친환경 에너지로 주목받는 전기차 배터리 산업

세계적으로도 가솔린과 디젤 차량의 운행을 줄이고, 친환경 차량인 전기자동차로 전환하려는 노력이 한창입니다. 이런 흐름에 발맞춰 에너지를 저장하는 배터리 시장도 함께 성장하고 있는데요. 전기차 배터리 산업의 현재와 세계 각국의 움직임, 대한민국의 현주소를 짚어봅니다.
 

 
 
 
 

휘발유차 대신 전기차, 신재생에너지 배터리로의 전환

 
배터리는 흔히 IT 산업의 ‘심장’으로 비유하곤 합니다. 반도체가 두뇌, 디스플레이가 눈이라면 배터리는 이를 움직이게 하는 심장 역할을 하는 핵심 부품이라는 의미죠. 특히 최근 세계적으로 환경 문제가 대두되면서 친환경 흐름을 타고 전기자동차 분야와 배터리 산업이 급성장하고 있는데요.
 
중국은 이미 전기차 리튬이온 배터리 최대 생산국으로 발돋움 했습니다. 중국 내 배터리 생산 업체만 3000군데에 이르는데요. 배터리 산업을 기반으로 세계 최대 전기차 시장을 구축한 중국은 내년부터 전기차 의무생산제 실시를 검토하고 있습니다. 의무 비율은 2018년 8%에서 시작해 2020년까지 매년 2% 상향될 것으로 전망됩니다.
 

전 세계적으로 휘발유, 경유 차량이 줄어들고 전기차 생산 및 판매가 늘고 있다

 
미국도 캘리포니아를 비롯한 9개주에서 무공해차량(ZEV) 생산의무제를 시행하고 있습니다. 유럽에서도 프랑스, 노르웨이에 이어 영국도 2040년까지 휘발유와 경유 차량 판매를 중단하기로 발표했죠.
 
시장조사 업체 SNE리서치에 따르면 2015년 240만대이던 글로벌 전기차 시장 규모는 2020년 850만대로 늘어날 것으로 전망됩니다. 전기차에 탑재되는 배터리 시장 규모도 2015년 28기가와트시(GWh)에서 올해 61GWh로, 2020년에는 309GWh까지 늘어난다는 예측이 나옵니다.
 
 
 
 

고속 성장중인 한국의 배터리 기술력

 
세계에서 배터리를 대량 양산할 수 있는 기술을 가진 국가는 한국, 일본, 중국입니다. 우리나라는 후발주자로 시작해 단시간에 상당한 기술력과 생산능력을 확보한 선두국가가 됐는데요. SK이노베이션, 삼성SDI, LG화학 등이 빠르게 기술력과 몸집을 키우고 있습니다.
 

SK이노베이션의 배터리 생산 공장 모습 (출처: SK이노베이션 블로그)

 
특히 SK이노베이션은 에너지 밀도를 높이는데 연구개발 역량을 집중하고 있는데요. 최근 3세대 전기차용 배터리 ‘NCM811’을 세계 최초로 양산하겠다고 발표하면서 업계를 깜짝 놀라게 했습니다. 암호NCM811은 양극재인 니켈, 코발트, 망간 비율이 각각 8:1:1로 구성된 배터리를 말하는데요. 니켈 함량이 높아지면서 에너지 밀도가 높아지고 값이 비싼 코발트 비중은 낮아지면서 원가경쟁력은 높아지게 됩니다.
 
이와 함께 SK이노베이션은 공격적인 설비 투자로 2020년까지 생산규모를 10GWh로 확대해 전 세계 시장점유율을 2020년 10%, 2025년 30%로 높이겠다고 발표했는데요. 지난 2003년에는 배터리용 분리막 시장에도 뛰어들어 2005년 상용화한 이후 현재 세계 2위 수준의 경쟁력을 확보하고 있죠.
 
 
 
 

미래형 배터리의 발전 방향은?

 
배터리 분야에서는 더 싸고, 더 오래가고, 더 안전한 배터리 기술 개발 경쟁이 벌어지고 있습니다. 무엇보다도 1회 충전에 500km 이상을 달릴 수 있는 전기차 배터리 개발 경쟁이 한창인데요. 전기차 확산을 가로막는 큰 요인 중에 하나가 주행거리에 대한 소비자 불안인 만큼 이를 원천 차단하려는 노력이죠.
 
국내 기업들도 현재의 주도권을 유지하기 위해 차세대 배터리 연구개발에 자원을 집중하고 있습니다. 무게와 가격, 안전성 문제를 해결하려면 새로운 소재 기술 개발이 가장 중요한 과제로 꼽히는데요. 리튬이온 배터리 4대 핵심 소재인 양극재, 음극재, 분리막, 전해액 분야에서 각각 기술을 고도화하기 위한 연구가 진행되고 있습니다.
 

 
배터리 산업은 기본적으로 대규모 생산시설 기반의 제조업 형태로 진화해왔는데요. 미래에는 팹리스(반도체 설계전문)와 파운드리(반도체 수탁생산)가 각기 존재하는 반도체 산업처럼 개발과 생산이 분리된 형태로 진화할 조짐도 보입니다. 해외에서는 생산 기반을 가지고 있지 않은 스타트업이 기존 제조사들과 라이선스 계약을 맺는 형태로 사업을 확장하려는 움직임도 포착되고 있죠.
 
배터리 산업 시장의 성장에 따라 궁극적으로 미래형 배터리는 플렉시블한 형태로 진화하게 될 전망입니다. 고용량이지만 손톱처럼 아주 작아지거나 혹은 무게가 거의 나가지 않는 얇은 종이장의 형태거나 육안으로 확인할 수 없는 형태로 변하게 될지도 모르겠습니다. 환경오염을 줄이고 생활의 편리함을 높이는데 큰 영향을 미칠 전기차 배터리의 발전을 응원합니다.