리튬이온전지 원재료 대란…수소연료전지 대안으로 '주목'

송고 2017.10.26 15:03 | 수정 2017.10.26 15:05
최수진 기자 (csj890@ebn.co.kr)

리튬이온전지 양극재 원재료 리튬, 코발트, 니켈 등 수급 대란 우려

에너지 효율 높고 친환경성 뛰어난 수소연료전지 연구 속도

서울 양재동에 위치한 현대자동차 수소 충전소. [사진=효성]

전기자동차 배터리로 수요가 급증하고 있는 2차전지 양극재 원재료 가격이 지속적으로 상승하면서 수급 대란이 우려됨에 따라 원소재 고갈이나 가격 변동 이슈에서 자유로운 수소연료전지가 대안으로 관심을 끌고 있다.

26일 배터리업계와 외신 등에 따르면 니켈 가격이 톤당 1만2000달러를 넘어섰다. 지난 5월 톤당 9000달러 밑으로 떨어졌던 니켈 가격이 5개월 사이에 35% 가까이 급증한 것.

니켈 가격의 상승은 경기 개선 기대감과 더불어 전기차 배터리의 주원료로 수요가 급증했기 때문이다.

컨설팅업체 우드매킨지의 보고서에 따르면 전기차 시장이 호황기에 접어들면서 현재부터 2025년 사이 니켈 수요가 2016년 4만톤에서 2025년 27만5000톤까지 증가해 구조적인 공급 부족이 발생할 것으로 예상했다.

코발트 역시 전기차 배터리에 대한 수요로 현재보다 2020년 4배, 2025년에는 11배 이상 수요가 증가할 것으로 예측했다.

SNE리서치도 원재료 수요가 급증하면서 니켈은 2019년부터, 코발트는 2021년부터, 리튬은 2020년부터 수요가 공급을 뛰어넘는 수급 대란이 올 것으로 전망했다.

LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 국내 주요 배터리업체들은 니켈, 코발트, 망간을 혼합한 리튬 산화물 배터리를 양극재로 사용하고 있다.

아직까지 국내 배터리업체는 원재료 자원개발에 적극적으로 나서지 않은 만큼 수급 대란 상황이 오면 원재료 가격 경쟁력에서 밀릴 수도 있다는 것이 업계 시각이다.

반면 수소연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 전기, 열, 물을 생성하기 때문에 2차전지가 갖고 있는 원재료 수급 불안으로부터 자유롭다는 평가이다.

이지훈 SK증권 연구원은 "현재 수소연료전지에 백금이 촉매로 사용돼 원가가 높다는 단점도 제기되고 있지만 최근 백금을 사용하지 않고 탄소를 주원료로 하는 촉매를 개발하거나 백금의 사용량을 감소시키기 위한 루테늄 등과의 합금화, 미립자화 등에 대한 연구가 계속되고 있다"고 설명했다.

수소의 제조 기술도 발전함에 따라 1kg당 5000~6000원하는 수소의 단가도 낮아질 가능성이 다분하다.

부생수소를 활용한 연료전지를 비롯해 물전기분해, 바이오매스 열분해, 물 열분해, 광촉매에 의한 수전해 등 다양한 기술의 연구 또는 상용화가 이뤄질 전망이다.

특히 태양광, 풍력 등과 같은 재생에너지에 대한 수요도 확대되면서 수소연료전지의 쓰임새도 더욱 확대될 가능성이 높다. 문재인 정부는 2030년까지 재생에너지의 발전량을 20%까지 늘리는 정책을 강력하게 추진하고 있다.

현재 재생에너지와 결합된 ESS 장치를 활용해 안정적인 전력을 유지하고자 하지만 잉여 전력이 대규모로 발생하면 2차전지로는 한계가 발생한다는 지적이다. 재생에너지로 수소를 제고해 저장하는 방식도 고려해볼 수 있다는 것.

이 연구원은 "그러나 수소연료전지를 채용한 수소차가 확대되기 위해서는 수소스테이션 등의 제반 인프라, 내연기관·전기차와 경쟁할 수 있는 차량 가격 등이 뒷받침 돼야 한다"며 "아직까지 보급이 늦어지고 있는 것은 사실이지만 정부의 신재생에너지 지원과 촉매재 개발 등으로 가격이 낮아진다면 경쟁력이 생길 것"이라고 내다봤다.

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