한국경제언론인포럼

3월에도 우리나라의 무역수지는 46억 달러의 적자를 기록했다. 13개월째 연속 적자다. 수출은 6개월째 연속으로 줄었다. 반도체 수출은 1년 전보다 34.5% 감소한 86억 달러를 기록했다. 하지만 자동차 수출은 역대 처음으로 60억 달러를 돌파했다. 우리나라 3월 자동차 수출액은 65억2000만 달러로 전년 동월 대비로는 무려 64.2% 늘었다. 전기차에 사용되는 2차전지 수출도 8억7000만 달러로 3월 기준으로는 월간 수출액 1위를 기록했다. 우리나라의 15대 주요 수출품목 중에 3월 수출금액이 1년 전보다 늘어난 품목은 자동차와 2차전지 둘뿐이다.

요즘 2차전지에 쏟아지는 관심은 폭발적이다. 반도체 등 국가전략기술 설비투자에 대한 세액공제율을 확대한 개정 조세특례제한법도 반도체와 함께 2차전지를 대상으로 하고 있다. 정부는 반도체, 디스플레이와 함께 2차전지를 ‘3대 국가 첨단 전략산업’으로 지정해 놓고 있다. 기업들은 진작에 앞다퉈 진출해놓은 상태다. 전기자동차를 생산하는 현대차는 당연하고 삼성과 SK, LG까지 국내 4대 그룹이 모두 진출해 성과를 내고 있다. 국내 4대 그룹이 한꺼번에 같은 사업에 진출한 것은 1990년대 중반 반도체 이후 처음 있는 일이다. 주식 시장에서도 2차전지 기업들은 특별한 관심을 받고 있다. 마침 미국 인플레이션 감축법(IRA)의 배터리 세제 혜택 관련 세부지침이 발표되면서 불확실성도 일부나마 해소됐다. 지침은 부품과 광물을 나눠 북미산 배터리 부품을 50% 이상 쓰거나, 미국 또는 미국과 자유무역협정(FTA)을 체결한 나라에서 생산한 광물을 40% 이상 사용하면 전기차 한 대에 각각 최대 3750달러, 모두 7500달러의 세액공제 혜택을 주는 내용이다. 또 미국에서 배터리 셀을 직접 생산할 때에는 1㎾h에 35달러, 모듈까지 만들면 추가로 10달러의 보조금을 지급한다. 미국에 공장이 있거나 짓고 있는 LG에너지솔루션과 SK온은 우리 돈으로 최대 2조 원까지 보조금을 받을 수 있을 것으로 보인다.

2차전지는 방전 후에도 다시 충전해 여러 번 반복 사용이 가능한 배터리를 말한다. 영어로는 rechargeable battery 또는 storage battery나 secondary cell이라고 부른다, 친환경 전기차에 필수적인 리튬 이온 배터리가 대표적인 2차전지다. 1차 전지는 한 번 사용하고 나면 재사용이 불가능하다고 해서 Disposable Battery 또는 primary cell이라고 한다. 시계나 리모컨에 사용되는 건전지를 떠올리면 된다. 2차전지는 충전과 방전을 반복하기 위해 양극과 음극, 전해질, 분리막, 용기로 구성된다. 1차 전지는 방전 후 화학물질로 인해 환경오염을 일으킬 수 있다는 단점이 있는 반면에 2차 전지는 충전을 통해 500~2000번까지 반복해 사용할 수 있어 경제적이고 친환경적이다. 최근 리튬이 미래 산업의 쌀, 또는 ‘하얀 석유’라고도 불리게 된 것도 2차 전지를 만드는 데 리튬이 필수적인 소재이기 때문이다. 리튬 이온 전지는 2차 전기의 단점이었던 메모리 현상이 없다. 메모리 현상이란 완전히 방전되지 않은 상태에서 충전할 때 배터리 수명이 줄어들게 되는 현상을 말한다. 경량화 및 소형화가 가능하다는 점, 짧은 충전시간 대비 수명이 오래 간다는 점, 납이나 수은 등의 유해물질이 없다는 장점도 있다.

