[디지털투데이 박찬길 기자] 미국 전기차업체 테슬라가 배터리 음극재로 상대적으로 비싼 인조흑연만을 100% 사용해 눈길을 끈다. 경쟁사들이 인조흑연 대비 저렴한 천연흑연에 인조흑연을 섞어 사용하는 것과 비교하면 고비용 구조이기 때문이다. 업계서는 테슬라의 인조흑연에 대한 고집을 충방전 수명 연장을 위한 포석으로 풀이한다. 28일 업계에 따르면 테슬라는 사업 초기부터 현재까지 인조흑연만을 음극활물질로 사용 중이다. 야노경제연구소 통계자료에 따르면 2017년 상반기 인조흑연 가격은 천연흑연보다 2배 가까이 비싼 것으로 집계됐다. 국내 이차전지용 인조흑연 가격은 소형전지용 기준 1kg당 9~13달러, 천연흑연은 6~8달러 수준이다. 중대형전지 기준으로는 각각 8~10달러⋅5~6달러다. 비싼 가격에도 불구하고 테슬라가 인조흑연만을 사용하는 이유는 인조흑연의 내부 소재 균일성이 높아 충방전 수명을 연장할 수 있기 때문이다. 인조흑연은 코크스를 결합제와 혼합해 소성(燒成) 및 가열해 제조한다. 제조 과정에서 의도적으로 결정성을 높여 내부 구조가 일정하고 안정적이다. 천연흑연과 비교하면 리튬이온이 많이 들어가지는 못하지만 충방전 수명은 상대적으로 긴 편이다. 이와 달리 천연흑연은 자연 광산에서 채취한 흑연을 가공해 제조한다. 내부 결정 구조가 불규칙한 탓에 조직이 불안정하다. 대신 그만큼 리튬이온이 들어갈 공간이 크고, 상대적으로 에너지밀도가 높다. 천연흑연⋅인조흑연 부피당 에너지밀도는 각각 1cc당 2.02Wh⋅1.99Wh 수준이다. 테슬라를 제외한 배터리 업체들은 일반적으로 2차전지 음극활물질에 천연흑연과 인조흑연을 혼합(블랜딩)해 사용한다. 천연흑연 가격이 저렴한데다 코팅⋅열처리⋅건조 등 표면처리 과정이 추가되며 충전효율도 과거 대비 높아졌기 때문이다.  업계 관계자는 “원통형 배터리는 구조상 높은 에너지밀도를 가지고 있다”며 “테슬라는 원통형배터리에 인조흑연 100%를 적용하며 에너지밀도만큼 충분한 충방전 수명을 확보하려는 것으로 보인다”고 말했다.
《 현장 방문 : 인조흑연 음극재 국산화 공장 》 □ 장영진 산업통상자원부 제1차관은 8월 25일(목) 소부장 협력모델을 통해 인조흑연 음극재 국산화에최초로 성공한 포스코케미칼 공장을 방문하였다. * 소부장 협력모델 : 소부장 핵심전략품목의 경쟁력 강화를 위해 수요-공급기업간 협력을 전제로 기술개발, 세제·금융, 규제완화 등 패키지 지원(소부장특별법 제49조) □ 금번 소부장 협력모델 성공기업인 포스코케미칼은그간천연흑연을 주소재로 음극재를 생산했었으나,국내 이차전지社와 지속적인 협력을 통해일본과 중국 등 해외에전량 수입의존 중이었던 인조흑연*음극재 국산화기술개발에국내 최초로 성공하였다. * (인조흑연) 코크스(Cokes)가 주원료로, 천연흑연 대비 高출력長수명低열팽창성 특징 ㅇ인조흑연은 이차전지 음극재의 핵심소재로서 천연흑연 대비전기차의 배터리 수명을 증가시키고 충전속도를 단축하는 등강점에도 국내 생산기술부재로 日·中 등에서 그간 전량 수입 해오던 품목이다. * 전세계 음극재 물질별 생산비중(‘20년, %) : 인조흑연(76.3%), 천연흑연(19.4%), 