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미래의 전동화 자동차, 리튬 확보가 관건이다

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글 : 유일한(chepa@global-autonews.com)
승인 2017-08-10 00:46:45

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유럽 국가들을 중심으로 내연기관 퇴출과 관련된 움직임이 가시화되고 있는 가운데, 자동차 제조사들 사이에서 전동화 자동차 개발 또는 양산 소식이 잇달아 들려오고 있다. 그리고 전동화 자동차에 필수적으로 따라붙는 리튬이온 배터리와 관련된 공장 건설 소식도 잇따르고 있는데, 테슬라는 파나소닉과 함께 ‘기가팩토리’라는 이름의 대형 배터리 공장을 설립했고 다임러 그룹 역시 미래 전기차 수요를 위해 배터리 공장 건설을 선언한 상태이다.

 

앞으로 전동화 자동차의 판매량은 급격히 늘어날 것이다. 글로벌 금융 서비스 업체인 모건 스탠리(Morgan Stanley)의 분석가들은 올해의 글로벌 신차 판매량 중 1.1%가 전동화 자동차이지만 2020년에는 2.9%로 증가할 것으로 예측하고 있으며, 2025년에는 9.4%를 차지할 것으로 보고 있다. 최종적으로 2050년에는 전체 판매량의 약 81%가 전동화 자동차가 될 것으로 추정하고 있으며, 이로 인해 리튬이온 배터리 수요도 급격하게 증가할 것으로 보고 있다.

 

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사실 리튬은 지구상에 많이 존재하는 물질이기 때문에 고갈을 걱정할 필요는 없다고 한다. 그러나 이것은 전체적인 리튬양을 보았을 때의 이야기고, 배터리에 사용할 수 있을 정도로 순수한 리튬을 확보한 곳은 상당히 적은 것이 현실이다. 이로 인해 현재 리튬을 추출하거나 캐내고 있는 업체들과 배터리 제조업체들간의 장기 공급계약 전쟁이 벌어지고 있는데, 리튬의 양은 물론 순도도 문제가 되고 있다.

 

리튬에 대하여 

배터리에 적용되는 리튬은 크게 두 가지로 탄산 리튬과 수산화 리튬을 사용하는데, 업계에서는 일반적으로 두 가지가 혼합되어 있는 탄산 리튬 등가물을 사용한다. 그 다음으로 중요한 것은 리튬의 매장 유형인데 하나는 호주 대륙에서 주로 발견되는 암석 형태의 리튬, 또 다른 하나는 칠레와 아르헨티나에서 주로 발견되는 염수 형태의 리튬이다. 중국은 장수성과 쓰촨성에 두 가지 형태가 혼합된 리튬광산을 모두 보유하고 있다.

 

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금속과 광물 전문 컨설턴트 회사 로스킬(Roskill)은 2025년 즈음에는 연간 785,000 톤의 리튬이 필요할 것이며 예상 채굴량은 이보다 26,000 톤이 부족할 것으로 예상하고 있다. 이는 올해 채굴량 227,000 톤, 소비량 217,000 톤으로 채굴량이 약간 남는 것에 비하면 상당한 차이라고 할 수 있다. 다른 곳에서는 이보다 더 극단적인 전망을 내놓기도 하며, 이로 인해 국제 리튬 가격이 지속적으로 오르고 있다. 정확하지는 않지만 2015-2016년에 1톤 당 약 9,000 달러였던 리튬 가격은 2017-2020년에 약 13,000 달러로 증가할 것으로 예측된다.

 

탄산 리튬보다 배터리 용량을 간단하게 늘릴 수 있고 더욱 긴 배터리 수명을 보장하는 수산화 리튬은 이보다 더 가파르게 수요와 가격이 오를 것으로 보인다. 벤치마크 미네럴(Benchmark Minerals)의 전무 이사인 사이먼 무어스(Simon Moores)는 2025년까지 리튬 사업 전반에 대해 총 40~50억 달러 규모의 투자가 이루어질 것으로 예상하고 있다.

 

리튬 채굴의 현재와 미래


현재 전 세계 리튬 시장을 지배하고 있는 4개의 회사가 있다. 미국의 FMC, 엘버말(Albemarle), 칠레 SQM, 중국 티엔치 리튬(天齐锂业)으로 이들이 작년 전 세계 탄산 리튬 공급의 66%를 차지한 것으로 알려져 있으며, 분석하는 회사에 따라서 다르지만 78%까지 수치를 잡는 곳도 있다. 그 외에도 호주를 중심으로 리튬 광산개발 붐이 일면서 군소 리튬 공급 회사들이 난립하고 있는데, 리튬의 수요가 늘면서 이들의 주가도 급등하고 있다.

 

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4개의 회사가 리튬을 채굴하는 양은 앞으로 계속 늘어날 예정이다. FMC의 수산화 리튬 공급량은 2017년 18,000 톤이지만 2019년이면 30,000 톤에 달할 것으로 예상되고 있으며 엘버말의 탄산 리튬 공급량은 2017년 89,000 톤에서 2021년 165,000 톤으로 증가할 것으로 추정하고 있다. SQM 역시 5,500만 달러를 투자해 칠레의 탄산 리튬 채굴 및 생산량을 늘릴 예정이며 현재 추출되는 48,000 톤을 2018년까지 연간 63,000 톤으로 늘릴 예정이다. 티엔치 리튬은 정확한 계획을 언급하지 않았다.

 

단지 아직까지는 암석 형태의 리튬이 각광을 받고 있으며, 염수 형태의 리튬은 추출 시 날씨의 영향을 많이 받는데다가 순도가 낮아 온전한 추출이 어려운 것으로 알려져 있다. 볼리비아의 경우 유우니 염호와 꼬이빠사 염호를 합쳐 가채매장량 540만 톤의 리튬이 매장되어 있어 세계 매장량의 약 22%를 차지할 정도이지만 리튬 농도가 0.035%밖에 되지 않아 추출비용 및 기술의 문제가 발생하는 것으로 분석되고 있다.

 

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현재 전 세계는 전동화 자동차의 시대를 앞두고 ‘리튬 확보’ 전쟁에 돌입했다고 해도 과언이 아니다. 한국에도 LG 화학, 삼성 SDI 등 리튬이온 배터리 제작 기술을 확보한 기업이 있지만, 원료가 되는 리튬이 없다면 주문이 들어와도 생산할 수 없기 때문에 투자를 통해 리튬 광산을 확보할 필요가 있다. 국내에 리튬 광산이 확보되어 있지 않은 만큼 정부와 기업이 동시에 나서서 진행하는 무역외교가 중요해지는 시점이다.
 

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