친환경을 바라보는 자동차 시장, 에너지 트렌드는 어떻게 변화하는가

에너지 대전환 시대에서는 다양한 친환경 에너지를 생산하고 활용하는 것이 매우 중요합니다. 이와 더불어, 기존의 석유 경제에서 활용되던 분야가 친환경 에너지로 전환되는 과정에서 누출될 수 있는 온실가스를 감축시키는 것 또한 환경보존을 위해 꼭 뒷받침되어야 한다고 생각합니다.

각종 탄소배출량을 줄이는 의무가 강화되어야 할 필요가 있는 건데요. 이번 화에서는 온실가스 배출량의 한 축을 가져가는 운송/수송 시장이 어떤 변화를 보이고 있는지, 특히 전기차를 중심으로 알아보려 하고요. 그 중심에 있는 ‘2차전지’에 대해 자세히 살펴보려 합니다.

온실가스를 줄이기 위해 다양한 산업군에서 고군분투중

온실가스가 배출되는 산업 분야를 먼저 살펴볼게요. 자연적으로 발생할 수 있는 농업 분야를 제외하면, 사실상 거의 모든 산업 분야에서 인위적으로 온실가스가 발생하고 있다 볼 수 있습니다. 그런데, 이렇게 많은 산업 분야에서 발생되는 온실가스는 어느 정도 배출량을 줄일 수 있을 것으로 보여요.

가장 많은 배출량을 기록하는 ‘전력' 분야는 태양광, 풍력, 수력 등 다각화된 친환경 에너지 생산 시설에 의해 희석될 수 있을 것으로 보이고요. ‘철강', ‘화학', ‘시멘트' 같은 산업 분야 또한 유로존의 탄소국경조정제도(CBAM) 같은 규제를 활용해 온실가스 배출량을 줄일 수 있을 것으로 파악됩니다.

자, 그럼 오늘 알아보려 하는 운송/수송 분야에선 온실가스 배출을 줄이기 위해 어떤 노력을 하고 있을까요?

지금 이 시간에도 길 위에 돌아다니는 자동차들을 보면, 대부분 화석연료를 활용하는 자동차일 겁니다. 이런 차를 내연기관차라 해요. 휘발유, 경유 같은 화석 연료를 태워 얻어지는 에너지를 움직이는 차를 뜻하죠.

많은 사람들이 이용하고 있는 만큼 내연기관차는 우리의 일상 속에서 빼놓을 수 없을텐데요. 한편으로는 퇴출될 위기에 놓인 존재이기도 합니다. 화석 연료를 태우는 과정에서 온실가스가 엄청나게 배출되기 때문에, 요즘과 같은 친환경 규제가 강화되고 있는 시점에서는 오히려 타고 다니기 어려운 차가 되어가고 있어요.

내연기관차를 대체하기 위한 방안은 오래 전부터 준비되어 왔고, 실제로 글로벌 자동차 기업들은 온실가스 배출량이 적으면서도 연비가 우수한 차량인 친환경 자동차를 생산하는 데에 엄청나게 큰 힘을 쓰고 있습니다. 무공해차로 알려진 ‘전기차'가 바로 대표적인 사례죠.

자동차 시장의 큰 변화 흐름

매해 연초 미국 라스베가스에서 개최되는 국제전자제품박람회(CES)에 가보면 자동차 업체들의 참여도가 매년 증가중입니다. 차량에 활용되는 다수의 기기들이 매년 박람회에서 선보여지고 있기에, 자동차 시장의 변화를 보다 빠르게 체감할 수 있어요.

100여 년간 이어져오던 자동차 시장에서 나타나고 있는 구조적인 변화들은 크게 두 가지입니다. 1) ‘내연기관’이 ‘전기동력’으로 전환하고 있다는 것과 2) ‘자율주행 기술’ 도입의 확산 이라 볼 수 있어요. 이 과정에서 일어나는 변화는 어떤 것들이 있을까요?

• 내연기관 엔진과 관련 동력전달장치 부품들의 탑재량은 감소중입니다.
• 새로운 동력발생장치와 전달장치 역할을 하는 전기모터 및 배터리의 수요가 증가중입니다.
• 자율주행기술 구현을 위한 각종 센서와 S/W 등 신규 부품의 수요가 증가중입니다.

결론은, 자동차 전반에 걸친 ‘전동화' 작업이 진행중에 있다는 것이지요.

