[포쓰저널=서영길 기자] 한국의 2차전지 글로벌 혁신 전략 가운데 친환경 기술 보유가 가장 중요하며,  배터리 및 소재 제작 공정에서 발생하는 탄소와 폐기물을 줄이는 것이 미래 배터리 이슈의 키가 될 것이라는 전망이 나왔다.

8일 한국미래기술교육연구원 주최로 서울시 강남구 코엑스 컨퍼런스룸 300호에서 열린 ‘전기차 배터리 혁신 기술 세미나’에서 이정두 한국산업기술기획평가원 2차전지PD(프로그램 디렉터)는 ‘국내외 배터리 산업 전망과 핵심 소재 개발 동향’을 주제로 발표하며 이같이 말했다.

이 PD는 “산업통상자원부는 2030년까지 1조원 이상을 배터리 R&D(연구개발) 분야에 투자해 기술격차를 확대한다는 계획”이라며 “이를 위해 배터리 상용화 기술 고도화, 전고체 등 차세대 배터리 기술 개발, 배터리 재활용 같은 친환경 기술 개발 등 크게 3가지를 혁신 전략으로 수립했다”고 설명했다.

한국산업기술기획평가원은 산업부가 정하는 산업기술혁신사업의 과제기획·관리 및 평가 등을 지원하는 위탁집행형 준정부기관이다.

이 전략에 따르면 상용화 기술은 현재 사용되고 있는 삼원계 배터리 기술의 성능을 극대화 하는 것과 삼원계 외 LFP(리튬인산철) 등 배터리 포트폴리오를 다변화한다는 내용이 담겼다.

이 PD는 “전기차 상용화는 결국 주행거리를 대폭 늘리고 배터리 가격을 싸게 해야한다. 이와 관련해 저희가 지속 지원할 계획이다”며 “배터리 포트폴리오 다변화와 관련해선 LFP 배터리 기술 개발뿐 아니라 나트륨 배터리 기술 개발도 전략적으로 지원할 것”이라고 했다.

차세대 배터리와 관련해선 “현재 상용 배터리보다 훨씬 더 멀리 갈 수 있는 전고체 배터리, 리튬 황 배터리, 리튬 메탈 배터리 등에 대해서도 투자해 글로벌 기술 격차를 키울 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

이어 “전기차가 나온 이유는 결국 탄소배출을 줄이기 위한 것이었다. 때문에 배터리 산업 혁신 전략 3가지 중 친환경 기술을 보유하는게 가장 중요하다고 본다”며 “배터리나 소재를 만드는 공정에서 발생하는 탄소 감축, 제조 과정에서 나오는 부산물이나 폐기물들을 줄이는 것이 미래 글로벌 배터리 이슈의 키가 될 것으로 전망하고 있다”고 말했다.

산업부는 사용후 배터리(폐배터리)를 재활용하는 등의 기술 개발을 통해 배터리와 관련해 발생하는 탄소를 2030년까지 25% 이상 감축한다는 계획이다.

이 PD는 산업부·국토부·환경부에서 지난해 12월 공동 발표한 ‘2차전지 전주기 산업 경쟁력 강화 방안’도 소개했다.

해당 방안을 보면 ▲핵심광물 공급 안정화 ▲소재·셀 제조 경쟁력 강화 ▲사용후 배터리 생태계 조성 등 3가지로 구분됐다.

이 PD는 “한국이 중국에 대한 원자재 의존도가 높아 공급망 등을 안정적으로 구축하기 위해 이같은 방안을 마련한 것”이라고 설명했다.

핵심광물 공급 안정화를 위해선 해외자원개발 투자에 대한 세액공제를 도입한다. 공제액은 투자액의 3%다. 해외자원개발 융자지원도 확대해 기존 투자액의 30%에서 50%로 상향한다.

소재·셀 제조 경쟁력 강화를 위해선 이차전지 특허 우선심사 도입을 통해 심사기간을 대폭 줄인다. 기존 21개월이 걸리던 심사기간이 앞으로는 10개월로 줄어든다.

사용후 배터리 산업의 생태계 조성의 경우는 연내 법을 만들어 지원할 수 있도록 하고 재제조·재사용 용도의 사용후 배터리는 ‘제품’으로 인정해 준다.

아울러 이 PD는 2차전지 시장이 머지않아 반도체 시장을 넘어설 것이라고 예상했다.

그는 “2023년 K-배터리 3사 매출을 합치면 80조원이 넘는 큰 시장이 형성된 상황이다”며 “2023년 3분기 기준으로 3사 누적 수주액은 LG에너지솔루션 600조원, SK온이 300조원, 삼성SDI가 260조원 등 총액 1160조원으로 추정된다. 배터리 시장은 계속해서 커질 수밖에 없다”고 했다.

이 PD는 “배터리 시장이 성장세가 꺾인 것 아니냐는 지적이 있는데, 성장세가 소폭 줄어든거지 마이너스가 된 건 아니다”며 “최근 공급망 이슈라든지 높은 전기차 가격 문제 등으로 성장 속도가 잠시 둔화된 것으로 보고 있다”고 말했다.

◇ “2차전지 성능 개선, 고성능·고안전·고생산성 동반돼야”

이날 세미나에선 전기차용 2차전지 성능 개선 방안도 제시됐다.

송정훈 포스코홀딩스 미래기술연구원 LIB 소재연구센터 연구원은 ‘전기차 배터리 핵심 소재 개발 이슈와 상용화를 위한 해결과제’를 주제로 한 발표에서 2차전지 성능 개선 방안으로 고성능, 고안전, 고생산성 등 3가지가 필요하다고 강조했다.

송 연구원은 고성능 방안의 경우 에너지밀도, 주행거리, 충전속도를 고도화 해야 한다고 했다.

에너지밀도는 2023년 250~300wH/kg에서 2030년 350wH/kg으로 높여야 한다고 제안했다. 주행거리는 500km에서 600km로 늘리고, 충전속도는 20분 이내에서 15분 이내로 줄여야 한다고 했다.

송 연구원은 “양극 소재는 니켈 90%, 코발트 3% 이하인 코발트 저감형 하이니켈 소재를 개발하고, 음극 소재는 실리콘 10% 이상으로 배터리 성능을 높여야 한다”고 말했다.

고안전과 관련해선 이차전지 모듈, 지능형 제어기술 확보를 통해 발화 지연을 넘어 자가진단과 자가치유가 가능한 2차전지 제조기술 개발이 필요하다고 했다.

고생산성은 저탄소 공정, 디지털·스마트화 등을 통해 제조공정의 생산성을 높일 필요가 있다고 강조했다. 특히 가격 측면에선 2023년 1kWh 당 138달러에서 2030년 60달러 수준으로 조정해야 한다고 말했다.