“연결되지않은것이없다!”
한눈에파악하는배터리소부장의모든것
배터리산업의핵심에는2차전지(축전지)가있다.가장대표적인것이‘리튬이온배터리’로,2015년이후전기자동차가대중화되며수요가폭증했다.이배터리황금기를꽃피우기위한물밑작업은소부장의모든단계에서지난수십년간이어졌다.1940년대중국신장의리튬광산부터2010년대유럽에건설된LG에너지솔루션의배터리공장까지,책이안내하는가치사슬의흐름을따라가다보면,배터리산업의청사진이한눈에들어온다.
[소재_리튬의사우디아라비아를찾아서]
2차전지의주요부품은양극재,음극재,전해질로,그중핵심은용량과전압을결정하는양극재다.특히리튬소재양극재가장착된2차전지를리튬이온배터리라한다.USITC(미국국제무역위원회)에따르면국제2차전지시장의70%이상을리튬이온배터리가차지하는만큼,리튬은배터리황금기의주인공이다.
저자는리튬의가능성을가장먼저눈치챈나라로중국을꼽는다.1940년대신장에서리튬을발견한중국은1960년대수소폭탄을개발하며이를전략광물로삼았다(63~72쪽).이후연구를거듭한끝에리튬이배터리산업의핵심소재가될것임을깨닫고는1980년대부터‘863계획’에따라관련기술개발에박차를가했다(39~41쪽).그렇게준비를마친중국은2000년대들어간펑리튬과톈치리튬의창업과운영에지원을집중해,오늘날국제리튬시장의절대강자로만들었다(93~95쪽).한국광물자원공사에따르면두리튬기업이2022년상반기에거둔‘순이익’만180억위안(3조5000억원)에달한다.
중국의리튬개발사를살펴보면,그들이신장을포기하지못하는주요인이‘자원민족주의’임을알게된다.이러한상황은라틴아메리카에서도반복되고있다.저자가“리튬삼각지대”라부르는칠레,아르헨티나,볼리비아에는총4700만톤에달하는엄청난양의리튬이매장되어있다(158쪽,185쪽,205쪽).지금까지는기술과자본이부족한데도외부세력과의협업을방해하는자원민족주의탓에빗장이닫혀있었지만,계속해서많은국가와기업이문을두들기고있다.저자는이들이“리튬의사우디아라비아”가될가능성이충분하다고강조한다.실제로칠레의SQM(칠레화학광업협회)은국제리튬시장의30%를차지하며제2의사우디아람코로성장중이다(173~177쪽).한국의경우포스코가2000년대후반부터꾸준히도전한끝에2018년아르헨티나에서리튬채굴권을따냈다.
반대로자국의리튬을세계시장에적극적으로내놓는국가도있다.오스트레일리아는그린부시스,마운트매리언,필갠구라등여섯곳의리튬광산에서연간30만톤에가까운리튬을채굴한다.중국의리튬기업들이적게는5%에서많게는45%까지이광산들의지분을취득했는데,오스트레일리아는각종법적장치를동원해통제권을유지하고있다(105~106쪽).중국이환경문제때문에본토내의리튬채굴량을줄이고있는상황에서,오스트레일리아는자국의리튬광산들을대중외교의강력한무기로사용중이다(99~102쪽).
[부품과장비(설비)_국경을넘나드는배터리생태계]
중국과리튬삼각지대,오스트레일리아가리튬을채굴하고재가공해가치사슬의상단(upstream)을맡고있다면,한국과일본,미국은그리튬으로각종부품을만들고배터리를생산해가치사슬의하단(downstream)을맡고있다.저자는한국의배터리기업들이“유럽의희망”이되었다고분석한다.2010년대초반만하더라도유럽은배터리산업에관심을기울이지않았다.그들에게중요한건어디까지나자동차산업이었고,배터리는다른나라에서수입하면된다고판단했다(20~21쪽).하지만배터리산업의급성장으로발등에불이떨어지자,부품생산과설비건설을위해2015년부터한국기업들을‘모셔오기’시작했다.대표적인기업이LG에너지솔루션(당시LG화학)과삼성SDI다.두기업은각각폴란드와헝가리에배터리공장을건설했는데,유럽내리튬이온배터리의상업생산이가능한거의유일한설비들이다.특히LG에너지솔루션의배터리공장은2022년한해에만테슬라모델3를기준으로200만대분의배터리를생산했다.IEA(국제에너지기구)에따르면같은기간전세계에서930만대의전기자동차가판매되었으니,엄청난생산량이다(125~129쪽).물론유럽이한국의배터리기업들에희망을거는것은높은배터리생산량때문만이아니다.관련설비들이연달아생겨나며배터리산업의생태계가확장된다는게중요하다.실제로벨기에의배터리기업유미코아는LG에너지솔루션에양극재를납품하고자폴란드에공장을따라세웠다(9쪽,137쪽).
