[기획 기사] 2030년 우리나라 이차전지 산업 전망

▲지난해 7월 8일 충북 청주 LG에너지솔루션 오창 제2공장 부지에서

‘2030 이차전지 산업(K-Battery) 발전 전략’ 보고대회가 열렸다. ⓒ 청와대

| 한국, 소형 이차전지 시장에서 10년 연속 세계 1위

현재 이차전지의 대세인 리튬이온 이차전지는 2000년대 중반 이후 모바일 산업이 성장하면서 소형 이차전지가 시장의 중심이었으며, 2010년대 들어 전기차 산업이 성장하면서 중대형 이차전지가 새로운 시장을 열고 있다. 이차전지는 무선가전, 전기차, 에너지저장장치(ESS), 드론, 로봇, 전기선박 등으로 적용영역이 계속 확장되고 있다. 미래 산업의 변화는 전동화, 무선화가 핵심이란 점에서 모든 사물이 이차전지로 움직이는 시대가 오고 있다. 이차전지는 친환경화라는 전 세계 흐름 속에서 지속 가능한 성장의 핵심수단으로 떠오르며 각국 수요가 증가하면서 세계 시장이 급속히 성장할 전망이다. 글로벌 시장조사업체 IHS 마킷에 따르면,

'2025년에는 이차전지가 메모리반도체보다 더 큰 시장으로 성장할 것으로 예측된다.'

우리나라는 소형 이차전지 시장에서 오랫동안 독보적 위치에 있으며, 중대형 이차전지 시장에서도 선두 다툼을 하고 있다. 글로벌 시장조사업체 B3에 따르면, 한국은 IT 기기용 소형 이차전지의 시장 점유율에서 2011년부터 10년 연속 세계 1위를 달리고 있으며, 전기차용 중대형 이차전지의 시장 점유율에서 1위인 중국을 바짝 추격하고 있다. 우리나라는 국내 배터리 3사, 즉 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온(SK이노베이션의 자회사)이 글로벌 전기차업체에 이차전지를 공급하는 기술력을 확보하고 있다. B3에 따르면, 2020년 전기차용 배터리 세계 시장 점유율은 LG에너지솔루션 29%(1위), 삼성SDI 6.5%(4위), SK이노베이션 4.2%(6위)로 나타나 있다. 한국 기업은 기업 간 협력을 기반으로 전기차 시장에 선제 대응함으로써 내수에 집중한 중국 기업보다 앞서서 유럽, 미국 등 주요 시장에 진출한 덕분이다.

다만 우리나라는 이차전지 소재, 부품, 원재료의 해외 의존도가 높다는 한계가 있다. B3에 따르면, 2019년 한국의 이차전지 소재의 해외 의존도는 양극재 47.2%, 음극재 80.8%, 분리막 69.5%, 전해액 66.2%로 나타났다. 또 이차전지 수요가 확대되면서 원자재와 1차 가공원료 수요도 급증할 것으로 전망된다. 한국지질자원연구원에 따르면, 이차전지용 리튬 수요는 2017년 9.7만 톤에서 2027년 734만 톤으로 증가할 것으로 예측된다. 결국 공급망을 다변화하고 국내생산 기반을 확충할 필요가 있다. 

| 대규모 R&D 추진, 글로벌 선도기지 구축, 다양한 수요시장 창출

이에 지난해 7월 9일 정부는 ‘2030 차세대 이차전지 1등 국가 대한민국’이라는 비전을 담은 ‘2030 이차전지 산업 발전 전략’을 수립해 발표했다. 이 대책은 국내 배터리 3사와 소재·부품·장비(소부장) 기업들이 2030년까지 40조 원 이상을 투자하고 정부도 R&D, 세제, 금융 등을 적극 지원해 한국을 글로벌 이차전지 R&D 허브와 선도 제조기지, 핵심 소부장 공급기지로 구축하겠다는 것이 골자다. 구체적으로 민관 협력 대규모 R&D를 추진해 독보적 1등 기술력 확보, 연대와 협력의 생태계를 조성해 글로벌 선도기지 구축, 공공·민간 수요시장을 창출해 이차전지 시장 확대 등의 전략을 제시했다.

먼저 ‘민관 대규모 R&D 추진’ 전략에 따라 차세대 이차전지 기술을 조기에 확보하고, 차세대 이차전지용 소부장 요소기술, 리튬이온전지 초격차 기술경쟁력을 확보한다. 이를 위해 전고체전지(2027년), 리튬황전지(2025년), 리튬금속전지(2028년)처럼 성능과 안전성을 대폭 높인 차세대 이차전지를 조기에 상용화하기 위한 기술 개발에 민관 역량을 결집하고, 기존 리튬이온 이차전지의 성능, 안전성, 생산성을 높이기 위해 하이니켈 양극재, 실리콘 음극재 등 소재 개발, 발화지연, 자가진단, 자가치유가 가능한 지능형 이차전지 개발, 친환경·스마트 공정 혁신을 추진한다. 또 전극 소재, 고체 전해질, 제조 장비처럼 차세대 이차전지를 상용화하기 위한 분야별 요소기술을 개발하고 차세대 이차전지 연구·실증평가를 종합 지원하는 ‘차세대 배터리 파크’도 구축한다.

