세계 1등 'K-배터리'가 뒤집혔다…中·日에 밀리는 4가지

중앙일보

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10년, 20년 후면 GM(미)·폴크스바겐(독)·혼다(일) 등 내로라하는 글로벌 자동차 회사들이 내연기관차를 아예 생산하지 않는다. 2035년~2040년쯤이면 1억대 안팎의 글로벌 신차시장도 전기차로 채워질테고, 그 시장을 차지하기 위해 한·중·일은 수년전부터 치열한 배터리 패권전쟁을 펼쳐왔다.

[코어테크가 미래다]② 전기차 배터리

한·중·일간 배터리 경쟁에서 순항하던 K-배터리에 올해 1분기 들어 갑자기 빨간불이 켜졌다. 올 1분기 들어 시장 점유율이 중국에 커다란 차이로 역전당했기 때문이다. 시장 점유율만 문제가 아니다. 지난해 글로벌 시장 점유율 1위였던 K-배터리 3사의 실적을 종합해보니 매출은 22조원, 하지만 영업이익은 3500억원 적자로 나타났다.

소재·가격은 中에, 기초기술은 日에 밀려

1등인 줄 알았던 K-배터리에 무슨 일이 벌어진 것일까. 17일 본지는 전자기술연구원·산업연구원·자동차연구원·SNE리서치·전지산업협회와 학계 전문가 등 10명과 함께 K-배터리의 경쟁력을 분석했다.

배터리의 코어 테크(Core Tech·핵심기술)를 기초·소재·제조능력·품질·가격경쟁력 5개로 나눠 한국과 중국, 일본, 미국·EU(유럽연합)의 경쟁력을 측정했다(5점 만점). 그 결과 한국은 소재·가격에선 중국에 뒤지고, 기초·품질에선 일본에 밀렸다. 우리가 중·일보다 앞선 것은 제조능력(제품화)이 유일했다〈표 참조〉. K-배터리에 대한 스왓(S·W·O·T, 강점·약점·기회·위협) 분석에서 전문가들이 가장 큰 위협(T) 요인으로 꼽은 것도 중국산 소재에 대한 지나치게 높은 의존도였다.

한국 배터리 경쟁력 평가. 그래픽=박경민 기자 minn@joongang.co.kr

K-배터리가 연초에 중국에 추월당한 것도 중국이 소재 경쟁력이 원체 뛰어나고, 중국 전기차 시장이 커지면서 중국 배터리가 가격 경쟁력을 확보했기 때문이라는 분석이다. 이를테면 배터리에서 양극재는 원가의 40% 이상을 차지할 정도의 핵심소재다. 전기를 저장하는 역할을 해 각(角)이나 파우치(pouch) 처럼 배터리 형태와 성능까지 좌우한다. 이런 양극재는 니켈·망간·수산화리튬 등을 섞어 만드는데 원료가 거의 중국산이다.

국산 전구체(양극재 전 단계 물질) 업체 에코프로비엠의 권우석 대표는 "우리는 전구체를 중국에서 수입해 가공하다 보니 양극재 1㎏을 만들면 중국이 14달러, 한국이 6달러를 가져간다"고 말했다. 에너지경제연구원에 따르면 양극재나 전구체의 중국산 비중은 90%, 수산화리튬 중국 의존도는 80% 이상이다.

익명을 원한 배터리 업계 관계자는 "K-배터리가 최고라고 했지만 밸류체인에서 중국 소재 의존도가 너무 높다"며 "알맹이 빠진 세계 1등이었던 셈"이라고 실토했다. SNE리서치에 따르면 한국의 양극재 소재 글로벌 시장점유율(2020년 기준·20.2%)은 중국의 3분의 1 수준이었다. 또 음극재(8.7%)·분리막(11.9%)·전해액(8.1%)도 중·일의 점유율에 한참 못 미쳤다.

이차전지 4대 소재 글로벌 시장점유율. 그래픽=박경민 기자 minn@joongang.co.kr

K-배터리는 기초 기술과 품질에서는 여전히 일본을 뛰어넘지 못하고 있다. 선양국 한양대 에너지공학과 교수는 "지금까지 한국 배터리는 일본을 빨리 따라잡는(패스트 팔로우·Fast Follower) 전략을 썼다"며 "최근 제조 능력면에서는 일본을 따라잡았지만 원천기술은 아직 일본에 못 미친다"고 말했다.