일본은리튬이온배터리를처음상용화한나라로관련기술은뛰어나지만,현재는뒤처진상태다.리튬채굴과재가공,부품생산과조립등어느분야에서도두각을드러내지못하고있다.소위‘갈라파고스제도’로불리는일본답게거의유일하게니켈메탈하이브리드배터리를사용하는도요타(271~272쪽),테슬라에리튬이온배터리를공급하는파나소닉과스미토모정도가눈에띌뿐이다(124쪽).
미국은가치사슬에서독특한위상을차지하고있다.2000년아르곤국립연구소가개발하고특허를취득한NCM양극재(리튬과니켈코발트망가니즈를혼합)가리튬이온배터리에가장일반적으로쓰이게되었기때문이다.그래서미국배터리기업들의시장점유율은낮아도,특허를이용해벌어들이는수익이천문학적일것으로예측된다(118~121쪽).
“산업의지각변동이시작된다!”
전기모빌리티부터재활용까지,새로짜이는판
리튬채굴부터배터리생산까지,중국부터라틴아메리카까지,배터리산업의가치사슬은이미빈틈없이잘짜인것처럼보인다.하지만저자는판을뒤집을수있는기회가여전히무궁무진하다고설명한다.기본적으로배터리산업은외부요인,즉전기자동차산업에큰영향을받는다.테슬라의첫번째전기자동차인로드스터가출시된2008년,전세계의전기자동차판매량은10만대에불과했다.그런데2022년의전기자동차판매량은930만대로,유례없는성장세를기록중이다(129~131쪽).게다가인도의전기자동차시장이라는변곡점이남아있다.인도는사륜차보다는이륜차를선호하는특성탓에전기자동차판매량이매우미미하다.대외경제정책연구원에따르면2022년에고작4만대의전기자동차가판매되었을뿐이다.하지만정부차원에서전기자동차보급의지를불태우고있는만큼,조만간그성과가구체화되면배터리산업은진정한‘티핑포인트’를맞이할것이다(138~140쪽).
전기자동차의뒤를이을새로운전기모빌리티의개발도눈여겨봐야한다.특히“전기비행기를활용하는미래는많은이의예상보다매우가까이와있다.”가장눈에띄는기업은이스라엘의이비에이션이다.2022년시험비행에성공한이비에이션의전기여객기앨리스는제트엔진을사용하는기존여객기들과비슷한외양에,훨씬뛰어난성능,매우값싼사용료를내세워이미300여대가수주되었다.무엇보다한국의배터리기업코캄이앨리스에들어갈배터리를납품한다는점에서,이는바로우리의미래이기도하다(297~299쪽).그외노르웨이기업야라가선보인자율항해전기화물선야라비르셀란도미래물류산업의향방을바꿀것으로주목받고있다(303~306쪽).
몇몇기업은수직계열화를이용해전기모빌리티산업과의연계가능성을극대화하려한다.휴대전화배터리제조로경력을쌓은중국의비야디(BYD)는,리튬채굴부터자동차생산까지사업을다각화한끝에2022년테슬라를제치고전기자동차판매량1위를달성했다.과거스탠더드오일이석유를채굴하고가공하고운송하고판매하는모든과정을통합해석유왕국을건설했던것과같은전략을택한것이다(53~56쪽,83쪽).테슬라가배터리의자체생산을목표로기가팩토리를세운것도수직계열화를위한포석이다.하지만기가팩토리의실제운영은파나소닉이맡은만큼,테슬라의수직계열화는아직갈길이멀다(123~124쪽).반대로선택과집중에나선기업들도있다.중국의닝더스다이(CATL)와미국의앨버말은리튬의채굴과재가공에집중해시장점유율을지켜내고있다(120~121쪽).
