[르포] 광양 포스코그룹 이차전지 소재 콤플렉스, 어디까지 살펴봤니

포스코퓨처엠·포스코필바라리튬솔루션·포스코HY클린메탈, '율촌산단' 집결
양극재·수산화리튬 생산, 폐배터리 리사이클링 한 곳에서 수행

포스코그룹이 이차전지 소재 콤플렉스 구축에 박차를 가하고 있다. 사진은 왼쪽부터 시계 방향으로 포스코퓨처엠, 포스코필바라리튬솔루션, 포스코HY클린메탈. /사진=포스코퓨처엠 제공

장마가 한반도를 휩쓴 후 뜨거운 햇빛이 내리쬐던 지난 20일. 전남 광양 율촌산업단지에서는 포스코그룹의 이차전지 소재 콤플렉스 구축이 한창이었다. 배터리 소재인 양극재와 원소재인 수산화리튬 생산을 비롯해 폐배터리 리사이클링을 한 곳에서 이루겠다는 게 포스코그룹 구상이다.

이날 방문한 율촌산단 포스코그룹 이차전지 소재 콤플렉스는 원료부터 소재, 리사이클링으로 이어지는 이차전지 소재 밸류체인 경쟁력이 집약된 곳이다. 포스코퓨처엠이 양극재, 포스코필바라리튬솔루션이 양극재 원료로 쓰이는 수산화리튬을 생산하는 게 핵심이다. 포스코HY클린메탈은 블랙파우더(폐배터리·스크랩을 파쇄해 선별 채취한 검은색 분말)에서 니켈·코발트·탄산리튬 등을 추출한다.

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'세계 최대 규모' 포스코퓨처엠 광양공장, 스마트 기술 '총출동'

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포스코퓨처엠 양극재 광양공장 품질분석실에서 샘플 이송을 위해 캡슐을 보내는 회사 관계자. /사진=포스코퓨처엠 제공

지난해 11월 준공된 포스코퓨처엠 양극재 광양공장은 단일 공장 기준 세계 최대 규모(연산 9만톤)다. 부지만 축구경기장 약 23개 크기(약 16만5203㎡)에 달한다. 총 13개 라인을 운영 중인 공장은 니켈·코발트·망간(NCM), 니켈·코발트·알루미늄(NCA), 니켈·코발트·망간·알루미늄(NCMA) 등 다양한 양극재를 생산하는 데 여념이 없었다.

포스코퓨처엠 양극재 광양공장은 스마트 팩토리가 적용된 게 특징이다. 품질 유지를 위해 각 생산라인에서 샘플을 채취한 뒤 크기, 성분, 수분 등을 점검해야 하는데 품질분석실까지 무인운송수단(AGV)으로 배달된다. 분석도 컴퓨터를 통해 자동으로 진행된다. 특이사항이 있을 때만 작업자가 직접 분석한다는 게 회사 관계자 설명이다.

최욱 포스코퓨처엠 양극재생산부장은 "각 생산라인에서 채취된 샘플은 에어슈팅(공기 압력을 활용한 무인 이송 시스템)을 통해 1km 정도 떨어진 품질분석실까지 이송된다"며 "초당 5m 속도로 이동하기 때문에 빠른 시간 안에 샘플을 분석할 수 있다"고 했다. "문제가 발견되면 즉시 샘플을 보낸 곳에 알람이 떠 바로 조치할 수 있는 시스템을 구축했다"고 부연했다.

품질분석실을 살펴본 뒤 양극재 생산라인으로 자리를 옮겼다. 스코퓨처엠 양극재 광양공장은 1·2공장으로 나뉘는데 1공장은 폴란드향 NCM, 2공장은 미국향 NCMA·삼성SDI향 NCA를 생산한다. 내부 곳곳에는 CCTV가 설치돼 공정상 문제가 없는지 점검할 수 있다. 공장당 2000개 정도의 CCTV가 설치돼있다고 한다.

비교적 최근에 지어진 2공장에서는 양극재를 담는 내화용기인 '사가'(Sagger)를 교체하는 로봇도 볼 수 있었다. 사가는 리튬과의 반응으로 인해 60일 이상 사용할 수 없어 주기적으로 교체해야 한다. 회사 관계자는 "회사 관계자는 "한 소성로에 2000개의 사가가 사용되고 2공장 내 총 18개로가 운영되고 있는 점을 감안하면 로봇 사용을 통해 불필요한 인력 낭비를 막을 수 있다"며 "로봇을 이용하지 않으면 9명이 24시간 동안 쉼 없이 일해야 사가를 모두 교체할 수 있다"고 설명했다.

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수산화리튬 생산에 폐배터리 리사이클링까지

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사업 현황과 공정 기술력 등을 소개하는 이복형 포스코필바라리튬솔루션 경영기획실장. /사진=포스코퓨처엠 제공

포스코퓨처엠 양극재 공장 옆에는 포스코필바라리튬솔루션 공장이 지어지고 있다. 오는 10월부터 순차적으로 램프업(Ramp-up·생산 증대) 예정인 포스코필바라리튬솔루션 공장은 양극재 원소재인 수산화리튬을 생산할 예정이다. 생산능력은 1·2공장 합쳐 4만3000톤이다. 포스코퓨처엠 양극재 광양공장이 연간 9만톤의 양극재를 생산하는 데 필요한 수산화리튬(약 4만1000톤) 전량을 내재화할 수 있는 규모다. 리스크 분산을 위해 1공장은 상용 공정, 2공장은 포스코형 공정을 통해 제품을 생산할 방침이다.

이복형 포스코필바라리튬솔루션 경영기획실장은 "상용 공정은 황산리튬 용액을 가성화해 수산화리튬으로 전환하는 방식이고 포스코형 공정은 전기투석을 통해 수산화리튬을 생산하는 방식"이라며 "수산화리튬을 추출하는 방식은 이 두 방식뿐인데 추후 경영환경 변화를 고려해 두 방식을 모두 채용하기로 했다"고 말했다. "두 공정에서 만든 제품의 품질은 거의 동일하다"고 덧붙였다.

인근에는 포스코HY클린메탈도 위치했다. 연간 1만2000톤의 블랙파우더에서 니켈 2500톤, 코발트 800톤, 탄산리튬 2500톤을 추출해 포스코퓨처엠 양극재 광양공장에 공급할 방침이다. 포스코HY클린메탈은 지난 5월24일 탄산리튬과 황산니켈 제품 생산을 시작했으며 오는 9월 품질인증을 받고 11월부터 정상조업할 계획이다.

김지훈 포스코HY클린메탈 마케팅팀장은 "리사이클링 관련 전 공정과 기술을 보유했고 경쟁사보다 회수율이 높은 게 장점"이라며 "세계 최초로 전 공정 자동화 시스템을 도입하기도 했다"고 밝혔다. "오는 2030년 유럽, 북미 등 주요 시장에 진출해 생산능력을 키워나갈 것"이라며 "포스코그룹의 이차전지 소재 풀 밸류체인을 완성하는 동시에 친환경성을 담보하는 핵심 역할을 수행하겠다"고 강조했다.

광양(전남)=김동욱 기자 ase846@mt.co.kr
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