캐즘 위기를 겪는 전기차 배터리 시장

에너지경제연구원이 발표한 ‘글로벌 전기차 시장 전망보고서’에 의하면 “2023년 약 4,500만 대에서 전기차 보유량은 2035년 5억 대를 초과할 전망이어서 12년만에 11배나 늘어나 매년 100%이상 씩 증가하고 있다고 밝혔다. 이에 따라서 전 세계 주요 지역의 전기차 판매 비중이 확대되어 전체 자동차의 2030년 40-60%, 2035년 50-90% 차지할 것이라는 전망도 내놓았다. 결국 2035년이 되면 내연차 시장의 공급은 마감되고 전기차 시장으로 전환되어 수송부문에서의 전기차 전환이 마무리 단계로 접어들게 될 것이다.

이차전지 시장을 주도하고 있는 전기차용 배터리 시장은 2021년 297GWh 수준에서 2025년에는 1,400GWh(YooY: +28%)까지 크게 성장하고 있다. 이에 대응하여 세계 주요 이차전지 업계는 2025년까지 2020년 생산 Capa. 대비 3배 이상의 대규모 증설을 추진하고 있다.

이는 무엇보다도 기후변화 대응을 위해서 내연차를 전기차로 전환시켜 나가는 탄소중립 목표가 세계 각국들이 경쟁적으로 참여하고 있기 때문이다. 그렇지만 전기차를 뒷받침해야 될 전기차 배터리는 이런 추세에 뒤따라가지 못하고 화재사고가 연이어 발생하는 등 많은 장애요인을 해결하지 못해 밝은 전망에 우려를 갖지 않을 수 없다.

생각보다 빠른 전기차 시장 성장으로 인해 2023년부터는 이차전지 공급 부족 현상이 발생하였고 주요 이차전지 업체들이 대규모 증설을 발표하고 있다. 그러나 기존 업체들이 신규 공장을 증설하는 경우 증설이 완료된 후에도 기본적인 수율을 맞추는 데 통상 신규 공장 증설에 최소 1년이 소요되고 수요시장이 주춤한 상태이 머물러 있다.

전기차 원가 중 배터리가 차지하는 비중은 40% 이상이어서 완성차 입장에서 전기차 판매가격을 낮추기 위한 배터리 원가 절감은 필수적이다. 전기차 자력으로 상품성 확보를 위해 완성차 업체들은 값싼 전기차 배터리에 눈길을 주기 시작했고, 이는 가격 경쟁력을 앞세운 중국 배터리 업체들의 수혜로 이어졌다.

K-배터리 시장은 한 때 점유율 71%에 육박하던 유럽연합(EU) 시장에서 하락세가 이어지고 있다. 즉 2021년 70.6%를 기록했고 2022년 63.5%, 2023년에는 54.9%를 기록했다. 그런데 중국업체들은 41.4%를 차지하면서 턱밑까지 추격했다.

중국업체들은 가격 경쟁력을 앞세워 유럽 공략에 나선 중국 1위 배터리업체인 CATL의적극적인 해외 진출 행보에 따른 결과다. 앞으로도 유럽 시장에서 한국과 중국 기업 간 경쟁은 불기피할 것으로 전망된다.

중국 배터리 기업들은 유럽에 공장 신축 또는 증설을 통해 직접 현지 생산에 나섰다. 2025년 이후 대거 공장 가동이 예정되어 있으며 2030년 유럽 내 생산능력은 한국 856GWh, 중국 465GWh, 유럽408GWh, 일본 130GWh, 테슬라 100GWh로 예측되어 유럽 전기차 배터리 시장에서 한국, 중국, 유럽 기업 간 경쟁 심화가 예상되는 부분이다.

현재 유럽 시장에 진출한 중국 배터리 기업 중 CATL이 차지하는 비중은 85.6%에 달한다. 이는 유럽 시장 내 CATL 배터리 탑재량 증가가 곧 중국 기업 점유율 상승과 직결된 것으로 해석할 수 있다.

전기차 한 대당 탑재되는 배터리 용량도 점점 커지고 있다. 2020년 순수전기차 한 대에 탑재되는 배터리 용량은 평균 54.3kWh 였지만 2025년에는 64.5kWh까지 늘어났고 2029년에는 72.5kWh로 늘어날 것으로 보인다.