관점을전환한다면‘도시광업’으로도불리는배터리재활용산업또한좋은기회다.최근개발된전기자동차용배터리가약15년사용을보장하므로,2030년부터‘배터리쓰나미’가전세계를덮칠것이다.한정된자원과환경문제를고려하면,배터리재활용은피할수없는선택지다(274~276쪽).일본의JX금속과중국의거린메이가이분야에서가장앞서있는데(271~273쪽,279~280쪽),특히중국은전기자동차용배터리의재활용을의무화함으로써(275~276쪽),사용후배터리로5G통신망에전력을공급할정도다(287~288쪽).
마지막으로차세대배터리개발도계속되고있다.도요타의전고체배터리연구가대표적이다.전고체배터리는안전성을극대화한2차전지인데,전기자동차화재사고에대한경각심이높아지는오늘날좋은대안으로여겨지고있다(270쪽,320~323쪽).
“거대한기회와도전에대비하라!”
배터리산업의다음10년
이모든기회의밑바탕에는세계각국이2050년을목표로진행중인탄소중립정책이있다.지금까지풍력이나태양열같은재생에너지는저장할수없다는치명적인단점때문에널리쓰이지못했다.하지만2차전지가개발되며그한계를극복했고,꾸준한성능개량으로재생에너지를상업적으로이용할수있는단계에이르렀다(11~13쪽).혹자는전기자동차를예로들며배터리에충전되는전기대부분이여전히화석연료를태워만든다고비판한다.하지만산업전체의이산화탄소배출량을살펴보면,전기자동차를타는게내연기관차를타는것보다이미훨씬친환경적이다(252~256쪽).결국배터리산업은탄소중립실현을위한첫걸음일수밖에없다.
물론도전또한계속될것이다.자원민족주의는러우전쟁처럼언제든자원전쟁으로비화할수있다.우크라이나동부에매장된상당한양의리튬은러시아의침공으로그개발이멈춘상태다.동시에한국배터리기업들이주력해온NCM양극재의생산비가치솟았는데,국제니켈시장의10%를차지하는러시아산니켈이전쟁의영향으로자취를감췄기때문이다.그러면서LFP양극재(리튬인산철)를꾸준히생산해온중국배터리기업들의주가가치솟았다.이런상황에서한국배터리기업들의숨통을틔워준것이바로미국의IRA이다.IRA는보호무역주의의산물로,보통국내기업들에악재로여겨진다.하지만배터리의경우미국과FTA를맺은나라에서만들었다면IRA에제한받지않는다.일본도,유럽도미국과FTA를맺지않은상황에서이는한국배터리기업들에큰호재다(9~10쪽).
한마디로배터리산업은“장애물달리기”와같다.“발전은이어지겠지만막다른길도많다.”이쉽지않은경주에수많은국가와기업이뛰어드는것은,배터리산업이평범한일상생활부터경제구조와에너지패권,지구환경까지,모든영역에서새로운패러다임을제시하고있기때문이다.이책은가치사슬의흐름부터자원전쟁까지배터리산업의여러주제를날카롭게분석하며다음10년을미리그려낸다.흔들리지않을투자처를고민하는독자에게도,국가와기업의다음행보를고민하는독자에게도최고의로드맵이될것이다.
추천사
제2의반도체산업이라고불릴정도로배터리산업에대한관심이높지만,핵심금속인리튬에관한양질의분석자료조차없다시피한것이대한민국의현실이다.이책은리튬및배터리산업의발전과정과미래전망이궁금한독자들에게단비와같다.세상에서가장가벼운금속이어떻게글로벌에너지혁명을가능케하는지통찰력있게설명한다.
_이재광NH투자증권수석연구원,《미래모빌리티UAM에투자하라》저자
우리경제는거대한도전에직면했다.우선전세계적인탄소중립추진으로태양과바람의에너지를담는배터리가기간산업의핵심으로떠올랐다.한편러우전쟁이촉발한국제질서재편은리튬확보를국가적관심사로만들었다.리튬과배터리를중심으로이격동의시대를조망한책이나왔다.세상의흐름을읽어낼통찰을건네줄것이다.