이와 함께 전기차 시대를 준비하는 정부의 의지나 정책도 부족하다고 전문가들은 입을 모은다. 중국은 2035년까지 전기차 등 신에너지 자동차 판매 비중을 50%까지 확대한다는 방침이다. 2030년부터 내연기관차 판매 전면 금지를 선언한 독일이나 영국보다는 늦지만, 중국은 전기차 보급을 위해 자국 전기차와 배터리 업체에 무지막지한 정책 보조금을 쏟아붓고 있다. 미국 테슬라가 굽실댈 정도로 중국이 현재 최대 전기차 시장으로 부상했고 올해 중국 배터리 업체가 약진한 배경이다.

美·유럽도 배터리 경쟁에 가세

한·중·일 3국이 각축전을 벌이던 배터리 전쟁은 미국에서 바이든 정부가 새로 출범하고 유럽의 자동차 회사들이 배터리 내재화를 선언하면서 새로운 국면을 맞고 있다. 바이든 대통령은 지난 3월 배터리, 반도체 칩, 희토류, 의약품 등 4대 핵심품목 공급망을 자국산 위주로 재설계하는 행정명령에 서명했다. 이후 SK이노베이션과 LG에너지 솔루션 등 국내 업체에도 미국 공장 투자를 독려하고 있다.

유럽의 폴크스바겐 같은 자동차업체들은 배터리 내재화 계획을 속속 발표하고 있다. 전기차 제조원가의 약 40%를 차지하는 배터리를 배터리업체에 의존하지 않고, 독자적으로 기술을 개발해 전기차에 탑재하겠다는 것이다. 실제로 폴크스바겐은 배터리 신생기업인 노스볼트 등에 투자하는 방식으로 유럽 6개 지역에 배터리 생산기지를 구축할 방침이다. 국내 배터리 업계에서는 "LG화학과 삼성SDI의 엔지니어 일부가 노스볼트로 이직했다"거나 "노스볼트 본사에 한국과 일본 엔지니어 30여명이 근무하고 있다"는 얘기가 공공연하게 돌고 있다.

미국과 유럽의 자동차 업체들마저 배터리 경쟁에 참여한 가운데 중국과 일본은 더 앞서나갈 채비를 하고 있다. ACS(미국화학회)의 학회지인 '에너지 레터스'의 에디터이기도 한 선양국 교수는 "연구 인력 등 기초 면에서도 최근 중국 과학자 중에 뛰어난 논문을 발표한 사례가 많다"며 "2년 전 만난 리양 CATL 연구소장은 '전엔 한국 배터리 기술을 배우려 했는데, 지금은 우리가 낫다고 생각한다'고 말하더라"고 했다. 중국은 리튬인산철(LFP) 배터리, '셀 투 팩(Cell to Pack, 모듈 과정 없앤 배터리팩)' 등 기술혁신을 통해 지형을 넓혀가고 있다. 윤성훈 중앙대 융합공학부 교수는 "한국이 제조공정과 규모에 힘쓰는 동안 중국은 블레이드 타입(얇은 셀을 이뤄진 배터리팩), 모듈리스(Module-less), 팩리스(Pack-less) 등 기술혁신을 이뤘다"고 말했다.

일본은 현재의 리튬이온 배터리보다 성능과 안전성이 뛰어난 차세대 전고체 배터리 개발에 주력하고 있다. 도요타가 대표적이다. 전고체 배터리 특허 100개를 보유한 도요타는 "리튬이온 배터리는 한계가 있다"며 "2025년부터 전고체 배터리를 탑재한 전기차를 양산하겠다"고 호언하고 있다.

한국 배터리산업 SWOT 분석. 그래픽=박경민 기자 minn@joongang.co.kr

제조력 초격차 벌리고, 차세대기술에 선행투자해야

그렇다면 K-배터리는 경쟁력 확보 방안은 무엇일까. 중·일과의 경쟁도 버거운 상황서 미국과 유럽 자동차업체의 견제까지 받는 상황에서 K-배터리의 미래 전략은 어디에서 찾아야 할까. 전문가들은 우리의 강점인 제조능력을 더 키워 초격차로 벌려야 한다고 강조한다. 또 원천 기술 확보를 위한 부단한 투자와 인력 양성을 서둘러야 한다고 입을 모은다.