[배터리완전정복]⑦ '한중일 배터리 WAR', 이것에 승부 달렸다

편집자주지금은 배터리 시대입니다. 휴대폰·노트북·전기자동차 등 거의 모든 곳에 배터리가 있습니다. [배터리 완전정복]은 배터리에 대해 알고 싶어하는 일반 독자, 학생, 배터리 산업과 관련 기업에 관심을 가진 투자자들에게 배터리의 기본과 생태계, 기업정보, 산업 흐름과 전망을 알기 쉽게 전달하기 위해 만든 코너입니다. 매주 토요일에 여러분을 찾아갑니다.

"순간의 잘못된 판단으로 글로벌 배터리 시장에서 낙오할 수 있다." "자칫하면 액정표시장치(LCD)처럼, 이차전지도 중국에 다 내줄 수 있다."

배터리 업계 전문가들이 2023년 현재 상황을 진단하며 내놓은 말들이다. 1991년 소니의 리튬이온배터리 상용화 이후 배터리 시장을 지배하는 이는 계속 바뀌어 왔다. 기술과 산업 트렌드를 제대로 읽지 못한 기업들은 얼마 되지 않아 도태됐다. 반대로 신생 기업이 몇 년 만에 글로벌 기업으로 급부상한 사례도 있다.

초기에 소니, 산요, 파나소닉 등 일본 기업에 이어 삼성SDI, LG화학(LG에너지솔루션) 등 한국 기업이 시장을 주도하더니 이제는 CATL, 비야디(BYD) 등 중국 기업이 두각을 나타내고 있다. 지금은 이차전지 시장의 춘추전국 시대다. 앞으로 몇 년간 급격히 요동치는 시장에서 어떻게 준비하고 대응하느냐에 따라 글로벌 판도가 또 바뀔 수 있다.

그동안 성능 경쟁을 보였던 이차전지 시장은 전기차 시장이 대중화함에 따라 가격 경쟁으로 흐름이 바뀌고 있다. 중장기 시장을 이끌 차세대 배터리 연구 개발도 한창이다. 이차전지가 전기차 시대의 핵심 전략 기술이라는 인식하에 글로벌 경제권마다 보호, 육성에 드라이브를 거는 모습도 목격된다. 이러한 흐름을 잘 읽고 적극적으로 대처해야 글로벌 경쟁에서 뒤처지지 않을 수 있다.

그래서 지금 1등은 어디?

'전 세계 배터리 시장 1위 CATL', '중국을 제외한 배터리 시장 1위 LG에너지솔루션'. 어느 순간부터 국내 언론에서는 전기차 배터리에 대한 기사를 2가지 버전으로 쓰기 시작했다. 중국 전기차 시장의 특수성을 고려해 시장조사업체에서 중국을 제외한 전기차 배터리 분석 리포트를 내면서부터다.

중국은 세계 최대 전기차 시장(2023년 상반기 기준 55%, Canalys)이지만 중국 정부의 강력한 보호주의 정책 속에 글로벌 배터리 기업이 발을 들여놓지 못하고 있다. 따라서 공정한 경쟁이 이뤄지는 중국 외의 시장을 기준으로 삼아야 제대로 된 평가를 할 수 있다는 이유에서다. 실제로 글로벌 시장과 중국 이외의 시장을 비교해보면 순위가 크게 차이 난다.

해외에서도 많이 인용하는 국내 에너지 전문 시장조사 업체 SNE리서치에 따르면 2022년 기준 전기차 배터리 시장에서 CATL이 37.0%로 1위를 차지했다. 이어 LG에너지솔루션이 13.7%로 2위, BYD가 13.5%로 3위에 올랐다.

하지만 중국을 제외할 경우 순서는 확 바뀐다. LG에너지솔루션이 30.0%로 1위로 올라서고 CATL(22.5%)이 2위로 밀려난다. 이어 3위는 일본 파나소닉(15.8%), 4위 SK온(13.3%), 5위 삼성SDI(10.9%)의 순이다. 주로 자사 차량에만 배터리를 공급하는 BYD는 중국 밖에서는 존재감이 아예 없다.

