전기자동차의 심장 리튬 2차 전지

전기자동차의 심장 리튬 2차 전지

세계는 산업혁명과 기술혁명, 세계화의 3대 변혁을 거쳐 이제 그린 경제 시대라는 또 다른 변혁의 시대가 밀려오고 있다. 특히 자동차 산업의 경우 지금까지와는 차원이 다른 대혼란의 시대를 맞이할 것이라고 한다. 혹자는 그 극적인 변화를 파워혁명이라고도 한다. 파워혁명이란 “에너지의 전환”과 “동력의 전환”을 통해 “환경보전과 자원보호”를 추구한다. 즉, 보다 깨끗하고 저렴한 연료로 에너지원을 전환하고 효율이 떨어지던 엔진을 모터로 교체하고 있다. 바야흐로 세계 자동차 산업은 가솔린(디젤)에서 전기자동차로의 패러다임이 이동하고 있다고 할 수 있다.

   어느 연구소의 예측에 의하면, 2050년엔 세계 자동차 수가 현재의 6억대에서 26억대가 될 것이라는 전망이 있다. 이러한 예측이 사실이 될 것인지는 알 수 없지만 자동차는 분명히 시간이 가도 증가할 것이고, 그와 반대로 자동차가 배출하는 CO2 배출량은 계속 줄여야 한다는 것이다. 그래서 차량 유지비를 1/10로 줄일 수 있으면서 저탄소를 달성할 수 있는 전기자동차만이 미래 자동차의 원형이 될 수 있다. 게다가 전기자동차는 석탄의 복합발전 설비(IGCC; Integrated Gasification Combined Cycle)에서 생산된 값싼 전기를 이용할 수 있기 때문에 원유에 대한 의존도도 줄일 수 있어서 그린 경제시대의 총아라고 한다. 그래서 세계 유수의 자동차 업체들은 일찍부터 전기자동차를 개발하기 위해 총력을 집중하고 있다. 

  이러한 흐름에 발맞추어, 우리 정부는 녹색성장전략의 일환으로 2013년까지 세계 4대 그린카1) 생산국 진입을 국가적 목표로 설정하여 산ㆍ학ㆍ연 협력을 통하여 그린카 원천기술을 확보하기 위한 기술개발을 추진하고 있다. 

  특히 여러 그린카 중 내연기관 대신 전기에너지를 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기자동차(PHEV), 전기자동차(EV)를 대표로 꼽을 수 있으며, 하이브리드 전기자동차는 1997년부터 이미 시장에 출시되었으며, 플러그인 하이브리드 전기자동차 역시 수년 내에 시장에 본격 등장할 것으로 예견된다. 

  하이브리드/전기자동차와 같은 전동차량의 주행성능, 즉 내연기관을 사용하지 않고 오랜 시간 동안 원하는 속력으로 안전하게 자동차를 사용할 수 있게 하는 성능을 결정짓는 핵심은 바로 동력원으로 사용되는 배터리(2차 전지: 충전과 방전을 반복하며 재사용이 가능한 전지)이다. 이런 이유로 2차 전지는 전동차량의 심장에 비유되면서 성능이 탁월한 2차 전지의 개발이 전동차량 개발의 핵심이라고 할 수 있다. 

  현재 전동차량의 배터리로는 일본의 자동차업체들이 하이브리드 전기자동차에 채용한 니켈수소(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있으나, 긴 전기주행거리, 고출력 등 자동차 배터리에 요구되는 성능 기준이 높아짐에 따라 2009년 이후에는 리튬 이차전지가 하이브리드 전기자동차용 배터리 시장을 새롭게 형성할 전망이다. 

  일본 후지경제가 분석한 대형 이차전지 시장 자료에 따르면, 니켈수소 이차전지의 강세가 이어지겠지만, 2010년 이후에는 신규 하이브리드 전기자동차와 플러그인 하이브리드 전기자동차에 리튬 2차 전지가 사용될 가능성이 높고, 리튬 이차전지의 시장 점유율이 점점 높아지게 되어 2008년 145억엔(니켈수소 2차 전지 903억엔)이 2014년에는 946억엔(니켈수소 2차 전지 2078억엔)으로 약 350%의 시장 증가가 예상되며, 장기적으로는 리튬 2차 전지가 니켈수소 2차 전지 시장 규모를 넘어설 것으로 예측하고 있다. 

  7월이 되면 우리도 완전한 전기자동차라고는 할 수 없지만, 그래도 세계에서 처음으로 리튬이차전지를 탑재한 하이브리드 전기자동차가 시판되어 새로운 시장을 개척할 것이다. 또한 올해 1월 LG화학은 GM에 2010년 하반기부터 2015년까지 6년간 전기자동차용 배터리팩을 독점 납품하기로 계약을 체결한 바 있으며 외신에 소개되는 늘씬한 전기차의 상당수가 우리나라 업체에서 제작한 리튬 2차 전지를 사용하고 있는 것처럼, 우리나라는 리튬 2차 전지 분야에서 어느 정도 경쟁력을 갖고 있다고 할 수 있다. 

  하지만 전동차량의 경우 국가간 기술격차가 작아서 내연기관 자동차처럼 고도의 기술력과 경험을 요구하지 않기 때문에 업계는 부단한 기술 선점 경쟁을 가속화해야 할 것이다. 현재 도요타와 파나소닉은 파나소닉 EV에너지를 설립하여 리튬 2차 전지를 양산하려고 하는 것처럼 일본은 2차 전지 제조업체와 자동차 제조업체 또는 자동차 부품 제조업체간 협력관계 구축이 활발히 전개되고 있는 점은 우리에게 시사하는 바가 크다고 할 수 있다. 

  우리나라는 하이브리드 자동차나 친환경 미래 자동차의 필수인 자동차 전자장치와 반도체, 배터리 등에서 세계적인 경쟁력을 갖추고 있다고 할 수 있다. 우리도 사실 일본에 비해 늦은 감은 있지만 자동차 업체와 세계적인 경쟁력을 갖춘 부품업체들 간의 개발역량 강화와 시너지를 얻기 위한 협력관계를 시급히 구축해야 한다. 그래도 늦은 것이 시작하지 않는 것보다 낫다.
  
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