_김재경에너지경제연구원연구위원
광물의시대다.이제는석유대신광물이라는프리즘으로세계의정치경제를들여다봐야한다.이책은광물시장에대한깊은통찰을제공한다.특히채굴생산제련기업들을분석하는데그치지않고그들이속한국가의정치구조까지분석한다.이로써에너지패권전쟁과탈탄소시대의근간인광물공급망을이해하는데큰도움을줄것이다.
_김현수하나증권연구위원
비약적으로성장하는배터리산업을이해하고,‘K-배터리’의위상을강화하기위한전략이절실하다.이책은리튬확보를둘러싼각국의전략부터차세대배터리기술의현주소,사용후배터리를재활용하는도시광업의가능성까지산업전체를관통한다.연구자와정책결정자그리고다음세대를생각하는모든이에게추천한다.
_김태희한국에너지기술연구원울산차세대전지연구개발센터장
책속에서
중국의전기자동차산업을키운것은베이징올림픽이끝나고1년만에시행된‘10개도시,1000대전기자동차(十城千輛)’시범프로그램이었다.사실이계획에는미심쩍은부분이있었다.중국정부는국가적으로전기자동차산업을발전시키기위해상위의세개,또는다섯개기업을지원하는대신분권적접근법을택했다.선택된도시들에자금을나눠주고각도시의도로에전기자동차1000대를다니게한다는목표를세웠다.목표를달성하기위한세부전략은각지방정부에맡겼다.
_42쪽〈1장메이드인차이나〉중에서
비야디는창립하고10년도채지나지않아국제배터리시장의절반이상을차지하게되었다.이회사는세계에서네번째로크고,중국에서는가장큰배터리생산업체다.전기자동차시장의성장과전기모빌리티분야에대한정부의지원을목격한왕촨푸는휴대전화배터리사업에만족한채확장을멈춰서는안된다는사실을깨달았다.마침비야디의가장큰자산이었던배터리는전기자동차의핵심성능을결정하는기본구성품이었다.이런판단하에2003년비야디는국유기업이었던시안진촨자동차(西安銀川汽車)를인수했다.배터리는만들줄알았으므로,자동차만드는법을최대한빨리배워야했고,가장빠른길은기업인수였다.
_55쪽〈2장더많은배터리,더많은리튬〉중에서
간펑리튬의지속적인확장계획은이기업을세계최대의리튬생산업체로향하는길에올려놓았다.하지만간펑리튬을비판하거나이회사와경쟁하는이중일부는수식어가중요한건아니라고주장한다.현재업계1위인앨버말(Albemarle)은리튬산업에서가장수익성이뛰어난기업이되겠다고선언했다.이회사는주주들을위해최대한의가치를창출하려할뿐,양만따져서‘1위’를유지하는것에는크게신경쓰지않는듯하다.앨버말은투자자들이솔깃해할발언들을쏟아낸다.수익성에초점을맞추는것은미국의상장기업으로서는더없이건전한판단이지만,전략적관점이부족하다.반면중국기업들은전략적으로행동에나선다.
_93~94쪽〈3장배터리공급망의거인들〉중에서
사실유럽기업들보다먼저유럽에자리잡고전기자동차산업이태동한초기부터이익을낸것은한국인들이었다.2015년LG화학은유럽에배터리공장을짓기로하고폴란드브로츠와프(Wroclaw)근처의부지를노렸다.독일자동차산업의중심지와가깝다는점,독일과비교해생산비용이낮다는점,LG가오래전부터폴란드에진출해있었다는점을고려하면놀랍지않은선택이었다.LG는폴란드가공산주의에서벗어나급격히변화하던광란의시대에논란의기업아트-비(Art-B)와거래하며이나라에등장했다.당시20대에불과했던아트-비의창업자들은현대자동차와컨테이너선두척분량인차량5만대를수입하는계약을맺었는데,회의중신용카드한장으로대금을결제해한국재계에일대파문을일으켰다.