중국 외의 시장에서도 대륙별, 시장별로 차이가 있다. 국내 배터리 기업들이 유럽에서 강세를 보이는 반면, 테슬라 전기차에 배터리를 공급하는 파나소닉은 북미에서 두드러진다.

글로벌 자산운용사인 번스타인이 조사한 바에 따르면 2023년 상반기 기준 LG에너지솔루션은 유럽에서 39.14%의 점유율로 압도적인 1위를 차지했다. 삼성SDI(13.68%), SK온(10.83%)을 더하면 국내 배터리 3사의 유럽 내 점유율은 무려 63.65%에 달한다. 북미 시장에서는 파나소닉이 45.32%로 절대적 우위를 보이고 있으며 LG에너지솔루션이 17.78%로 그 뒤를 잇고 있다. 파나소닉은 테슬라 전기차의 주요 배터리 공급사다. GM 전기차에는 대부분 LG에너지솔루션의 배터리가 들어간다.

하지만 이런 대륙별 분점 구도도 조금씩 바뀔 조짐이다. 중국 기업들이 자국 시장을 넘어 글로벌로 시장 공략에 나서면서 점차 점유율을 확대하고 있다.

이런 변화는 실제 수치로도 확인되고 있다. 중국을 제외한 글로벌 시장에서 CATL의 점유율(SNE리서치 기준)은 지난해 22.5%에서 올해 상반기 27.2%로 늘어났다. 1위 LG에너지솔루션과의 격차를 1.5%포인트 차로 좁혔다. BYD의 점유율은 0.6%에서 1.6%로 늘었다.

반대로 중국 이외의 시장에서 국내 배터리 3사의 점유율은 점차 하락 추세다. 2021년 55.7%에서 2022년 54.1%로 감소했고, 올해 상반기에는 48.4%로 절반 이하로 떨어졌다.

유럽 시장에서는 CATL의 점유율은 27.47%(번스타인 기준)로 1위 LG에너지솔루션에 이어 2위이며 북미에서는 14.12%로 3위에 올랐다. 한국 기업 입장에서는 위기의식이 커지고 있다.

이제 성능은 기본, 가격부터 본다

중국 이외 시장에서 중국 배터리 기업들의 점유율이 올라가는 것은 글로벌 전기차 시장의 흐름이 바뀌고 있기 때문이다. 전기차 시장은 성능에서 가격으로 패러다임이 전환되고 있다. 이에 따라 전기차 가격의 30~40%를 차지하는 배터리에서도 가격이 중요한 요소로 부각됐다. 배경은 몇 가지로 요약된다.

우선 각국 정부가 그동안 전기차에 지급하던 보조금을 폐지하거나 줄이고 있다. 세계 최대 자동차 시장인 중국은 2023년 1월부터 신에너지에 주던 국가 보조금을 전면 폐지했다. 2023년 종료 예정이던 전기차 구매세 면제 혜택은 2025년까지 일단 연장됐으나 재연장 여부는 불투명하다.

독일도 2023년부터 전기차 보조금(5625~9000유로)을 4500~6750유로로 축소했다. 2024년부터는 가격이 4만유로 이하 전기차만 4500유로의 보조금을 받을 수 있고 2025년부터는 아예 없어질 가능성도 있다. 이에 앞서 영국은 2022년 6월부터 전기차 보조금을 중단했다. 프랑스는 녹색산업법을 제정, 탄소 배출량을 측정해 일정 기준을 충족하는 전기차에만 보조금을 지급하는 방식으로 바꾼다. 한국도 2024년 예산안에서 전기차 보조금 예산을 전년보다 6.5% 줄일 예정이다. 이에 따라 차종별로 100만원가량 보조금이 감소할 것으로 전망된다.

두 번째, 글로벌 경쟁이 심화하고 있다. 전기차 시대의 도래에 따라 순수 전기차 업체뿐 아니라 GM, 포드, 폭스바겐, BMW 등 기존 내연기관차들이 잇따라 전기차 시장에 진출하고 있다. GM은 2035년까지 내연기관차를 단종하고 전기차만 출시할 계획이다. 폭스바겐은 2030년까지 유럽 내에서 판매하는 전기차의 80%를 전기차로 채우겠다는 목표를 제시했다. 이런 공격적인 목표를 달성하기 위해서는 가격을 낮춘 대중적인 전기차를 출시할 수밖에 없는 상황이다. 후발 주자들의 추격에 맞서 선발 업체들도 가격 경쟁으로 대응할 수밖에 없다.

