[기획] 미래 에너지산업 ‘배터리’가 핵심이다 - ①
[기획] 미래 에너지산업 ‘배터리’가 핵심이다 - ①
  • 변국영 기자
  • bgy68@energydaily.co.kr
  • 승인 2019.01.02 09:55
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

메모리 반도체 넘어 에너지 신산업 ‘게임 체인저’ 주목

글로벌 배터리사, 향후 5년간 전기차 배터리에 105조 투자… 생산라인 확대

기술 경쟁도 가열… 리튬 이차전지 관련 국제특허 최근 연평균 14.5% 증가

 

[에너지데일리 변국영 기자] 이차전지는 시장 규모는 메모리 반도체를 넘어설 대표적인 고성장 신산업이자 전기차, ESS 등 에너지 신산업의 ‘게임 체인저’로 주목받고 있다. 휴대기기용 소형전지에 주로 이용되었던 리튬 이차전지는 최근 세계적인 친환경 정책에 힘입어 전기차용 전원, ESS 등으로 그 분야가 확대되고 있다. 전기자동차와 ESS 모두, 리튬 이차전지로 구성된 대용량 배터리가 핵심이다.

배터리 전문조사기관인 SNE리서치는 글로벌 배터리사들이 2023년까지 신규 생산라인에 약 105조원을 투자할 것이라는 조사 결과를 내놓았다. 한국의 삼성SDI, LG화학, SK이노베이션이 24조원, 중국의 CATL과 BYD 등 10대 제조사가 55조원, 일본의 파나소식 등 3개사가 15조원, 유럽의 신규 배터리사가 약 10조원 등의 투자할 계획을 가지고 있는 것으로 알려졌다. 이같은 대규모 투자 계획에 따라 당초 2020년경 대규모 배터리 공급 부족 현상은 상당부분 해소돼 2022년에서 2023년경 이후에나 공급 부족 상황이 올 것으로 SNE리서치는 예상했다.

이런 상황에서 국내 배터리 기업들도 차세대 배터리 주도권 확보를 위해 협력키로 했다. LG화학과 삼성SDI, SK이노베이션 등 이차전지 3개사가 차세대 배터리 주도권 확보를 위해 1분기에 1000억원 규모의 차세대 배터리 산업펀드 조성에 나선다.

이들 기업들은 지난해 11월 차세대배터리 원천기술 확보와 차세대 배터리 산업 생태계 조성을 위한 1000억원 규모의 ‘차세대배터리 펀드 출자 및 운영에 관한 협력 MOU’를 체결했다.

3개사는 ▲1분기 내 1000억원 규모의 차세대 배터리 펀드 조성 완료 ▲차세대 배터리 원천기술 공동 확보 ▲차세대 배터리 산업생태계 조성을 위한 유망 중소기업 및 벤처기업 육성에 협력키로 한 것이다.

3사는 차세대 배터리 관련 소재·공정·장비 분야의 상용화 핵심기술개발에 관한 공동 R&D 추진을 위해 ‘차세대배터리 핵심기술 공동 R&D 협력 MOU'도 체결했다. 정부가 추진 예정인 전고체전지, 리튬금속전지, 리튬황전지 등 3개 분야 차세대 배터리 핵심기술 공동 R&D 사업 공동 투자, 차세대배터리 관련된 소재·공정·장비 분야 기술 개발 지원, 핵심기술을 활용한 조기 상용화 검토·추진 등에 힘을 모으기로 했다.

이차전지 관련 특허도 크게 증가하는 등 세계적으로 기술경쟁이 한층 가열되고 있다. 특허청에 따르면 최근 10년간 리튬 이차전지 관련 전 세계 PCT(국제특허출원은 특허협력조약)국제특허출원 건수는 2008년 764건에서 2017년 2589건에 이르기까지 연평균 14.5%의 증가율을 나타냈다. 이는 2016년 312억 달러(약 34조원)였던 전 세계 리튬 2차전지 시장 규모가 2022년에 677억 달러(약 74조원)로 2배 이상 확대할 것으로 전망됨에 따라 리튬 이차전지 관련 특허를 획득하려는 기업들의 노력이 반영된 것으로 해석된다.

파나소닉(1187건, 6.5%), LG화학(1104건, 6.0%), 도요타(1088건, 5.9%)가 상위를 차지하고 있고 국적별로는 일본이 7986건(43.7%)으로 우위를 점한 가운데 미국, 한국, 독일 순이었다. 최근 전기자동차 산업이 급속도로 성장하고 있는 중국은 5위를 기록했다.

리튬 이차전지는 크게 양극재, 음극재, 전해질, 분리막으로 구성된다. 기술 분야별 출원비율을 보면 양극재 관련 기술이 30.5%로 가장 높았고 음극재는 17.2%, 전해질 14.1%, 분리막 9.4%, 전지제조기술 17.4%이다.

우리 기업들의 출원비율은 전지제조기술이 27.7%로 다른 국가들에 비해 높은 편이나 양극재, 음극재는 각각 25.2%, 12.3%로 낮다. 양극재 등의 소재 분야는 배터리 출력에 큰 영향을 주는 고부가가치 기술로서 우리 기업의 적극적인 기술개발 및 특허획득이 절실한 이유다.

신준호 특허청 국제특허출원심사1팀장은 “리튬 이차전지 시장이 전기차, 에너지저장장치 등으로 확대되면서 기술경쟁이 한층 가열되고 있다”며 “일본의 독주와 중국이 무섭게 추격해 오고 있는 상황에서 우리 기업들의 해외시장 확대를 위해서는 기술개발과 더불어 PCT 국제특허출원 등을 활용해 해외특허 획득에 더욱 노력해야 한다”고 강조했다.

