[강천구의 자원경제] '배터리 소재' 해외 자원개발이 답이다

[아이뉴스24] 전기를 휴대해 돌아다니고 자동차 엔진을 전기로 사용하는 배터리 전성시대가 도래했다. 전기차 보급 확산으로 배터리 수요가 머지않아 폭증할 수도 있어, 한국·중국·일본 3국이 치열한 배터리 대전을 벌이고 있다.

배터리 전지의 구조는 셀-모듐-팩으로 구성돼 있다. 배터리 셀은 전기에너지를 충전·방전해 사용할 수 있는 배터리의 기본단위로 여기에 양극·음극·분리막·전해질을 알루미늄 케이스에 넣어 만들어진다. 배터리 모듐은 셀을 외부 충격과 열·진동 등으로 부터 보호하기 위해 일정한 개수로 묶어 프레임에 넣은 배터리의 조립체를 의미한다. 배터리 팩은 전기차에 정착되는 배터리의 최종 상태로 배터리 모듐에 냉각 시스템 등 각종 제어 및 보호 시스템을 정착해 완성된다. 현재 리튬 이온 배터리는 셀 부품이 중요한다. 또 셀에서도 양극재는 배터리 원가의 30~40%를 차지하는 핵심 소재이다.

시장조사 기관 SNE리서치에 따르면 한국의 양극재 소재 글로벌 시장 점유율(2020년 기준 20.2%)은 중국의 3분의 1 수준이다. 양극재는 음극재와 함께 전기를 저장하는 역할을 맡으면서 배터리의 종류 및 성능을 좌우한다. 그리고 음극재는 2차전지 충전 때 양극에서 나오는 리튬 이온을 음극에서 받아들이는 소재이다. 분리막은 배터리 내 양극과 음극의 접촉을 차단해 발화 등을 막는 역할을 한다.

지난해 기준 한국의 글로벌 시장 점유율은 음극재 8.7%, 분리막 11.9%, 전해액 8.1%로 중국과 일본에 한참 못 미치는 수준이다. 하지만 LG에너지솔루션·삼성SDI·SK이노베이션 등 국내 배터리 3사는 지난 10년간 큰 성장을 해 왔다. 또 전기차 시장이 성장하고 있는 중국 이외에도 미국·폴란드·헝가리 등에 생산 거점을 확보하고 있다. 그러나 우리의 배터리가 글로벌 시장을 주도하기 위해선 현지 생산·공급뿐 아니라 리튬·니켈 그리고 희토류 같은 원료 공급이 원활해져야 한다. 무엇보다 배터리에 들어가는 주요 부품과 원자재 수급이 중요하다. 만약 수급이 막히는 순간, 언제든 무기력해질 수 있다. 문제는 이들 필수 부품과 원자재를 중국이 쥐락펴락하고 있다는 점이다. 만약 중국이 소재와 원료를 무기화에 나서면 국내 관련 산업은 마비 상태에 빠질 수밖에 없다.

중국의 전기차 핵심 부품 소재 시장 점유율을 보면 전기모터 핵심 소재 '희토류' 생산은 62%, 배터리 양극재 중간제품인 '전구체'(니겔·코발트·망간 혼합)는 75.8%이다. 그리고 코발트의 경우 전세계 코발트 생산의 70%를 차지하는 콩고 광산 지분 40% 이상을 확보해 놓은 상태다.

산업연구원에 따르면 국내 배터리 기업의 대중국 수입의존도는 수산화리튬이 81%, 코발트와 황산망간은 각각 87.3%와 100%에 달한다.

최근 전기차 생산이 늘어나면서 이에 필요한 부품과 원자재, 특히 리튬과 니켈·코발트·희토류 공급이 달리는 현상이 나타나고 있다. 또한 이들 원자재 가격 동향을 보면 코발트 가격은 최근 2배 넘게 뛰었고, 니켈은 톤당 평균 1만7천달러를 돌파했다. 이는 12년만의 최고치다. 특히 희토류는 부존의 편재성 때문에 수급이 원활하지 않다.

한국 배터리산업의 강점은 패스트팔로어(새로운 제품이나 기술을 빠르게 좇아가는 전략)로서 제조 능력과 공정에 탁월하다. 국내 배터리사의 셀 부품 설계 능력은 세계 최고 수준이어서 규모의 경제 발판을 만들 수 있다. 약점은 소재분야 기술력은 우수하나 원자재 확보에서 중국 의존도가 심화되고 있어 원가 경쟁력에서 갈수록 중국에 밀리는 현상이다.

산업통상자원부가 지난해 5월 발표한 '제6차 해외자원개발 기본계획(2020~2029)'에 따르면 전략광물인 리튬·희토류의 자원개발률이 2013년 9.6%에서 2018년 0.7%로 급격히 저하 됐다. 이는 자원개발 공기업인 한국광물자원공사의 해외 투자 배제와 무관하지 않다. 그나마 있는 해외 광구도 팔거나 사업 보류 상태가 문제다.

한국 배터리산업이 성장하기 위해서는 정부와 기업이 보다 실효성 있는 배터리 로드맵을 짜서 실행해야 한다. 즉 우리의 강점인 제조 능력에서 초격자를 유지하고 차세대 기술에 대한 선행투자가 필요하다. 그리고 중요한 것은 원료 확보를 위해 다시 해외 자원개발에 적극 나서야 한다.

/강천구 인하대 초빙교수(에너지자원)

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◇ 강천구 교수는?

강천구 인하대 초빙교수는 한국광물자원공사에서 30여 년 근무한 자원전문가이다. 인하대 공대, 중앙대 대학원을 졸업하고 서울대 공대 최고산업과정을 수료했다. 주요경력은 현대제철 경영자문위원, 동양시멘트 사외이사, 영앤진회계법인 부회장, 에너텍 부회장, 남북교류협력지원협회 이사, 에너지경제신문 주필 등을 지냈다. 현재 한국광업회 기술자문위원, 세아베스틸 사외이사, 한국남동발전 사외이사, 인하대 대학원 초빙교수로 활동하고 있다.