[전기차 배터리가 궁금해]③원재료값 상승 속 차세대 소재 고민

[이데일리 이재운 기자] 배터리로 굴러가는 전기차에 대한 관심은 날로 높아져간다. 하지만 구체적으로 전기차 배터리가 어떻게 구성돼있는지, 또 어떤 원리로 동작하는지에 대해서는 상대적으로 잘 알려져있지 않다. 이데일리에서는 추석 연휴를 맞아 전기차 배터리의 기본 구성과 향후 변화 전망 등에 대해 소개하는 연작 기획을 준비했다.<편집자 주>

BMW 순수 전기차(EV) i3. BMW코리아 제공

전기차 배터리는 날로 진화하고 있지만, 업계의 고민 또한 적지 않다. 단순히 기술 경쟁만 이뤄지는게 아니라, 배터리 셀의 기본 원료가 되는 희귀소재, 즉 희토류 확보가 갈수록 어려워지기 때문이다.

시장조사업체 SNE리서치가 최근 발표한 연구 결과에 따르면 2020년에 판매되는 자동차의 10분의 1이, 2025년에는 4분의 1이 전기 자동차가 될 전망이다. 당연히 배터리 출하량도 증가할 것으로 예상된다. 올해 200GWh를 밑돌던 세계 이차전지 출하량은 2020년에 569GWh, 2025년에는 1000GWh에 이를 것으로 보고 있다.

문제는 이의 원료가 되는 희귀 소재의 고갈이 다가오고 있다는 점이다. 2019년에는 니켈이, 2021년에는 리튬과 코발트 등 주요 원료들의 고갈 우려가 점차 다가오고 있다. 테슬라의 모델S 차량 한 대에 리튬이 7.7㎏, 니켈은 53.5㎏, 코발트는 10㎏, 구리는 26.6㎏이 들어가는데, 현재 대비 2025년 리튬의 수요는 21배, 코발트 수요는 15배, 니켈은 41배의 수요 폭증이 예상된다. 자연히 고갈 문제가 불거질 수 밖에 없는 구조다.

거기에 코발트의 경우 현재 내전으로 인한 분쟁을 겪고 있는 아프리카 콩고민주공화국(DR콩고)에 매장량과 생산량이 집중돼있어 단기적인 안정성마저 불안하다는 점도 위협 요인으로 꼽힌다. 포스코경영연구원에 따르면 2015년까지 코발트 광산 생산량을 늘려오던 DR콩고는 지난해 생산량이 전년 대비 6140t(톤)이나 줄어든 7만7391t(금속 기준)으로 줄이면서 수급에 영향을 미쳐 가격이 상승하고 있다. 보고서에서 연구원은 “오랜 내전의 후유증으로 여전히 정치적 리스크를 안고 있는 DR콩고는 연말로 예정된 대통령 선거를 어떻게 치르느냐가 향후 정국의 주요 변수”라고 말했다.

이 때문에 배터리 업계는 대체 소재 마련에 열을 올리고 있다. 배터리 제조사 관계자는 “니켈의 경우 대안이 될만한 것들이 등장하고 있지만 다른 소재는 아직 연구 중”이라며 “우선은 단기적인 수급 상황을 안정적으로 관리하려는 노력도 중요하다”고 말했다.

포스코경영연구원 제공