.2% 1990년 대비)

2004년 램프의 폐기활동으로부터 미국에서 배출될 수은의 양 추정

자료) NEMA, Environmental Impact Analysis: Spent Mercury-Containing Lamps, 2000

② 납

❍ 콤팩트형 형광등은 직관형을 구부려서 성형한 형태로 제조시에 유연성이필요함.

❍ 중국산 저가 형광등의 경우 유연성을 증가시켜 성형하기 쉽게 하기 위해유리에 납을 첨가하며, 개당 평균 32.5g에 달함. 현재 유통되고 있는 콤팩

트형 형광등의 50%가 중국산.

❍ 납이 함유된 유리는 재활용을 하지 못하기 때문에 전량 파쇄 후 매립하게 되고, 고스란히 매립장으로 납이 유입됨.

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3.2 폐형광등 관리 국내외 제도

3.2.1 국내 제도

① 폐기물 부담금 시기(1992~2000)

❍ 부담금 요율 : 6~8 원/개 - 저수은 형광등 6원/개, 기타 형광등 8원/개

❍ 저수은 형광등과 기타 형광등에 대한 차별적인 부담금 적용을 통해서저수은 형광등의 개발을 유도하는 소극적 의미의 접근이 이루어 진 시

기

❍ 분리수거가 용이한 형광등 제조업체의 불량품과 정부종합청사와 같은대규모 정부기관에서 나오는 형광등을 환경관리공단에서 따로 수거하여

화성사업소에서 보관10)하는 수준의 관리

❍ 자발적 협약체결 : 2000년 6월 6개의 형광등 생산․수입업체12)가 참여하여한국형광등등재활용협회를 창립한 후 11월 환경부와 폐형광등 재활용에

관한 자발적 협약 체결.

❍ 자발적 협약의 주요 내용 : 생산자를 대리하는 한국형광등재활용협회가부담금 수준의 기금을 조성하여 폐형광등 회수․처리체계를 구축한 후 시범사업을 실시하고, 정부는 형광등에 대한 폐기물 부담금을 예치금으로

전환(2000년 12월)하고 협약에 가입한 업체에 대해서는 예치금 부과를

면제.

※ 예치금 요율 : 88원/개13)

10) 이시진외, “생활계 유해폐기물이 환경에 미치는 영향 및 별도 수거․처리체계 구축방안에 관한 연구”, 자원재생공사, 1998. 1993년을 기준으로 폐형광등 수거량은 33톤이었으며, 환경관리공단 화

성사업소에서 보관중인 양은 1993년말 현재 238톤이었음.

11) 자발적 협약의 실질적인 유효기간은 예치금제도가 존속한 2002년까지라 할 수 있음. 형광등에 대

한 생산자책임재활용제도 적용은 2004년부터이므로 2003년은 제도적으로 관리의 공백이 발생한

기간이지만, 실제적으로는 자발적 협약에 준거하여 관리되었음.

12) 금동조명(주), 금호전기(주), (주)별표형광등, 신광기업(주), 우리조명(주), (주)오스람코리아.

13) 형광등 1개의 수집(27원)․운반(25원)․ 처리(86원)에 들어가는 비용을 138원으로 산정했을 때, 생산자들에게 처리책임만 부여하는 것을 가정하고 처리비용(86원)과 재생가치비용(2원)을 합한 비용

을 예치금 요율로 설정

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❍ 재활용 시범사업의 실시 - 한국형광등재활용협회는 폐형광등 재활용을 위해서 2001년 초에 경기

도 화성에 연간 1천만 개의 폐형광등을 처리할 수 있는 시설을 갖춘 한

국형광등재활용공사를 설립한 후 4월부터 본격적인 시설가동에 들어감.

- 생산자의 폐형광등 재활용 사업실시에 따라 2001년부터 서울시 25개

구