자동차 산업과 타 산업의 경계가 희미해지는 빅블러(Big Blur) 현상도 부각되고 있어요. 테슬라(TESLA)를 필두로 중국의 BYD 같은 다수의 신생 전기차 업체들이 자동차 시장에 유입되고 있습니다. 이들 모두 전기차 시장의 자율주행 기술을 빠르게 개발 진행중인 것으로 파악되고요.

환경을 위한 전기차는 앞으로도 확대될 전망입니다. 테슬라를 비롯한 완성차 업체들은 전기차 모델 출시를 확대할 전망이며, 온실가스 감축 기조가 전세계적으로 유지되는 한 전기차 성장세는 앞으로도 지속될 것으로 보여요.

자동차 산업의 중추 역할을 하는 핵심 부품: 2차 전지

이렇게 자동차 산업이 변화하는 과정 속에서 중추 역할을 하는 핵심 부품은 무엇일까요? 자동차의 본질이 운송이라는 점을 고려한다면, 전기차에 에너지를 공급하는 심장이라고도 할 수 있는 ‘2차전지'가 가장 중요하게 떠오르겠죠.

2차전지의 핵심은 화학에너지를 전력에너지로 전환하는 것인데요. 전기차가 필요로 할 때 전력을 만들 수 있게 하는 부품입니다. 배터리 내에서 분리된 전자가 양극과 음극으로 이동하게 되는데, 이 과정에서 배터리 충전과 방전을 반복하며 전력을 만들어 내는 것이죠. 그래서 기존에 활용되던 1차전지와는 다르게, 충전과 방전을 반복할 수 있다는 것이 큰 장점입니다. 계속해서 재사용할 수 있는 전지이기 때문에 경제적인 것은 물론, 환경 친화적이라고도 볼 수 있고요.

2차전지의 공급 체인은 크게 세 분야로 나눠집니다. 1) 업스트림 분야에서는 2차전지의 4대 핵심 소재에 활용되는 원자재를 채굴하고 가공해요. 2) 미드스트림 분야에는 2차전지 핵심 소재를 기반으로 배터리를 생산하는 배터리 셀 업체가 포함되어 있고요. 3) 다운스트림 분야에서는 2차전지가 배터리 팩(배터리 셀의 안정성을 높이고 제어함) 및 전기차를 비롯한 각종 IT 기기에 활용될 수 있도록 하고요. 또는 다 쓴 배터리들을 리사이클링하기도 합니다.

유럽과 북미 지역, 그리고 중국을 비롯한 주요 선진국 반열에 든 국가의 기업들을 보면, 전기차 판매량이 증가하는 기조에 힘입어 미드스트림 분야에 포함된 배터리 셀 업체들이 함께 각광받았어요. 그러나 최근에는 미드스트림 분야보다는 업스트림 분야가 더욱 주목을 받고 있다는데요. 이유는 전기차 분야의 주요 부품별 원가 비중에서 ‘배터리'가 차지하는 비중이 상당히 크기 때문입니다.

그래서 완성차 업체들 다수는 배터리 셀 업체에 가격 인하 압박을 가하는 상황이에요. 비용 절감을 위해 배터리 셀 내재화도 시도중이고요. 또한 배터리 셀 기업들은 이런 상황에 대응하기 위해, 배터리 핵심소재 내재화 작업도 진행중이며, 배터리 소재 생산 업체들은 핵심 원료를 확보하고자 노력중입니다.

이처럼 공급 체인의 순서와 상관없이, 영역별 경계가 다소 모호해지기도 하고, 2차전지 공급 체인 관련 기업들이 수직계열화 및 사업다각화를 위해 앞다투어 경쟁하고 있다는 점이 2차전지 시장에서의 큰 특징이라 볼 수 있습니다.

이번 대목에서는 자동차 산업에 나타나는 변화를 살펴보았는데요. 이 변화의 중심인 2차전지 산업의 변화 양상까지 알아볼 수 있었습니다.

다음 화에서는 2차전지를 구성하는 4대 소재들의 원재료에 대해 다뤄볼 예정인데요. 2차전지 원재료들이 환경에 어떤 영향을 미치는지를 살펴보려 합니다. 환경 보호를 위해 만드는 전기차임에도 불구하고, 2차전지 활용 과정에서 아이러니하게 보이는 지점이 있기 때문이죠. 다음 화에서 자세히 다뤄보겠습니다.

Edit 금혜원 Graphic 조수희 함영범

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– 해당 콘텐츠는 2023. 8. 28. 기준으로 작성되었습니다.