세 번째, 전기차의 성능이 상향 표준화되면서 더이상 성능만으로 소비자들을 소구하기 어렵게 됐다. 앞으로 출시하는 대중형 전기차 모델의 경우 한번 충전에 500~600km를 주행할 수 있는 성능을 기본으로 요구하고 있다. 이는 과거 테슬라 모델S 등 프리미엄급 제품의 성능이다. 프리미엄 전기차는 한번 충전에 700km 이상의 주행 성능이 기본 탑재될 예정이다. 전기차 사양이 고급화됐다는 것은 그만큼 배터리 가격이 낮아졌다는 뜻이다. 현장에서 만나본 배터리 전문가들은 미래 전기차용 배터리 시장의 핵심 요소는 가격과 안정성이 될 것이라고 강조하고 있다.

실제로 2023년 들어 테슬라를 비롯해 포드, GM 등 주요 전기차 메이커들이 가격 경쟁에 돌입한 상태다. 이러한 시장의 변화는 국내 배터리 기업의 전략 변화를 요구하고 있다.

LFP냐 NCM이냐

현재 전 세계 리튬이온 배터리 시장은 기술별로 삼원계(NCM, NCA 등) 배터리와 LFP(리튬인산철) 방식이 양분하고 있다. 국내 배터리 업계는 전기차의 주행 성능 향상을 위해 양극재에 니켈 함량을 높인 삼원계 배터리 개발에 주력해 왔다. NCM(니켈·코발트·망간), NCA(니켈·코발트·알루미늄) 등 삼원계 배터리는 에너지밀도가 높아 한번 주행 거리를 늘릴 수 있으나 가격이 다소 비싸다.

이에 비해 중국의 BYD, CATL은 초기부터 양극재에 인산과 철을 사용한 LFP 배터리를 주력 제품으로 사용했다. LFP 배터리는 삼원계 배터리에 비해 저렴하고 안정성이 우수하지만 에너지 밀도가 낮아 그동안 저가형 전기차에 탑재됐다. 하지만 최근 중국 기업들이 성능을 개선한 LFP 배터리를 잇달아 선보이며 대중형 전기차까지 확대하고 있다. 테슬라는 모델3에 이어 2023년에 출시한 모델Y에도 CATL의 LFP 배터리를 탑재했다.

전문가들은 향후 전기차 배터리 시장에서 LFP의 비중이 더욱 늘어날 것으로 예측하고 있다. 글로벌 에너지 컨설팅 기업인 리스타드에너지(Rystad Energy)는 2020년 20%에 불과하던 LFP배터리 비중이 2025년에는 40%, 2030년에는 49%에 도달할 것으로 전망하고 있다. 이에 비해 니켈 기반 배터리의 비중은 2020년 80%였던 것이 2025년에는 60%, 2030년에는 46%로 떨어질 것으로 내다봤다. 나머지 5%는 차세대 배터리가 새로 시장에 진입할 것으로 예상했다.

고성능 삼원계 배터리에 연구개발(R&D)을 집중했던 한국 배터리 기업들은 부랴부랴 LFP 배터리 개발에 나섰다. LG에너지솔루션은 2023년 3월 미국 애리조나주에 550만 달러 규모의 배터리 공장을 건립키로 했는데 이 중 23만달러는 LFP에 투자될 예정이다. 이밖에 국내 기업들은 코발트의 함량을 줄여 가격을 낮춘 'NMx(니켈 망간 등)' 혹은 '코발트 프리(Cobalt Free)', '망간 리치(Manganese rich)' 배터리를 제품을 개발하고 있다.

한국, 중국, 일본은 차세대 배터리 개발에서도 서로 다른 전략을 구사하고 있다. 중국은 저가형으로 나트륨이온 배터리를 개발하는 한편, 프리미엄 시장을 겨냥해 반고체(Semi Solid State) 배터리에 드라이브를 걸고 있다. 2021년 1세대 나트륨이온 배터리를 공개했던 CATL은 2023년 전기차 모델에 나트륨이온배터리를 탑재하며 속도를 내고 있다.