_127쪽〈4장한중일트로이카와다크호스들〉중에서
칠레가배터리와전기자동차산업으로의진출을위해더확고한기반을구축하려할때유리한조건은리튬뿐이아니다.이나라는전기가격이아주저렴한데,특히태양광발전이활발해2025년에는메가와트(MegaWatt,MW)당가격이15달러까지떨어질것으로예상된다.유럽내평균전기가격과비교하면4분의1수준에불과하다.런던의거의모든우버운전자들이유지비를따져서전기자동차로옮겨간것을생각한다면,칠레에서는관련산업으로의유인이훨씬더강력할것이다.
_167쪽〈5장라틴아메리카에펼쳐진리튬삼각지대〉중에서
아르헨티나는칠레나볼리비아와달리각각의특성이극단적으로다른다양한염원을보유하고있다.미래를생각하면이러한특징이이나라의리튬산업에도움이될수있다.리튬의다양한원천은끊이지않는주문이나새로운프로젝트에존재하는위험을희석해줄수있기때문이다.아르헨티나리튬산업의또다른특징은현재약40여개의신규프로젝트가진행되고있다는것이다.다양한주체가각자다른공정과접근방식으로프로젝트를추진하고있다.
_186쪽〈6장혼란한정치와흔들리는리튬산업〉중에서
볼리비아가세계에서가장많은리튬을보유한것은사실이다.USGS가추산한이나라의리튬매장량은2100만톤이다.볼리비아자체추산치는훨씬더큰데,자국내최대소금평원인우유니염원에만리튬이1억4000만톤있다고본다.
하지만볼리비아가어떤식으로든리튬가격에영향을미칠만한국가로발돋움하고있었다거나,비슷한경로를밟고있었다는주장은사실과거리가멀다.볼리비아세관이발표한통계에따르면,이나라에서(모랄레스가쫓겨나기전해인)2018년에수출한탄산리튬은컨테이너하나로운송할수있는20톤에불과했다.이는모두중국으로갔다.
_205~206쪽〈7장가능성으로가득한불모지〉중에서
지난몇년간전세계적으로증가한재생에너지설비용량중절반가까이가중국의몫이다.하지만중국의에너지소비욕을자극하는것은세계최대의인구뿐이아니다.그보다는이나라의거대한산업기반이훨씬더중요하게작용한다.따라서중국이더친환경적이지만동시에더산업화된나라,예를들어독일과같은수준에이르려면매우힘겨운과정을거쳐야할것이다.중국내배터리생산량과석탄발전량을동시에고려하면,킬로미터당이산화탄소배출량을기준으로전기자동차가전통적인내연기관차보다더환경을오염시킨다고는할수없어도동등한수준이라고는주장할만하다.
_253~254쪽〈8장리튬만큼중요하고다이아몬드만큼소란스러운〉중에서
이론적으로는무궁무진한가능성이존재한다.한차례사용된전기자동차배터리를모아풍력발전소나태양광발전소의에너지저장소로사용하거나,병원이나데이터센터의예비전력저장소로쓸수있다.이러한해법은비용도낮추고지구도도울수있다.유럽과미국에서는다양한신생기업이이러한아이디어를시장에끌어들이려노력하고있으며,중국에서는이미국유기업의열렬한지원속에대규모로실험되고있다.중국은2020년말약50만개의5G기지국을설치했다.이중일부기지국은두번째삶을부여받은리튬이온배터리를예비전력저장소로사용한다.공업정보화부는이렇게밀집된5G기지국덕분에자국내5G이용자가6000만명을넘어섰다고발표했다.
_287~288쪽〈9장두번째기회가된배터리재활용산업〉중에서
앨리스의동력은NMC양극재가들어간820킬로와트시용량의리튬이온배터리가공급하는데,그무게만3.7톤이다.참고로테슬라모델3의최상위차종에는75킬로와트시용량의배터리가장착된다.앨리스의배터리는한국의특수리튬이온배터리생산업체코캄(Kokam)에서만든다.역사는길지만규모가크지않아서일반인들은한번도이름을들어보지못했을기업이다.이비에이션의CEO가인정했듯이이회사가현단계에서필요로하는배터리의수량은LG화학이나삼성SDI같은대형배터리생산업체에서설계를시작할만큼많지않다.반면코캄은사상처음으로전기를동력삼아세계일주비행에성공했던태양광비행기의배터리를만든이력이있다.
_299쪽〈10장가장확실한미래〉중에서
