- 박재범 포스코경영연구원 수석연구원 'K-배터리 산업전망 컨퍼런스' 발표

[디지털데일리 이건한기자] “다른 광물자원과 마찬가지로 양극재나 음극재도 중국의 생산 비중이 워낙 높습니다. 글로벌 시장에서 국산 양극재 비중은 약 22%인데 음극재는 8% 정도로 뚝 떨어집니다. 대부분 포스코퓨처엠이 공급 중인데, 해당 공급망이 무너지면 위기가 닥칠 수 있습니다. 양극재만큼 향후 음극재도 주목할 필요가 있습니다.”

박재범 포스코경영연구원 수석연구원은 25일 서울 상암동 중소기업DMC타워에서 열린 ‘2023년 K-배터리 산업전망 컨퍼런스’에서 글로벌 2차전지(배터리) 소재 공급망의 불균형을 지적했다.

최근 미국은 IRA(인플레이션 감축법) 발효, 유럽연합은 CRMA(핵심원자재법) 논의로 배터리와 핵심 소재, 부품의 역내 생산을 강조하는 분위기지만 전세계 공급망에서 중국의 비중은 압도적인 수준이다.

2021년 기준 배터리셀은 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등이 점유율 23%를 차지했고, 양극재도 포스코퓨처엠, 에코프로비엠, 앨엔에프, LG화학 등 다수의 기업이 합산 22%의 점유율을 보였다.

반면 음극재는 대주전자재료가 생산하는 일부 실리콘 음극재를 제외하면, 일반적인 천연·인조흑연 기반 음극재 양산 기업은 포스코퓨처엠 하나에 불과하다. 점유율이 8%에 불과한 이유다. 같은 기간 중국의 비중은 배터리셀 75%, 양극재 70%, 음극재 85%였다.

현재 전기차용 배터리와 반도체 기술은 미국과 중국이 차세대 패권 경쟁 기술로 선정하고 치열한 기싸움을 벌이고 있다. 양국 간 정치적 상황 변화에 따라 배터리 원료, 중간재, 완제품 공급망에 언제든 변화가 발생할 수 있는 환경이다. 위기 상황에 유연히 대응하려면 민관이 소재부터 양산까지 다방면에서 선제적인 준비에 나서야 한다.

한국은 그간 배터리와 양극재 제조 분야에선 두각을 드러내왔다. 전기차의 심장으로 불리는 배터리와 배터리의 에너지 밀도를 결정하면서 40% 이상의 원가 비중을 차지하는 양극재는 핵심 소재로서 그간 기업들의 기술 개발과 투자가 집중된 분야다.

반면 양극재보다 제조 비중, 가격이 저렴한 음극재는 상대적으로 소외돼 온 것이 현실이다. 박 연구원은 "1991년 리튬이온전지 개발 이후 30년간 양극재와 달리 음극재는 기술적 변화가 거의 없었다"고 지적했다.

음극재는 배터리의 충전속도와 수명을 결정한다. 실리콘 첨가 등 소재 변화에 따라 양극재와 함께 주행거리 확대에도 적잖은 영향을 미칠 수 있기 때문에 앞으로의 성장이 더 주목되는 분야다.

박 연구원은 "실리콘 음극재의 경우 아직 가격이 높아 하이엔드급 차량에 탑재되며 기술 개선의 여지도 많아 상용화 시기는 2030년 이후로 예상된다”고 말했다.

이전까지는 기존의 천연흑연과 인조흑연 음극재 비중이 여전히 높을 전망이다. 박 연구원에 따르면 최근에는 천연흑연의 수요가 오히려 높아지는 추세다. 천연흑연은 인조흑연보다 저렴하지만 음극재 팽창 문제와 충전 속도에서 인조흑연보다 뒤진다고 평가돼왔다.

그러나 천연과 인조 흑연의 장점이 접목된 ‘저팽창 천연흑연’ 개발 이후 천연흑연의 수요는 계속 증가 중이다. 차세대 실리콘 음극재 외에도 고품질 천연 흑연의 안정적 확보와 생산능력 확대에 정부와 기업이 계속 주목해야 하는 이유다.

한편 미국과 유럽은 2030년까지 유의미한 수준의 양·음극재 자립을 이루기 어려울 전망이다. 골드만삭스의 2022년 보고서에 따르면 중국은 2022년 기준 배터리 셀, 양·음극재 모두 100% 이상의 자급률을 기록했다.

이와 달리 양극재 자급률은 미국이 2%, 유럽은 12%에 불과하며 2030년에도 각각 26%, 24%에 그칠것으로 예측됐다. 음극재 자급률은 2022년 미국 4%, 유럽이 2%였다. 2030년 예상되는 자급률도 각각 16%, 9%에 그친다. 미국과 유럽이 2030년까지 100% 자급이 가능한 건 배터리 셀 제조 정도다.