전고체전지가 전기차 시장의 게임 체인저가 될 것이라는 기대와 달리, 2030년에도 리튬전지 중심의 배터리 시장이 지속될 것이라는 전망이 제기됐습니다. 

전고체전지는 양산화에 성공하더라도 시장 침투율이 매우 낮을 것으로 예상되며, 리튬이온 배터리(LIB)의 시장 점유율이 여전히 압도적일 것이라는 분석입니다.

24일 SNE리서치가 발표한 '리튬이온 배터리 시장 관련 보고서'에 따르면 LIB 공급량은 올해 687GWh에서 2030년 2,943GWh로 4.3배 증가하여 배터리 시장의 95%이상을 차지할 것으로 예상되고 있는데요. 반면, 전고체전지의 침투율은 약 4%대로 전망되고 있습니다.

SNE리서치는 전고체전지에 대해 "배터리 기업들이 전고체전지 개발에 박차를 가하고 있으며, 정부도 세제 지원, 금융 지원 등 대규모 지원을 계획하고 있지만 여전히 해결해야 할 많은 기술적 문제로 인해 상용화가 어려울 것으로 보인다"라며 "계획대로 잘 진행되어도 2030년에 겨우 차량 실증을 시작할 수 있을 것"이라고 설명했습니다.

전고체전지는 폭발·발화 특성이 현저히 낮아 안전성이 우수하고 높은 에너지 밀도 구현이 가능해 꿈의 배터리로 불리고 있습니다. 하지만 높은 계면 저항, 전해질 두께, 입자 응집, void 형성 등 다양한 기술적인 문제점을 가지고 있어 양산까지 가기에 해결해야 할 과제들이 매우 많은 것으로 알려져 있는데요.

주요 소재 비용이 높고 원가경쟁력 확보가 어려운 점도 걸림돌입니다. SNE리서치에 따르면 현재 LIB의 전해액은 글로벌 기준 9달러/kg인데 반해, 전고체전지 중 유망한 황화물계 고체 전해질의 주 원료인 Li2S는 1,500~2,000달러/kg 수준으로 LIB 전해액의 200배 이상입니다.

미국의 에너지 기업과 광산 회사들이 전기차·전자제품 배터리 필수 금속인 리튬 공급의 안정화를 위해 '리튬 직접 추출'(DLE) 사업에 뛰어들고 있습니다. 에너지 전환 과정에서 리튬에 대한 수요가 급증할 것으로 예상되면서 중국에 대한 의존도를 줄이고 자국내 리튬 자원을 활용하려는 움직임입니다.

23일 미국 에너지 뉴스 매체 오일프라이스닷컴은 "초대형 에너지 기업 엑슨모빌과 광업 회사 스탠다드리튬 및 테트라테크놀로지스가 미국 남서부 아칸소에서 리튬 추출 방안을 모색하고 있다"라며 "이들은 리튬 추출 용량을 구축하고 DLE 프로세스를 통해 리튬의 안정적 공급을 목표로 하고 있다"라고 보도했는데요.

우선 미국 최대 에너지기업 엑슨모빌은 아칸소주 남서부의 매그놀리아 인근에 연간 11만톤의 금속을 생산할 수 있는 리튬 처리 시설을 건설을 계획 중이며, 지난 5월에는 1억 달러를 투자해 아칸소주의 리튬 매장지에 대한 권리를 확보한 것으로 알려졌습니다. 

스탠다드리튬은 최근 아칸소 남서부 스맥오버(Smackover) 지층에 있는 소금물에서 리튬을 선택적으로 추출하고 배터리에 사용되는 리튬 화합물을 생산하기 위해 처음부터 끝까지 완전히 통합된 DLE 공정 개발을 완료했습니다. 아칸소주 지질학 사무소인 Office of the State Geologist(OSG)에 따르면 스맥오버 지층 소금물의 리튬 함량은 445ppm입니다.

또 다른 회사인 테트라테크놀로지스는 지난달 약 6,000에이커의 염수 생산시설 계획을 세운 데 이어, 염수로부터 브롬과 리튬을 추출하기 위해 Saltwerx LLC와 양해각서(MOU)를 체결했습니다. 브래디 머피 테트라 CEO는 "아칸소 남서부에서 꽤 큰 리튬 붐이 일어날 것"이라고 말했습니다.

한편, 스위스 최대 은행인 UBS는 중국이 통제하는 광산의 총 리튬 생산량이 2025년에는 지난해 대비 3배 이상 증가하면서 전 세계 리튬 공급의 약 3분의 1을 통제할 것으로 전망했습니다. 이로 인해 세계 리튬 공급에서 중국이 차지하는 비중은 2022년 24%에서 2025년 32%로 높아질 것으로 보입니다.