전망 밝은 ESS… 고질병 '안전성' 확보는 어떻게

[머니S리포트 美·中에 치이는 K-배터리] ③ 전기차 수요 부진 속 대안으로 부상

[편집자주] 국내 배터리 업체들이 미국과 중국의 자국 우선주의에 긴장하고 있다. 미국이 전기차 전환 속도를 늦추면서 대규모 투자를 단행한 국내 업체들은 난감하다. 중국 업체들이 선점한 리튬인산철(LFP) 배터리를 양산하는 것도 아직은 먼 이야기다. 한국 업체들은 글로벌 영향력을 확대하기 위해 망간 활용 제품 개발과 에너지저장장치(ESS)용 제품 확대에 나섰으나 처한 상황이 여의치 않다. 전기차 수요가 줄 것으로 예고된 가운데 국내 배터리 업체들의 위기 극복 행보를 짚어봤다.

에너지저장장치(ESS) 시장이 성장할 전망이다. 사진은 삼성SDI 배터리가 탑재된 美 캘리포니아 지역의 ESS 시설. /사진=머니투데이DB

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▶글 쓰는 순서
①'태세 전환' 美에 K-배터리 난감… LFP 사업화도 '하세월'
②"배터리 가격·성능 모두 잡아야"… 해법 떠오른 망간 활용
③전망 밝은 ESS… 고질병 '안전성' 확보는 어떻게

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전기차 시장이 캐즘(대중화 전 일시적 수요 정체기)에 진입하면서 에너지저장장치(ESS) 성장 가능성이 주목된다. 전기차 배터리 시장이 성숙기에 진입하기 전까지 ESS가 국내 배터리와 배터리 소재 기업에 대안이 될 것이란 관측이다. 정부는 화재에 취약한 ESS의 문제점을 보완하기 위해 안전성 확보에 열을 올리고 있다.

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친환경 바람에 ESS 시장 확대 예상

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글로벌 탄소중립 기조에 따라 친환경 및 재생에너지 발전이 확대되면서 이를 저장할 수 있는 ESS 수요가 확대되고 있다. SNE리서치가 발행한 'Global ESS 시장 전망' 보고서에 따르면 올해 리튬이온2차전지(LIB) ESS 시장 규모는 235기가와트시(GWh)에 달할 전망이다. 지난해 185GWh와 비교해 27% 늘어난 규모다.

금액 기준으로는 지난해보다 14% 증가한 400억달러(약 53조원)를 돌파할 것으로 예상된다. SNE리서치는 ESS 시장이 연평균 10.8%의 성장세를 보여 2035년에는 618GWh까지 확대될 것으로 내다봤다. 금액으로 환산하면 800억달러(약 106조원)에 달한다.

ESS 시장 성장에 발맞춰 국내 배터리 기업들도 시장 선점에 나섰다. LG에너지솔루션은 검증된 생산능력과 차별화된 ESS 기술 경쟁력을 바탕으로 5년 내 ESS 사업 부문의 매출을 3배 이상 성장시키겠다는 방침이다. 지난해 초 3조원 규모의 애리조나 신규 ESS용 LFP 배터리 생산공장 투자를 결정한 바 있다. 양산 목표 시점은 2026년이다.

삼성SDI는 에너지 밀도와 안전성을 강화한 'SBB'(삼성 배터리 박스)를 통해 ESS 수요에 대응하고 있다. SBB는 ESS 내부 배터리 셀과 모듈 등을 하나로 구성한 제품으로, 하이니켈·코발트·알루미늄(NCA) 양극재가 적용돼 기존 배터리보다 용량이 30% 이상 향상됐다. 삼성SDI는 2026년 양산을 목표로 ESS용 LFP 배터리를 개발하고 있다.

SK온은 북미 ESS업체 'IHI 테라선 솔루션'과 신재생에너지 연계용 ESS 사업에 집중하고 있다. 미국 현지에 ESS배터리 전용 공장을 신설하는 방안을 검토 중이다. SK온은 2025년까지 220GWh 이상의 연간 생산능력을 확보하겠다는 구상이다.

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핵심은 '안정성'… 화재 가능성은 고질적인 문제

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ESS 시장을 넓히기 위해선 안전 문제를 우선 해결해야 한다. ESS 설비 특성상 건물 안에 설치하는 비중이 늘면서 화재 조기 진압 실패 시 건물 전체로 피해가 확산된다. 명확한 원인 규명도 힘들어 화재가 발생하지 않도록 하는 게 중요하다.

소방청에 따르면 2022년 한 해 동안 ESS 화재 9건이 일어나 448억원의 재산 피해가 발생했다. 전년(13억6500만원) 대비 32배 증가했으며 역대 최고 피해액(2018년 205억원)을 경신했다.

ESS에 대한 불안감은 관련 시장 축소로 이어질 수 있어 정부가 대응책 마련에 골몰하고 있다. 정부는 ESS 분야를 고부가가치 신사업으로 육성하기 위해 산업 기반을 조성할 방침이다. 안전관리 체계를 정비하고 전주기 안전관리 시스템을 구축할 예정이다.

현재는 2차전지 화재안전성검증센터를 운영하며 대용량 ESS 화재안전성 관련 기술 개발을 추진하고 있다. 올해부터는 수냉식 및 화재확산 방지기술을 적용한 ESS 패키징 기술을 연구한다. 2025년까지 471억원을 투입해 신재생에너지와 연계한 ESS 안전성평가센터를 구축하고 화재 예방을 위한 국내 안전기준을 개발·실증할 방침이다. 디지털 트윈방식을 활용한 ESS 운영 데이터를 모니터링해 화재 발생을 예측하는 분석시스템도 고도화한다.

업계 관계자는 "한국은 세계 4위 수준의 ESS 설비 규모를 갖췄다"며 "풍부한 ESS 설치 경험과 전문성을 보유하고 있어 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖춘 것으로 평가된다"고 말했다. 미래 시장 대응 방안에 대해서는 "민간 투자 활성화를 통해 기술을 선점하고 화재로 인한 부정적 인식을 잠재우기 위해 안전성을 높이는 쪽으로 사업을 추진해야 한다"고 밝혔다.

최유빈 기자 langsam41@mt.co.kr