▲ 지난해 인터배터리에 참여한 SK이노베이션의부스에서 모델이 배터리를 선보이고있다.

탄소중립 바람, 배터리 시장 2030년까지 23배↑

韓, 배터리 강국 성장 위한 소재 경쟁력 확보 필수

코로나19가 일 년 반 가까이 지속되는 가운데에도 지난해 전 세계 EV(전기차) 시장은 전년대비 40%이상 성장하며 전속력을 다해 성장하고 있다. 이에 따라 전기차의 심장으로 불리는 배터리(이차전지) 시장도 전 세계적으로 뜨겁게 달아오르고 있다.

전 세계 동향을 보면, 유럽은 지난해 최대로 EV 시장에 진입했다는 업계 전문가들의 분석이 있다. 독일과 영국, 프랑스의 EV 지원책 강화에 따른 전기화 가속화와 탄소규제가 눈에 띈다.

중국의 경우는 제 14차 5개년 계획(2021-2025)를 통해 시장이 7% 성장했다. 알리바바, 텐센트, 샤오미 등 IT산업과 니오, 샤오펑, 리 오토 바이두 등 자동차산업이 확대되며 테슬라와 경쟁하고 있다.

미국은 배터리와 반도체 등 바이든 정부의 출범과 친환경정책 등과 더불어 2조 5천억달러의 투자를 발표했다. 이어 2025년까지 420만대의 자동차를 친환경으로 바꿔나간다. 2030년까지 모든 대중교통으로서의 미국 내 버스를 전기버스로 바꾸고, 미국의 전기차 충전소 역시 50만개를 추가한다.

또 자국 내 에너지 기반 시설 확충에도 투자해 청정에너지 건설에 2조달러를 늘린다. 또 친환경 구매자에 대한 리베이트와 세금혜택, 친환경 자동차 제조업체에 대한 공제도 나선다.

이에 따라 국내 대기업들도 바이든의 가치동맹에 손잡고 밸류체인에 합류해 미국에 관련 투자가 활발한 상황이다.

유럽의 친환경정책과 중국의 전기 자동차 지원, 미국의 친환경차 보급계획 등 전기차용 배터리 수요가 지속 증가할 전망이다. 이에 따라 지속적인 시장 수요 성장에 따른 공급 경쟁 또한 치열해질 것으로 보인다. 이에 대해 전문가들은 한·중·일 기업들이 시장을 주도, 시장 선점을 위한 경쟁이 심화되고 결국엔 기술력과 대규모 생산능력을 갖춘 일부 기업 5~7개 내외의 과점체제로 재편될 것으로 예측하고 있다.

하지만 고성능의 배터리에는 화재사고 등의 안전 이슈 역시 항상 뒤따르고 있어 이에 대한 해결책 마련이 절실하다. 게다가 높은 수요에 따른 공급 후, 사용된 폐 배터리의 처리문제 역시 주요 화두로 떠오르고 있다.

배터리 시장은 전기차와 ESS(에너지저장장치) 등 중대형 리튬배터리의 산업성장에 따라 국가별 공격적인 투자와 증설 등 국가차원의 치열한 경쟁이 이어지고 있다. SNE리서치에 따르면 글로벌 시장 규모는 연평균 40%가량 성장해 2025년 1,670억달러 규모에 달할 전망이다.

배터리에서 원재료가 차지하는 비중은 약 70%로 매우 높지만 우리나라 기술 자립도는 아직 낮아 코발트, 니켈, 리튬 등 배터리 주요 원자재의 전량을 해외수입에 의존하고 있는 실정이다. 또 원재료뿐 아니라 리튬이온배터리에 들어가는 4대 주요 소재의 내재화 역시 부분적으로 이뤄져있는 현실이다.

이에 대해 배터리 시장조사업체 SNE리서치의 김광주 대표는 2030년까지 23배 성장이 예상되는 배터리 시장의 수요에 선제적 대응을 위해서는 한국의 배터리 소재부품 공급망을 강화하는 것이 과제라고 전했다.

지난해 기준 배터리 주요 소재의 중국 시장점유율은 양극재 57.8%, 음극재 66.4%, 분리막 54.6%, 전해질 71.7% 등을 차지했다. 그러나 국내 점유율은 양극재 20.2%, 음극재 8.7%, 분리막 11.9%, 전해질 8.18%에 불과했다.

중국과 일본에 비교하면 한국은 굉장한 R&D 파워를 가지고 있다. 특허, 품질개선, 생산기술, 공정기술에 매우 앞서고 있는 반면 재료 부문의 코스트 절감 등을 향후 강화해야한다.