둘째, 세계 시장 진출을 뒷받침하는 첨단기술 개발과 최초 제품화의 글로벌 선도기지를 국내에 구축하고자 안정적 공급망을 갖춘 튼튼한 국내 생태계를 조성한다. 이를 위해 이차전지 공급망 구축, 소부장 핵심기업 육성, 전문인력 양성, 제도기반 마련을 추진한다. 특히 이차전지 소부장 핵심기업을 육성하고자 충북 청주 소부장 특화단지를 중심으로 기초연구(테크노폴리스), 실증(오창과학산단), 생산(제2산단) 등에 관련된 리튬이온전지 생태계를 구축한다. 또 정부, 금융계, 산업계가 최소 800억 원 규모의 R&D 혁신펀드를 조성해 이차전지 소부장 중소기업 및 스타트업의 R&D를 지원하며, 이차전지 핵심기술을 ‘국가전략기술’로 선정해 R&D(최대 40~50%), 시설투자(최대 20%)에 대한 세액공제를 확대한다.

끝으로 이차전지 시장을 확대하기 위해 다양한 분야의 수요시장을 창출한다. IT 기기, 전기차, 에너지저장장치(ESS) 외에도 이차전지의 사용영역이 확대되어 ‘사물 배터리(Battery of Things, BoT)’ 시대가 도래할 것으로 예측되는데, 이에 신규 수요시장을 창출해 이차전지 산업 영역을 확대하고 산업의 흐름을 선도하겠다는 전략이다. 예를 들어 사용 후 이차전지를 회수해 ESS, 전동카트 등에 적용할 수 있도록 관련 시장을 활성화하며, 항공, 선박, 기계 등으로 이차전지의 공공수요를 확대하고 민간 신시장 창출을 지원한다. 또 전기차 부품 데이터 플랫폼 구축, 이차전지 대여·교체 서비스, 이차전지 표준화 등을 추진해 배터리 신산업을 발굴하고 육성한다.

| 산업계 수요에 맞는 인력, 매년 1100명 이상 양성

한국전지산업협회에 따르면, 2020년 현재 이차전지 인력 부족 현황은 석·박사급 연구설계인력 1013명, 학사급 공정인력 1810명으로 나타나 있다. ‘2030 이차전지 산업 발전 전략’에는 전문인력 양성 계획도 포함돼 있다. 즉 산업계 수요에 맞는 수준별 인력을 매년 1100명 이상 양성하고, 이차전지 제조·공정인력 양성센터, 인적자원개발협의체 등을 신설한다는 내용이다.

먼저 핵심인력으로 수준 높은 연구·설계인력에 대한 산업계 수요가 증가함에 따라 대학이 참여하는 석·박사급 인력 양성 규모를 3배 확대한다. 전지설계, 소재, 고도분석 등 분야별 인력 양성 프로그램의 참여인원은 2021년 50명에서 2022년 150명으로 늘린다. 참여대학을 현재 한양대, 성균관대, 충남대, 전남대, 울산과학기술원(UNIST) 5개에서 추가로 확대한다. 또 사용 후 이차전지 재활용·재사용 관련 전문인력 양성사업(50명)도 신규로 추진한다.

▲우리나라는 현재의 리튬이온 이차전지뿐만 아니라

차세대 이차전지 관련 세계 시장에서도 우위를 점하기 위해 노력하고 있다.

사진은 차세대 이차전지 기술을 연구하고 있는 국내 기업 연구원들. ⓒ SK이노베이션

둘째, 공정인력의 경우 품질관리, 공정운영 등에 관련된 제조현장인력 및 학부 수준 인력을 양성하는 데 힘쓴다. 국립대, 지역거점대학 내 에너지, 전기, 전자 등 유관 전공의 학과에 이차전지 트랙을 구축해 기초·응용 교육 과정을 신설한다. 특히 2022~2026년 배터리 3사, 소부장 기업이 참여해 교육 과정을 마련하고 기업연계 실습·인턴십을 제공할 계획이다. 또 대학이 교육부의 ‘디지털 신기술 인재양성 혁신공유대학’ 중 에너지신산업 분야 컨소시엄에 참여한다면, 이를 통해 기존 전공과 무관하게 희망 학생이 이차전지 분야의 특화교육을 이수할 수 있도록 지원한다(450명). 

끝으로 현장인력에 대한 교육도 진행한다. 소부장시험평가센터 같은 기반시설을 적극 활용해 중소·중견기업 재직자 대상으로 교육할 계획이다. 특히 소부장 특화단지 내 전지 제조기업-소부장 기업 간 연계 과정에서 나타나는 기술 애로를 중점적으로 해결할 수 있도록 재직자 교육을 실시한다(160명). 또한 수준별 인력 양성을 뒷받침하는 지원 인프라를 마련한다. 2023년부터 현장 전문인력의 부족을 해소하고자 현장경험을 제공하는 ‘이차전지 제조·공정인력 양성 플랫폼’을 구축할 계획이다. 이는 기존에 운영 중인 바이오공정인력양성센터, 반도체설계교육센터 등과 같은 방식이다. 앞서 2021년엔 이차전지 산업 인력수급 현황을 파악하고 교육훈련 수요를 발굴하고자 이차전지 인적자원개발협의체(Sector Council)를 신설했다. 이 협의체는 산학연이 참여해 인력 수급현황을 파악하고 중장기 인력양성계획을 수립한다.

글 _ 이충환 동아에스앤씨 편집위원