한국 배터리산업 약진의 역사는 반도체 산업과 비슷한 측면이 있다. 우선 기술에서 한참 앞섰던 일본 기업들이 한때의 방심으로 우리 기업들의 진입을 도왔다. 1980년대 세계 시장을 선도했던 일본 기업들은 완성차 업체의 전기차 전환이 늦어지자 관심을 줄였고 기술발전 속도가 느려지면서 결과적으로 우리 기업들이 진출할 수 있는 여지가 생겼다. 흔히 2차전지 상용화의 계기로는 1991년 소니가 세계 최초로 리튬이온전지 상업화에 성공한 것을 꼽는다. 하지만 소니는 리튬이온전지를 자사 전자제품의 부품으로만 활용하다가 해당 사업을 매각해버렸다. 소니가 배터리의 성능을 계속해서 꾸준하게 개선하며 전기차 시대 개막을 맞았더라면 세계 배터리산업 판도는 지금과 달랐을 것이다. 뒤늦게 뛰어들기는 했지만, 거대 내수시장을 가지고 있어 잠재력이 큰 중국도 미국의 강력한 봉쇄로 앞으로 상당 기간 어려움이 예상된다. 우리나라에 유리한 상황들이다.

현재 배터리 시장에서 우리나라와 중국, 일본을 비교하자면 가격이나 소재에서는 중국이 앞서고, 제조경쟁력은 한국이, 원천기술과 품질은 일본이 다소 우위에 있는 것으로 평가받고 있다. 2차 전지산업은 전기차의 등장으로 급격한 수요의 증가가 이뤄지면서 이제 막 본격적인 성장기를 맞고 있다. 한국자동차연구원에 따르면 지난해 세계 자동차 판매량 가운데 전기차가 차지하는 비중은 약 5.8%였다. 이 비중은 2030년 약 30%, 2040년 약 54%까지 늘어날 전망이다. 스마트폰 5000대 분량의 2차전지가 테슬라 전기자동차 1대에 들어간다. 2차전지 시장의 급성장은 당연하다. 한국과학기술정보연구원에 따르면 세계 전기차 배터리 시장 규모는 연평균 36.7%씩 성장해 2025년에는 1600억 달러에 이를 전망이다. 지금 메모리 반도체 시장 규모가 1600억 달러다. 배터리가 조만간 우리나라의 단일 최대 수출품목인 메모리반도체 못지않은 거대 시장으로 성장할 것이라는 뜻이다. 지난해 12월 KB증권은 2차전지 산업에 대한 보고서를 내놓으면서 “한국의 Next 반도체’라는 제목을 달았다.

하지만 결론부터 말하자면 쉽지 않은 얘기다. 2차전지와 반도체 산업은 산업의 속성부터 다르다. 가장 큰 차이는 오로지 경기의 영향을 받는 반도체와 달리 2차전지는 세계 각국의 규제와 정책에서 결정적인 영향을 받는다는 점이다. 미국은 2030년까지 친환경차가 판매되는 신차의 50%를 차지할 수 있도록 했고 유럽연합은 2035년부터 화석연료를 쓰는 내연기관차의 판매를 중단하도록 했다. 2차전지 산업의 기폭제는 자동차 산업의 친환경화(Eco-friendly)고 이는 거스를 수 없는 대세다. 그러나 이 같은 시대적 변화의 배경에는 각국 정부의 규제와 보조금 지원 제도가 있다. 그래서 중요한 것이 내수시장의 규모다. 현재 2차전지 산업에서 일어나고 있는 가장 큰 변화는 중국의 약진이다. 중국은 내수만 해도 세계 배터리 시장의 55%를 차지한다. 중국 2차전지 산업의 성장세가 눈부신 이유다. CATL과 BYD가 내수시장을 기반으로 급성장하면서 세계 시장 1위 CATL은 BMW, 테슬라, 토요타, 폭스바겐 등에 리튬이온 배터리를 공급하고 있고 BYD는 2021년까지 2위였던 LG를 제쳤다. CATL의 세계 시장 점유율은 30%가 넘는다.