실리콘(1.2%) ㅇ포스코케미칼은 국산화 기술개발과 함께 인조흑연 음극재 생산공장 신축에 2,600억원 규모를 투자하였으며, 현재 1단계 완공*(‘22.1)을 통해年 8,000톤 규모의 인조흑연 설비를 확보하였고 향후 1.6만톤 수준까지국내생산을 확대할 계획이다. * ‘21년 국내 인조흑연 음극재 시장규모 : 1.3만톤(112.5백만불) ㅇ 이를 통해 인조흑연 국내 및 해외시장 점유율을 상당부분 확보할 수 있을 것으로 예상되며, 특히 美인플레법 통과에 따라공급망 다변화를추진하는 해외 이차전지社로의 수출이크게 증가할 것으로 전망된다. □ 동 협력모델과제는 지난 제3차 소부장경쟁력강화위원회(‘20.1월)에 협력모델로 선정되어 국비 100억원이 투입된 과제(‘20.1~’22.8)로서, 이차전지소재 관련밸류체인 전반에 걸쳐 협력이 이뤄진 모범사례이다. ㅇ 인조흑연 음극재 국산화를 위해 화학연구원은 인조흑연 피치*원천기술이전, 동양환경은 인조흑연 피치 제조기술을 개발하였으며, 포스코케미칼은 석탄계 콜타르(제철공정 부산물)를 활용한 인조흑연 원료 확보 등 인조흑연 음극재 국산화에 성공하였다. ㅇLG에너지솔루션은인조흑연음극재 성능평가 및 수요파트너로서 참여하였다. * (피치) 인조흑연 생산 원재료로서 석유화학 공정의 부산물에서 추출하여 생산
□ 산업부 차관의 이번 방문은 최근 연이은 국내 공급망 점검*의일환으로포스코케미칼 인조흑연 공장을 방문하여 소부장 협력모델을 통한 국내 공급망 구축과 이차전지 산업 경쟁력 강화 성과를 격려하였으며, 이어 간담회를 개최하여 협력모델을 포함한 향후 소부장 정책방향에 대한 의견을 청취하였다. * 업종별 공급망점검(산업자원안보TF, 8.18), 방산분야 공급망점검(한화에어로스페이스, 8.24),이차전지분야 공급망 점검(포스코케미칼, 8.25)
《 협력모델 추진현황 및 향후계획 》 □ 소부장 협력모델은 소부장 100대 핵심전략기술 관련 품목을 중심으로기술 경쟁력 강화 및공급망 안정화등을 위해 추진(’19.11월 최초 승인)된 것으로, ㅇ‘19년 11월 최초 승인이후 총 50건을 승인하여, R&D(약 4,700억원)·규제특례(환경, 노동 등)·세제·정책금융 등 부처간 협력을 통해 패키지*지원하였다. * R&D(산업부), 정책자금(금융위), 세제(기재부), 장비도입연구인력(과기부), 인허가·환경규제 특례(고용부, 환경부 등), IP-R&D(특허청) 등 관계부처 합동 지원 □ 금번 성공사례인 인조흑연 협력모델(‘20.1~’22.8)을 비롯하여 업종별 밸류체인 완결형 협력모델 지원을 통해 반도체, 이차전지 등 첨단산업의 핵심 소재·부품(4종*)기술개발 및 조기 양산 등 성과가 본격화되고 있으며, * 반도체(CVD 정전척히터), 이차전지(인조흑연 음극재, 분리막용 산화알루미늄, 파우치) 등 ㅇ희토류*등의 국내 생산기반 마련및 국내 소부장 협력생태계 조성을 통한 국내 투자고용 증대** 등 성과도 도출되고 있다. * 해외 희토류 원석 채굴 업체부터 국내 최종 수요기업(완성차)까지의 전주기적 공급망 확보 ** (투자) 합작 투자법인 설립, M&A 등 약 2조 4천억원 규모 추진, (고용) 약 3,700명 등 □ 향후 소부장 협력모델이 우리 기업들의 위기 돌파 창구로 확실하게 자리매김할 수있도록 지원분야를 공급망 안정화 품목등으로 확대하고 ㅇ 우수 소부장 기업의참여를활성화를 위해 상시 공개모집 방식 도입, 협력유형 다양화등협력모델 발굴선정 방식을개편하는 한편, ㅇ 인력·인프라, 규제특례 등 기업지원 사항을 전담기관이 관계부처에 일괄취합신청하여원스톱 지원되도록 개선할 계획이다. 