배터리의 성능과 안전성은 주로 양극재, 음극재, 전해질 및 분리막 등 핵심 소재에 의해 결정된다. 현재 가장 많이 사용되는 양극재는 니켈-코발트-망간(NCM)이다. 그러나 최근 리튬 인산철(LFP) 배터리에 대한 수요가 급증하고 있는 가운데, 이를 적극 활용하는 완성차 제조업체가 나타나고 있다. 특히, LFP 배터리는 가격이 저렴하고 안정성이 높아 저가형 전기차 모델에 적합하다는 장점이 있어 고 성능화와 저 비용화를 통해 배터리 기술이 진화하고 있다.

리튬은 전기차 및 각종 에너지 저장 시스템에 필수적인 원료로, 최근 몇 년 간 급격한 수요 증가로 인해 글로벌 공급망의 안정성이 크게 도전받고 있다.

주요 리튬 생산국으로는 호주, 칠레, 아르헨티나 등이 있으며, 이들 국가는 '리튬 삼각형'으로 지칭되는 지역에 위치하고 있다. 특히, 호주는 세계 최대의 리튬 생산국으로, 리튬 함유 광물인 스파돈(contact)으로 주요 생산을 하고 있다.

이러한 원료 조달의 어려움은 공급차질로 이어지는 경우가 빈번하며, 배터리 제조업체들은 안정적인 공급망 구축을 위해 각국의 자원 확보 경쟁에 뛰어들고 있다. 예를 들어, 차량 제조업체들이 직접 리튬 광산에 투자하거나, 장기 계약 체결을 통해 원자재 확보에 나서는 사례가 증가하고 있다.

리튬이온배터리는 양극, 음극, 분리막, 전해질 등 4대 소재로 구성된다. 이 중 양극과 음극에 사용되는 활성물질(Active Material)은 배터리의 성능을 결정하는 핵심 소재로서, 배터리의 용도에 따라 적용되는 활성물질도 다양하다.

먼저, 양극에는 니켈, 코발트, 망가니즈(망간), 알루미늄 등의 금속 산화물이 주로 쓰인다. 니켈은 에너지 밀도, 코발트는 안전성, 그리고 가격이 저렴한 망가니즈는 안정성에 기여한다.

최근에는 LFP배터리의 수요가 증가함에 따라 안정성과 내구성에 기여하는 철의 사용량도 증가하고 있다. 음극의 대표 소재로는 흑연이 주로 사용되고 있으며, 더 높은 에너지 밀도를 가진 실리콘이 차세대 음극재로 주목받고 있다.

LG에너지솔루션도 순수 실리콘 기반의 음극재를 개발하고 있는데. 향후 순수 실리콘 음극재가 상용화될 경우, 전기차의 1회 주행거리는 평균 500km에서 최대 800km까지 확대될 것으로 기대하고 있다.

요즈음 전기차 시장에 대한 ‘캐즘’현상이 발생하고 있다고 한다. 즉 글로벌 전기차 판매량 성장률은 2022년 54.4%를 기록, 2023년에는 35.2%, 2024년 상반기 기준으로 20.8%를 나타내며 둔화세다. 여전히 두 자릿수 성장세라 일견 견조해 보일 수 있지만 중국 내수 시장을 분리해서 보면 성장률은 뚝 떨어진다. 올 상반기 기준 중국을 제외한 글로벌 전기차 판매량은 8% 성장에 그쳤다.

캐즘이란 기대를 모으는 새로운 제품 또는 서비스가 대중화 단계로 넘어설 때 일시적으로 수요가 정체 또는 후퇴하는 현상을 뜻한다.

북미 전기차 수요 하락이 캐즘 현상을 촉진시키고 있다. 즉 Tesla는 미국 전기차 시장에서 점유율이 50%에 달하는데 최근 판매 부진에 따른 재고 증가로 가격을 최대 20%가량 낮췄다. 그러자 중고차 가격 하락으로 이어졌다.

이 가운데, 미국 렌터카 1위 업체인 Hertz가 테슬라 가격 인하로 중고차 가치가 기존 대비 30%가량 하락했다는 이유 등으로 보유하던 Tesla 차량을 모두 매각하고, 내연기관차로 교체하겠다는 계획을 발표하며 중고 전기차 시장에 더욱 충격을 안겼다.