기본적으로 내수시장이 작은 우리나라는 중국이나 일본 등과의 경쟁이 쉽지 않다. 현재 국내 3사 점유율을 모두 합쳐도 23.2%에 불과하다. 물론 중국에 대해서는 미국의 견제가 있다. 미국은 광물에서 시작해 소재, 부품, 배터리, 완성차 조립까지 어떻게든 중국을 공급망에서 배제하려고 한다. 하지만 기본적으로 배터리는 핵심광물의 중국 의존도가 워낙 높다. 우리나라는 말할 것도 없다. 국내 배터리 기업의 주력 제품은 이른바 NCM(니켈·코발트·망간) 배터리다. 수산화리튬이 사용되는데 우리나라는 리튬은 80% 이상, 흑연은 90% 이상 중국 수입에 의존하고 있다. 미국의 배터리 세제에 대한 세부지침에서 중국산 광물을 쓰는 것에 일종의 유예 기간을 둔 것도 어쩔 수 없는 현실 때문일 것이다. 반도체와 비교하면 상대적으로 경쟁 기업들 간에 기술력 차이가 크지 않다는 점도 있다. 배터리 시장에는 뛰어넘기 어려운 초격차라는 게 없다. 아무래도 ‘나노(10억분의 1m)’ 단위의 제품을 양산 중인 반도체와는 다르다.

배터리 기술에서 가장 중요한 것은 소재 혁신과 공정 혁신이다. 소재 혁신은 제조원가의 약 54%를 차지하는 4대 소재(양극재, 음극재, 전해질막, 분리막)의 고도화가 핵심이다. 공정 혁신은 제조 공정 개선을 통해 원가를 낮추고 에너지밀도는 높이는 것이다. 하지만 에너지밀도를 끌어올리는 기술은 이미 어느 정도 한계에 왔다는 평가고 다른 부문은 경쟁업체들의 능력 차이가 그리 대단하지 않다. 이미 범용 소형 배터리에서는 한국과 중국 제품 간의 성능 차이가 거의 없어졌다고 한다. 기술의 한계를 뛰어넘기 위한 노력이 계속되고 있기는 하다. 대표적인 것이 바로 전고체배터리 기술이다. 전고체배터리는 액체인 전해질을 고체로 바꿔 안전사고 발생위험을 줄인다. 분리막 역시 필요가 없어 부피가 작아질 수 있고 배터리의 형태 역시 다양해질 수 있다. 많은 기업이 투자하고 있지만, 가까운 미래에 상용화되기엔 어려워 보인다.

산업의 비용구조도 반도체와는 다르다. 반도체 칩 하나가 완성되기까지 무려 600개의 공정을 거친다고 한다. 그만큼 천문학적인 규모의 설비와 장치 투자가 필요해 원가에서 고정비 비중이 높다. 대신 개발이 끝나고 제품이 팔리기 시작해서 고정비를 상쇄하는 시점이 지나면 팔리는 만큼 그대로 이익이 된다. 경제학 교과서에 등장하는 규모의 경제를 보여주는 가장 대표적인 사례다. 실제로 2018년 초호황기의 영업이익률은 삼성전자 반도체 부문이 52%, SK하이닉스가 51%였다. 그러나 배터리산업은 반도체와 비교하면 초기에 투입해야 하는 자본 규모가 작은 대신 니켈이나 코발트, 망간 같은 원재료비의 비중이 원가의 68%에 달한다. 재료비는 매출이 늘어나면 함께 늘어난다. 규모의 경제를 누리는 데 한계가 있다. 2차전지 산업은 반도체와 같은 압도적 이익 창출이 근본적으로 불가능한 구조다.

2차전지 산업의 시장 규모 자체는 메모리 반도체 시장을 따라잡을 수도 있겠다. 하지만 근본적인 산업 구조와 양태가 다르다. 배터리 제조사의 매출이나 수익을 반도체 제조사와 같은 수준으로 기대할 수는 없다. 제2의 반도체라고까지 부르는 것은 무리다. 낮은 진입 장벽으로 경쟁 상황도 다르다. 지금은 자동차 제조사들까지 뛰어들어 포드와 다임러, 폭스바겐이 모두 배터리를 만들 공장을 짓고 있다. 일부에서는 이미 생산시설이 곧 수요를 넘을 것으로 보기도 한다. 수요 대비 공급 설비 과잉을 뜻하는 ‘Overcapacity’ 현상이 이르면 2024년에 나타날 수 있다는 예측이다. 우리 목표는 2030년에는 세계 시장 점유율 40%를 달성해 중국을 제치고 세계 1위로 올라선다는 것이다. 그러나 우리 2차전지 산업의 상황은 간단하지 않다.