《 ｢새정부 소부장 정책방향｣ 의견청취 》 □ 이와 함께, 장영진 1차관은 對세계, 對첨단미래산업, 공급망안정화 등｢새정부 소부장 정책방향｣에 대해 기업현장의 의견을 수렴하였다. □ 과거 일본 수출규제 대응 중심의 소부장 정책을 통해 ’22년 상반기 소부장對日 의존도가 역대 최소를 기록하는 등 성과를 창출하였으나, < ‘19년 이후 소부장정책 주요성과 > ➀ 100대 핵심기술 對日 의존도 6%p 감소(‘19년 30.9% → ’21년 24.9%) ➁ 100대 핵심기술 매출 4,089억원, 투자 4,517억원, 고용 2,784명 창출 ➂ IP R&D연계 의무화해 총663개 중소‧중견 R&D 특허전략 지원 → 특허출원 1,181건 ⇒ 금년 상반기 소부장 對日 의존도 역대 최저(15.4%) 기록 ㅇ 특정국, 고난이도 기술 중심의 관리체계로 최근 러-우 전쟁 장기화, 미-중 기술패권 경쟁 심화 등상시화된 글로벌 공급망 위기에 유연하게 대처하기 어려워 작년 요소수 사태에 대해 적기 대응하지 못하는등 한계도 일부 존재하였다. ㅇ 아울러, 정책의 초점이 現 주력산업 핵심기술의 경쟁력 강화에 맞춰져 있어,미래 글로벌 공급망 시장을 선도하기 위한 노력은부족했던 것으로 평가된다. □ 산업부는 이와 같은 문제점을 인식하고, 現 對일‧주력산업 중심의 공급망정책을 중국 등 對세계와 미래 첨단산업 분야로 확장하고, 요소와 같은범용품‧원소재를 포함한 공급망 관리‧지원방향을 마련하고 있으며, ※ ‘20년 ｢소부장 2.0 전략｣을 통해 對日 100대 품목을 대세계 338+α 품목으로 확대발표한 바 있으나, 구체적 지원수단 부재로 모니터링 중심으로 관리 ㅇ이를 위해 100대 소부장 핵심전략기술 대폭 확대1), 소부장 R&D 혁신2),우리기업의 글로벌 진출 전폭적 지원3),공급망 종합지원체계 구축4)등을검토중인 것으로 알려졌다. * 1) 반도체(예시): 소재, 메모리반도체 중심 → 공정기술(패키징 등), 시스템반도체로 확대 2) 첨단R&D 비중 확대(신규, ‘22: 9.3% →’23: 20.7%), 메가 프로젝트, 다수 수요기업 연계 등 3) 글로벌 수요기업 연계 R&D, 해외진출 지원사업 연계 강화 등 4) 소부장특별법 개정: 국내생산, 비축, 수입다변화 등 지원근거 마련 등 □ 장영진 산업부 1차관은 “과거 주력산업 현안 해결을 위한 패스트 팔로어전략 중심의 소부장 정책을 넘어,글로벌 공급망 위기와 제조업 패러다임대전환의 시대를 대비한 공급망 정책을 수립중”이라고 언급하면서, ㅇ “향후 추가적인 기업‧전문가 의견수렴, 관계부처 협의 등을 거쳐발표할계획”이라고 밝혔다. |
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