비단 렌터카 업체 뿐만 아니라 일반 소비자도 신차 구매 시 중고차 가치는 매우 중요한 선택 요소로 작용한다. 중고 전기차 시세 하락으로 멀어진 소비 심리를 붙잡기 위해 신차 가격을 낮출 수밖에 없고 이는 곧 완성차 업체 수익성 악화로 귀결된다.

수익성이 악화된 업체들은 다시금 내연기관차 판매 확대에 무게 중심을 두고 전기차 신차 출시를 지연시키자 전기차 수요 감소로 이어졌다

VW, BMW, Mercedes-Benz, Stellantis, Toyota, 현대차, GM, Ford 등 전통 완성차 업체들도 전기차 시장의 치열한 가격 경쟁에서 살아남기 위해 LFP 배터리 채택을 확대해 나가고 있다. 완성차 제조사들의 수익성을 제고하고 소비자들이 원하는 적정 가격대의 전기차를 선보여야 한다..

다양한 차량 세그먼트 중 주로 엔트리급에 사용될 가능성이 높은 LFP 배터리는 낮은 에너지밀도, 저온 특성 등 분명 단점도 존재하나 소재 및 팩 기술 발전으로 점차 개선 중이어서 가격 경쟁력이 높다는 장점을 안고 있다.

중저가 전기차를 대량으로 판매하면서도 일정 수준의 이익을 지키거나, 손실을 최소화하기 위해서는 LFP 배터리의 채택을 늘리게 된다.

Tesla는 판매되는 전체 차종에 LFP 배터리를 채택했고, Ford는 머스탱 마하 E델에도 도입한다. VW은 최대주주로 있는 Gotion High Tech의 고성능 LFP 배터리를 도입하고, CATL 로부터도 공급받을 계획이다.

BMW, Mercedes-Benz도 중국 시장을 넘어 유럽에서 LFP 배터리 도입을 하고 Stellantis 역시 2 만달러 전기차에 LFP 배터리 도입을 예고하였다.

현재 배터리 산업 트렌드가 ‘저렴한 가격’인 만큼 중국산 LFP 배터리가 공급망에서 부각되고 있다. 지금은 캐즘을 뛰어넘을 카드로 값싼 LFP 배터리가 주목받고 있지만 전기차 대중화 시대가 본격화되면서 가격보다 성능이 우선시될 수밖에 없다.

K- 배터리 3사는 이미 1,000조 원이 넘는 수주잔고를 확보하고 있어 단기적인 실적과 전망에 일희일비 하지 않고, 다양한 패를 준비해 긴 호흡으로 대응할 필요가 있다EU 집행위는 2024년 7월 중국산 전기차에 최대 38.1%의 추가 징벌적 관세를 부과하겠다고 밝혔다. 유럽연합의 전기차 관세인상 조치로 유럽시장에서 중국산 전기차 수요가 감소할 것으로 예상됨에 따라 국내 배터리업체들도 유럽시장에서 반사이익을 누릴 것으로 예상된다.

유럽연합 집행위원회는 중국산 전기차에 대한 반보조금 조사의 잠정 결론을 토대로 17.4%~38.1%포인트의 관세를 추가로 부과한다는 계획을 중국 당국과 대상 업체들에 통보했다. 기존 중국산 전기차에 적용된 관세율은 10%로 추가 관세가 부과되면 중국산 전기차에 대한 관세는 27.4%~48.1%에 이르게 된다. 업체별로 BYD와 지리는 각각 17.4%, 20%의 추가 관세를 적용받는다.

상하이자동차를 비롯해 유럽연합의 조사에 비협조적이었던 업체들에는 38.1%의 추가 관세가 일괄적으로 적용된다. 유럽연합은 이번 관세 인상안을 7월 4일부터 적용하기로 했다.

이같이 시장상황에 따라서 시장이 엇갈리고 있지만 기후대응을 위하여 내연차를 마감시키고 전기차로 전환시켜야 되는 목표는 변할 수 없기 때문에 지속발전의 기틀을 마련하겠다는 각오로 2차 전기차 업체들은 경영전략을 수립해 나가야 할 것이다.

김종서 기자 kjs2158@naver.com 이 기자의 다른 기사 보기