한국과 일본 기업들은 반고체 단계를 거치지 않는 전고체(All Solid State) 방식으로 직행한다는 계획이다. 삼성SDI와 일본 도요타는 2027년을 전고체 배터리 전기차 출시 시점으로 예상하고 있다. 중국 기업중에서는 BYD가 2021년 기준 중국 배터리 기업중에서 가장 많은 전고체 배터리 특허를 보유하고 있다. 차세대 배터리에 대한 자세한 내용은 다음에 자세히 다루고자 한다.

IRA 보호막, 언제까지 유효할까

에너지, 특히 전기차 시장은 정부의 정책에 크게 좌우된다. 소비자가 주도하기도 하지만 정부의 정책 방향에 의해 시장이 만들어지기도, 혹은 없어지기도 한다. 중국이 대표적인 사례다. 그런 측면에서 미국 인플레이션감축법(IRA)은 정책적 측면에서 향후 몇 년간 글로벌 전기차 및 배터리 시장의 판도를 바꿀 수 있는 가장 큰 변수라 할 수 있다.

IRA 법안의 상당 부분이 전기차 및 배터리와 관련된 내용이다. 첨단 기술에서 중국을 견제하려는 미국 정부의 정책 기조가 이 법안에도 녹아 있어 당장 한국 기업에 유리하게 작용할 것으로 분석된다. 하지만 중장기적으로 위협 요인도 내포하고 있고 불확실성이 남아 있어 지속적인 모니터링과 대응이 필요하다.

IRA는 조 바이든 행정부가 원유 가격이 급등하고 물가가 치솟자 미국 국민들의 부담을 덜어주자는 취지에서 2022년에 도입된 법안이다. 코로나19 직후 발발한 러시아-우크라이나 전쟁으로 국제 유가가 치솟았고 미국 국민들은 정치에 대한 불만을 쏟아냈다.

이에 친환경, 진보 진영의 지지 속에서 출범한 바이든 행정부는 화석 연료 자동차 대신 친환경 전기자동차에 대해 보조금을 지급하는 방식으로 국민들로부터 불만을 해소하고자 했다. 그 결과로 나타난 것이 IRA다. 국민들의 물가 부담도 덜어주고 친환경 산업도 살리고, 첨단 기술도 육성하는 일석삼조를 노린 것이다.

IRA를 입안하면서 미국 정책 입안자들은 중국에 대한 의존도를 낮출 수 있는 장치들을 곳곳에 마련했다. 자칫 마구잡이로 전기차에 대한 보조금을 지급할 경우 해외 국가, 특히 미국을 위협하고 있는 중국 기업만 키울 수 있다는 우려를 고려한 것이다.

문제는 미국 기업 중에선 전기차 배터리를 제대로 생산할 수 있는 곳이 없다는 것이었다. 그래서 고안한 방법이 미국과 자유무역협정(FTA)을 체결한 국가들로부터 우선 배터리를 조달하는 것이었다. 당연히 한국도 여기에 포함됐다. 글로벌 시장에서 중국과 경쟁하고 있는 한국 기업들엔 IRA가 호재로 작용하는 이유다.

IRA의 상당 부분은 전기차 및 배터리와 연관돼 있다. 전체 예산 4370억 달러 중 3690억 달러가 에너지 안보 및 기후 위기 분야다. 전체의 84%에 달하는 금액이다.

구체적으로 살펴보면, 전기차 등 친환경 자동차를 구매할 경우 ▲배터리 부품의 50% 이상을 북미(미국, 캐나다, 멕시코)에서 생산하고 ▲ 미국 또는 미국과 FTA를 체결한 국가에서 채굴 또는 가공되거나, 북미에서 재활용된 핵심 광물의 비중이 40% 이상(2023년 기준)인 전기차에 대해 각각 3750달러, 최대 7500달러의 세액 공제를 제공한다. 단 전제 조건은 북미에서 최종 조립된 전기차이어야 한다.

