“2035년 나트륨 18%·전고체 5%…‘리튬이온 독주’에 균열 전망”

NH투자증권 보고서

[이데일리 박순엽 기자] 리튬이온배터리(LIB)의 에너지밀도 개선이 한계에 가까워지면서 차세대 전지 상용화가 눈앞으로 다가왔다. 증권가에선 나트륨전지(NIB)와 전고체전지(ASB)가 리튬이온을 완전히 대체하기는 어렵지만, 시장 점유율을 잠식하며 배터리 산업의 폼팩터(제품 형태) 지형을 바꿀 것이라고 진단했다.

주민우 NH투자증권 연구원은 24일 보고서에서 2035년 기준 전지 시장 점유율을 나트륨전지 18%, 전고체전지 5%로 추정했다. 핵심은 어느 한 기술이 ‘승자독식’하는 게 아니라, 용도별로 최적화된 배터리가 공존하는 방향으로 시장이 전개된다는 점이다.

(표=NH투자증권)

보고서는 나트륨전지를 “LIB와 구조는 비슷하지만 리튬 대신 나트륨 이온이 이동하는 전지”로 정의하며, 에너지밀도 열위라는 약점에도 △화학 반응성이 낮아 안전성이 높고 △저온 특성이 우수하며 △무엇보다 가격 경쟁력이 크다는 점에 주목했다.

현재 셀 기준 제조 비용은 kWh당 80달러로 추정되지만, 2030년 kWh당 40달러, 2045년 kWh당 30달러까지 내려갈 수 있다고 봤다. 이 경우 LFP 대비 ‘절반 수준’까지도 가능하다는 계산이다.

침투 시장은 명확히 선을 그었다. 나트륨전지는 낮은 에너지밀도 탓에 고사양 전기차를 대체하기보다는 ESS, 2만달러 내외 저가 전기차, 납축전지 대체 영역에서 수요를 만들 것으로 전망했다. CATL이 2026년 전기차·ESS에 나트륨전지의 대규모 적용 계획을 밝힌 점도 ‘시장 개화’ 신호로 제시했다.

전고체전지는 ‘기술적으로는 가장 매력적이지만, 가격이 관건’이라는 평가다. 액체 전해액을 고체 전해질로 바꿔 안전성을 높이고, 구조 혁신을 통해 에너지밀도를 끌어올릴 수 있다는 장점이 있다.

주 연구원은 황화물계 전고체 기준 에너지밀도를 kg당 500Wh, L당 900Wh 수준으로 제시하며 기존 하이니켈계 대비 50% 이상 높을 수 있다고 봤다. 다만 계면저항, 원소재 가격, 규모의 경제 미흡으로 상용화 이후에도 대중화까지 시간이 필요하다고 짚었다.

특히 전고체의 최대 병목으로 황화리튬(Li₂S) 가격을 지목했다. 황화리튬 가격이 kg당 700달러 수준일 때 전고체 셀 가격이 리튬이온 대비 크게 비싸지만, kg당 100달러까지 내려가면 가격 프리미엄이 크게 축소될 수 있다는 논리다. 즉, 전고체 대중화는 결국 황화리튬 저가화 속도에 달렸다는 결론이다.

주 연구원이 제시한 투자전략은 배터리 폼팩터 다변화에 적기에 대응할 수 있는 기업으로 요약된다. 셀 업체 중에선 LG에너지솔루션(373220)이 나트륨(UPS·납축 대체)과 전고체(로봇·EV) 양산 로드맵을 함께 보유해 ‘대응 능력’이 가장 높다고 평가했고, 삼성SDI(006400)는 전고체 중심의 특화 전략이 예상된다고 덧붙였다.

소재·부품 쪽에선 기존에 없던 신규 소재(황화리튬·고체전해질·하드카본) 공급사(이수스페셜티케미칼, 애경케미칼(161000))와 양·음극 집전체가 알루미늄으로 확대될수록 수요가 늘 수 있는 알루미늄박 관련 업체들을 수혜 후보로 제시했다.

박순엽 (soon@edaily.co.kr)