[백송칼럼]
LiB 시대를 넘어서야 한다!
화학저널 2023.01.16

 

LiB(리튬이온전지)가 전기자동차를 타고 선풍을 일으키고 있으나 LiB가 언제까지 배터리 시장을 장악할 수 있을지에 대해서는 아무도 장담하지 못하고 있다.
전해액을 액체에서 고체로 전환한 전고체전지 개발이 한창이어서 2-3년 후에는 상용화될 것으로 예상되고 리튬공기전지, LiS(리튬황전지), NiB(나트륨이온전지) 등 차세대 배터리 개발이 한창이기 때문이다.
LiB는 전기자동차의 주행거리를 400-500km로 늘리면서 획기적인 동력원으로 부상했으나 화재에 취약해 불안감을 키우고 있다. 최근에는 전기자동차에서 화재가 발생하면 진화가 어렵고 탈출도 불가능해 막대한 인명·재산 피해로 이어지고 있다.
또 희소금속 가격이 폭등하면서 코스트 문제가 불거지고 있고 중국이 희소금속 시장을 장악하고 있다는 점에서 생산의 안정성도 크게 떨어지고 있다.
리튬을 비롯해 니켈, 망간 등은 전기자동차 시대가 본격화되면서 폭등에 폭등을 거듭해 전기자동차의 경쟁력을 떨어뜨리는 요인으로 작용하고 있고, 만약 중국이 희소금속 자원을 무기화한다면 큰일이 아닐 수 없다. 오스트레일리아, 인도네시아 등이 개발을 강화하고 있으나 중국을 따라잡기에는 역부족이다.
LG에너지솔루션, SK온, 삼성SDI 3사는 일본을 제치고 글로벌 배터리 시장을 장악하고 자동차 메이저들과 합작을 통해 글로벌화를 추진하고 있으나 최근에는 중국에 밀리는 형국이다. CATL, BYD를 중심으로 중국 시장을 장악함은 물론 코스트가 낮은 LFP를 개발하면서 글로벌 공세를 강화하고 있다.
국내 배터리 3사가 LiB에 안주할 수 없는 이유이다. 삼성SDI가 전고체전지를 개발하고 있어 한가닥 기대를 걸게 하고 있으나 안심할 수는 없고, 배터리 3사 모두 LiB에 안주할 것이 아니라 차세대 배터리 개발을 서둘러야 한다.
일본이 한국, 중국에게 배터리 시장의 주도권을 빼앗긴 후 차세대 배터리 개발을 통해 권좌 회복을 노리고 있는 것도 무시할 수 없다. 전고체전지를 비롯해 LiS, NiB 모두 일본이 개발에서 선두를 달리고 있다.
국내 3사는 차세대 배터리 개발을 서두르면서 세계경제포럼(WEF)이 제시한 중력배터리(Gravity Battery) 베이스 재생에너지 저장방식 개발도 검토할 필요가 있다.
풍력·태양광 발전으로 생산한 전력은 즉시 사용하지 않으면 소실된다는 점에서 세계적으로 에너지 저장방식 개발이 한창이고, ESS의 단점을 극복할 방안으로 부상하고 있다.
위치에너지를 전기에너지로 바꾸는 중력배터리는 녹색에너지가 풍부할 때 윈치(Winch)를 활용해 공중 혹은 수직 통로의 상단으로 중량(물체)을 들어 올린 후 전력이 필요한 시점에 하강시켜 전기를 생산하는 방식이다.
에너지 저장방식으로는 LiB와 녹색수소를 선호하고 있으나 중력배터리는 수소 생산의 복잡성이나 회소금속 채굴과 관련된 환경문제 없이 용이하게 접근할 수 있고, LiB는 충전·재충전을 반복하며 용량이 줄어드는 반면 중력 시스템은 장기간 지속될 수 있어 다양한 방법으로 개발되고 있다.
현재는 영국을 중심으로 철탑을 이용한 지상 중력 시스템, 미국·독일을 중심으로 물과 중력을 조합해 전력을 저장하는 수력 베이스 중력 시스템, 체코·폴란드·남아프리카를 중심으로 폐광 갱도를 이용해 광산 베이스 저장장치를 개발하고 있다.
국내 배터리 3사도 스타트업과의 협업을 통해 차세대 배터리와 에너지저장장치 개발을 서둘러야 LiB에서 한발 더 나아감은 물론 배터리 시장의 주도권을 확고히 할 수 있다.

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