▲ 핵심원료 리튬 수급 전망

일시적 공급 초과 불구 전반적인 ‘공급 부족’

2025년 총수요 70만7717톤·총공급 63만8665톤


이차전지에 대한 수요가 확대되면서 원료인 리튬에 대한 수급이 중요해지고 있다. 이런 가운데 지난해 5월 포스코경영연구원은 ‘2025년 리튬 수급 전망’이라는 보고서를 내놓았다.

보고서에 따르면 지난 2015년 U$6천/톤 수준이던 배터리용 탄산리튬 가격은 지난해 4월 3일 기준 U$23.1천/톤을 기록했다. 전기차 시장 확대 전망이 우세해지며 배터리 핵심 원료 중 하나인 리튬 확보 경쟁이 가격 상승을 주도한 것이다.

지난 2016년 6월 U$22,123까지 급등한 리튬 가격은 버블 논란을 겪으며 2016년 12월 U$16,271까지 26.5% 하락했으나 여전히 타이트한 수급 전망에 따라 다시 U$23,478까지 상승했다.

수요 증가 전망에 비해 공급 측면의 신규 증설 물량이 예정대로 출하되지 못하고 있어 이 또한 가격 상승에 큰 영향을 미치고 있다는 분석이다. 하지만 공급 부족, 리튬 가격 급등으로 자금조달 여건이 개선되며 리튬 업계의 신규 설비 투자는 과거에 비해 빠르게 진행되고 있다.

보고서는 2025년 리튬 총수요를 70만7717톤으로 전망했다. 2017년 24만7742톤 대비 약 2.8배 증가한 것이다. 리튬 수요에서 가장 큰 변수는 전기차 배터리 수요다. 전기차 시장이 예상보다 빠르게 성장할 경우 2025년 리튬 수요는 최대 81만7001톤에 달할 수도 있을 것으로 내다봤다. 전기차 시장 성장이 더딜 경우 2025년 리튬 수요는 61만34톤에 머물 수도 있다고 덧붙였다.

리튬 수요 분야는 크게 배터리용 제품과 일반 산업용 제품으로 구분되는데 현재는 산업용 수요가 리튬 수요의 45% 차지하고 있다. 하지만 산업용 수요는 2020년 전기차에 추월당하고 2025년에는 19% 수준으로 하락할 것으로 전망했다.

전기차용 배터리 수요는 2017년 약 6만6000톤에서 2025년 약 39만7000톤으로 가파르게 상승하며 리튬 수요를 견인할 것이다. 2017년 전체 리튬 수요 중 27%의 비중이던 전기차 수요는 2025년 56%로 급성장하게 된다.

전기차 중 대당 배터리 용량이 1∼11kWh에 불과한 HEV, PHEV보다는 40kWh 이상의 배터리를 채용하는 순수 젂기차 비중이 리튬 수요를 주도할 것으로 분석했다. 순수 전기차보다 배터리 용량이 큰 전기버스와 전기트럭은 보급률이 낮아 아직은 시장에 큰 영향을 못 미치지만 전기버스의 경우 2022년 이후 보급률이 높아지며 리튬 수요를 흡수해 나갈 것으로 보고 있다.

2025년 리튬 총공급량은 63만8665톤으로 2017년 20만9341톤 대비 약 3배 증가할 전망이다. 호주의 광석 기반 제품 출하가 집중되는 2020년부터 공급량이 급증할 것으로 보고 있다. 공급업체들의 신규 투자 계획이 일정대로 진행될 경우 2025년 기준 리튬 공급량은 최대 80만5891톤에 달할 수도 있다고 내다봤다.

반면 신증설 계획이 계속 지연되거나 가동률이 목표에 못 미칠 경우 2025년 리튬 공급량은 52만4797톤 수준에 그칠 것으로 봤다. 과거 대부분의 신규 설비 생산 일정 및 설비 가동률이 목표치에 못 미쳤다는 점을 고려할 때 공급 초과 부족 현상이 계속 이어질 가능성 또한 결코 낮지 않다고 보고 있다.

보고서는 일시적인 공급 초과도 발생하지만 전반적인 공급 부족 현상이 이어질 것으로 결론 내렸다.

신규 업체 공급 물량이 시장에 집중적으로 나오는 2021에서 2022년 기간 중 소폭의 공급 초과가 예상된다. 공급 초과량은 2021년 1만2075톤, 2022년 1만625톤으로 해당 년 총수요량 대비 각각 3.0%, 2.2%의 공급 초과율을 나타낼 것으로 분석했다.

2020년 전후로 집중되던 신규 설비의 Ramp-up 기간이 마무리 되는 2023년 이후에는 공급 증가세가 점차 둔화되며 2023년부터는 다시 공급 부족으로 전환될 것으로 내다봤다. 공급 증가세는 둔화되는 반면 전기차를 바탕으로 한 수요가 꾸준히 증가하기 할 것으로 보인다. 리튬 수급은 앞으로도 공급 부족 및 공급 초과 상황이 주기적으로 반복될 가능성이 크다는 분석이다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 명칭 : (주)에너지데일리
  • (우)07220 서울 영등포구 당산로38길 13-7 주영빌딩 302호
  • 대표전화 : 02-2068-4573
  • 팩스 : 02-2068-4577
  • 청소년보호책임자 : 조남준
  • 제호 : 에너지데일리
  • 신문등록번호 : 서울 다 06719
  • 등록일 : 1999-07-29
  • 인터넷등록번호 : 서울 아 01975
  • 등록일 : 2012-02-12
  • 발행일 : 1999-09-20
  • 발행·편집인 : 조남정
  • 에너지데일리 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2019 에너지데일리. All rights reserved. mail to webmaster@energydaily.co.kr
ND소프트