전기차 핵심 리튬이온전지, 30년간 가격 97%까지 떨어졌다

MIT 연구진 "리튬이온전지 가격 흐름, 기후변화 정책에 도움될 것"

리튬이온전지 가격이 1991년 상용화 이후 지난 30년간 97%가량 큰 폭으로 떨어졌다는 연구 결과가 나왔다. MIT 제공

에너지전문 시장조사기관인 SNE리서치에 따르면 리튬이온전지 시장 수요는 2030년 3392기가와트시(GWh)까지 성장할 것으로 전망된다. 2019년 198Gwh와 비교하면 폭발적인 성장세다. 현재는 납축전지가 전 세계 2차 전지 시장에서 가장 크지만, 2024년에는 이 자리도 리튬이온전지가 탈환할 것으로 예상된다. 

스마트폰, 노트북 등 소형 디지털 기기가 이끌던 리튬이온전지 시장이 전기자동차 중심의 중대형 시장으로 전환되고 있고, 드론, 로봇, 스마트홈 등 미래산업의 핵심 기술 대부분에도 리튬이온전지가 필요하기 때문이다. 리튬이온전지는 이들 기술의 탄생을 도운 일등공신으로 인정받아 2019년에는 리튬이온전지를 처음 개발한 과학자들이 노벨화학상도 받았다. 

제시카 트랜식 미국 매사추세츠공대(MIT) 데이터·시스템·사회연구소 교수는 미카 지글러 박사후연구원과 함께 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’ 23일자에 지난 30년간 리튬이온전지의 급속한 가격 하락이 기술 발전을 이끄는 원동력이 됐다고 밝혔다. 이는 그간 발표된 수많은 리튬이온전지 가격 보고서와 시장규모, 연구개발, 상용 기술 등을 종합적으로 분석한 결과다. 

리튬이온전지는 1991년 일본 소니가 세계 최초로 상용화시켰다. 연구팀에 따르면 1991년 리튬이온전지가 상용화된 이후 최근 가격은 97%까지 떨어졌다. 이는 기존에 알려진 리튬이온전지 가격 하락 폭보다 훨씬 크다. 2016년 GM은 자사 전기차인 ‘쉐보레 볼트’의 리튬이온전지가 에너지 용량(kWh) 당 145달러(약 16만5000원)라고 밝혔고, 2019년 폴크스바겐은 100달러(약 11만3000원)라고 공개힌 바 있다. 

트랜식 교수는 “리튬이온전지 가격 하락은 전기자동차 판매를 늘리는 핵심 요인임에도 불구하고 그간 가격 하락 폭이 명확히 알려지지 않았다”며 “이는 리튬이온전지가 애플, 테슬라 등 주로 기업 거래에서 대량으로 구매되고 소비자가 직접 사지 않기 때문”이라고 지적했다. 

연구팀은 리튬이온전지의 셀 형태에 따른 에너지 밀도 변화도 조사했다. 1992~2016년 리튬이온전지의 에너지 용량(kWh) 당 가격은 평균 13% 떨어졌다. 원통형 셀은 24%로 가장 컸다. 또 이 기간 리튬이온전지의 실거래가는 연간 13%에서 17%로 가격 하락 폭은 해가 갈수록 계속 커졌다. 

트랜식 교수는 “전기자동차 시장의 급속한 성장과 리튬이온전지 기술 발전은 기후변화의 게임 체인저”라며 “리튬이온전지의 가격 변화 추적은 기술 흐름뿐 아니라 기후변화 정책을 세우는 데 참고할 수 있다”고 말했다. 

가령 한국은 2022년 전기차와 수소차 판매 비중을 전체 자동차 판매의 10%로 끌어올리고, 2025년에는 리튬이온전지의 에너지 밀도를 50% 이상 개선해 단가를 낮추는 등 핵심 부품의 가격을 내려 전기차 가격을 내연기관차 수준으로 내리겠다는 계획을 세웠다. 

트랜식 교수는 “리튬이온전지 가격을 분석하고 이를 통해 미래를 예측하는 일은 전기자동차 확대를 포함해 기후변화 정책에도 큰 영향을 미칠 것”이라고 말했다. 
 

[이현경 기자 uneasy75@donga.com]