전기차 시장은 2019년까지 중국 내수시장이 리드해왔지만 20년부터는 유럽시장을 중심으로 중국, 미국 순으로 성장하고 있다.

미국 배터리 시장의 경우는 국내 배터리제조사인 LG에너지솔루션과 SK이노베이션이 선점할 것으로 예상된다. 국내 배터리사의 점유율은 올 1분기 기준 23%이지만 23년까지는 40%까지 오를 것이란 전망이다.

전기차에 장착되는 배터리의 용량은 지난해 140GWh에서 올해 240GWh까지 늘어날 전망이다. 배터리의 형태로는 파우치형태가 증가하고 있으며 특히 LG에너지솔루션과 SK이노베이션이 파우치형 배터리를 선점해 점유율을 높여가는 양상이다.

기업별로 살펴보면 지난해 중국은 다소 더딘 성장세를 보인 반면 국내 배터리사인 LG에너지솔루션의 급격한 성장이 돋보였다. 그러나 올 1분기부터는 중국의 CATL이 무섭게 성장하며 뒤를 쫓아 세계 전기차 시장에 영향을 미칠 것으로 보고 있다.

국내 3대 배터리 기업은 2018년부터 지난해까지의 성장세가 눈에 띄며 이중 LG에너지솔루션을 선두로 삼성SDI와 SK이노베이션도 높은 점유율을 차지했다. 상위의 중국 CATL, 일본 파나소닉, 한국 LG에너지솔루션의 3사만 합쳐도 전체 시장의 70%를 차지하는 구조를 이루고 있다.

미래 배터리 수요는 전기차 수요에 따라 지난해 300만대 기준, 올해 500만대에 이어 2030년에는 5,000만대 수준으로 급증할 전망이다. 또 전기차 프로젝트 등의 데이터 기반 예측 결과 폭스바겐, 테슬라, 르노, 현대차의 4개사가 향후 10년간 전기차 시장을 리드할 것으로 예측됐다.

배터리의 예상 생산캐파는 LG에너지솔루션, SK이노베이션, 삼성SDI 순으로 전망됐다. SK이노베이션의 적극투자로 앞으로 생산능력에서 삼성SDI를 능가할 수 있다는 예상이다.

유럽의 배터리 시장은 2020년부터 2030년 사이에 공급부족이 올 수 있다고 전문가들은 말한다. 북미는 올해부터 배터리 수급난항이 예상되고 있다. CATL이 중국 자체 내 시장 점유율 뿐 아니라 글로벌 시장 점유율을 늘리고 있어 우리 기업에게 위협적이다.

업계 전문가들의 견해에 따르면 국내 배터리산업은 배터리제조사의 경우, 경쟁국보다 1~2년 앞선 수준이지만 소·부·장 기업의 기술력은 약 2~3년이 뒤쳐져있다고 평가하고 있다. 기술력을 끌어올리기위해선 배터리제조사와 소·부·장 기업 간 전략 기술협력 강화가 필요하다는 평가다.

전기차 산업 등 미래를 이끌어갈 4차산업혁명 산업에서 300Wh/kg 이상의 고밀도, 장수명, 기능성 배터리가 요구되지만 아직 기술적 한계에 직면해 있는 상황이다. 또 전기차와 ESS분야의 빈번한 화재사고 역시 기술 연구 개발의 발목을 잡고 있다. 사용 후 버려지는 폐 배터리를 어떻게 처리할 것인지에 대해서도 의견이 분분하다.

배터리의 기술 향상은 고성능 혁신 소재를 적용하고, 제조 공정의 혁신화 등 전혀 새로운 수준의 변화가 있어야 가능하다고 전문가들은 조언한다. 또 중요한 안전 및 환경이슈를 고려해 ‘생산-사용-재활용’의 안전하고 체계적인 구조의 생태계가 조성돼야한다.

선진화된 기술력과 정부와 민관을 비롯한 연관기관의 노력으로 글로벌 배터리 시장을 이끌어갈 미래유망산업으로서의 배터리 산업이 되도록 힘써야 할 것이다.

▲ EV시장의 장기적인 전망(자료:SNE리서치)

▲ 글로벌 xEV 시장 수요 전망(자료:SNE리서치)

▲ 글로벌 xEV 배터리 공급-수요 예측(자료:SNE리서치)

▲ 글로벌 전기차용 배터리 수요 전망(자료:SNE리서치)

▲ 전기차 배터리시장의 장기 추세(자료:SNE리서치)