이 보조금의 대상에 포함되느냐 포함되지 않느냐에 따라 전기차의 판매량은 크게 좌우된다. 완성차 기업 입장에서는 당연히 보조금을 받을 수 있는 배터리만 탑재하려 할 것이다. 그렇기에 배터리 기업들엔 명운이 걸려 있다. '중국 이외의' 지역에서 승부를 걸어야 하는 한국 기업들은 더욱 그렇다.

LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리셀 3사가 잇따라 미국, 캐나다 등에 공장 설립을 발표하고 있는 것도 IRA의 조건을 충족하기 위해서다. 2023년 4월부터 시행된 IRA 세부 지침에 따르면 양극판, 음극판, 분리막, 전해질, 셀, 모듈 등 배터리 부품을 북미에서 제조 또는 조립해야 보조금을 받을 수 있다. 다만, 양극활물질은 '구성 재료'로 분류돼 한국 내에서 생산해도 무관하다.

날벼락이 떨어진 중국 기업들은 우회로를 찾기에 분주하다. CATL은 2023년 2월 포드와 미국 미시간주에 배터리 합작 공장을 건립한다고 발표했으나 중단됐다. 중국의 배터리 소재 기업인 화유코발트는 LG에너지솔루션, 포스코퓨처엠과 국내에 합작 공장을 짓고 있다.

앞으로 과제는 핵심 광물의 중국 의존도를 줄이는 일이다. 세부 지침에 따르면 보조금 대상인 '미국 또는 미국과 FTA를 체결한 국가에서 채굴 또는 가공되거나, 북미에서 재활용된 핵심 광물'의 비중은 2023년 40%에서 매년 10%포인트씩 상향돼 2027년엔 80%까지 올라간다. 그동안 한국은 리튬, 니켈, 코발트, 흑연 등 리튬이온배터리에 쓰이는 핵심 광물을 주로 중국에 의존해 왔다.

특히 IRA에서는 2024년 12월 31일 이후 해외 우려 기관(FEOC, Foreign Entity Of Concern)이 채굴, 가공 또는 재활용한 핵심 광물이 포함된 전기차를 세액 공제 대상에서 제외하도록 규정하고 있다. 아직 미국 정부는 IRA에서 규정한 FEOC에 대한 세부 기준을 발표하지 않고 있다. 만약 FEOC를 폭넓게 해석할 경우 중국 기업으로부터의 직접 조달뿐 아니라 제3국에 진출한 중국 기업, 중국 기업의 합작 회사로부터 조달한 핵심 광물을 사용해서는 안 된다. 한국 기업엔 큰 리스크다.

美 대선도 변수

이런 가운데 2024년에 치러질 미국 대통령 선거도 배터리 시장의 주요 변수로 떠오르고 있다. 공화당 후보로 유력시되는 도널드 트럼프 전 미국 대통령은 바이든 대통령의 전기차 확대 정책을 연이어 비판하고 있다. 미국 노동자들의 표심을 공략하기 위해서다. 전기차는 내연기관차보다 부품 수가 적어 전동화로의 전환이 빨라지면 기존 생산 인력의 구조조정이 불가피하기 때문이다. 트럼프 전 대통령이 재집권하면 미국의 전기차 정책에도 변화의 바람이 불 것으로 보인다. 그동안 북미 시장에 투자를 확대해온 국내 자동차, 배터리 기업에는 난감한 일이 아닐 수 없다.

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미국의 정권 교체는 비단 미국 뿐의 문제로 끝나지 않는다. 트럼프 대통령은 파리기후협약 등 환경정책에도 비판적인 입장을 보여왔다. 미국이 파리기후협약을 다시 탈퇴한다면 각국의 전기차 전환 속도가 늦춰질 수 있다.

<참고문헌>

코트라, 중국, 2023년부터 전기차 구매보조금 전면 폐지, 2022.12.29
한겨레, 주요국 전기차 보조금 축소 폐지에..업체들 가격 인하 '가속', 2023.9.7
KBAC2023, LG Energy Solution’s Battery Development for EV, 2023.9.14
FT, Rival battery technology race to dominate electric car market, 2023.8.14
산업연구원 중국산업경제브리프 7월호, '미중 경쟁속 중국의 차세대 배터리 기술개발 동향과 시사점'