LG엔솔, 오픈AI 잡고 ESS 선점…삼성·SK도 ‘가속페달’

전기차 시장 대응에 부진을 겪는 우리나라 배터리 업계가 돌파구로 북미 에너지저장장치(ESS) 수요 확보에 속도를 내고 있다. LG에너지솔루션이 오픈AI 프로젝트와 연계된 초대형 계약으로 시장 선점에 나선 가운데, 삼성SDI와 SK온도 라인 전환과 독자 브랜드 출범을 통해 사업 가속화에 시동을 걸었다.

LG에너지솔루션 전력망 ESS 제품 / LG에너지솔루션

30일 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 최근 미국 미시간주 최대 종합 에너지 기업인 DTE에너지와 총 6기가와트시(GWh) 규모의 ESS 배터리 공급 계약을 체결했다. 총 계약 규모는 16억달러(약 2조4000억원)이며 공급 기간은 약 2년이다.

미국 미시간주 디트로이트에 본사를 둔 DTE에너지는 미시간주 내 약 230만가구의 전력 고객과 130만가구의 천연가스 고객을 보유한 대형 유틸리티 기업이다. DTE에너지는 이번 계약을 통해 오라클이 신설하는 인공지능(AI) 데이터센터 프로젝트를 포함한 8개의 핵심 전력망 구축 사업을 진행한다. 이 배터리는 오픈AI 데이터센터에 활용될 예정이다.

이번 공급 제품은 지난해 6월 북미 최초로 대규모 ESS용 리튬인산철(LFP) 배터리 양산을 시작한 미시간 홀랜드 공장에서 생산된다. 파우치 배터리는 외장재 특성상 화재나 가스 배출에 취약하다는 단점이 있으나, 높은 에너지 밀도와 폼팩터 유연성을 갖춰 현지 공급 경쟁력을 높였다.

LG에너지솔루션은 현재 북미에 총 5개의 ESS 생산 거점을 가동 및 구축 중이다. 자회사 버테크를 통해 시스템통합(SI) 솔루션까지 제공한다. 올해 말까지 글로벌 ESS 생산 능력을 60GWh 이상으로 확대하고 이 중 80% 이상인 50GWh를 북미에 집중 배치해 미국 세액공제 요건 및 탈중국 수요에 대응할 계획이다.

삼성SDI의 미국 생산 ESS용 배터리 / 삼성SDI

삼성SDI는 전력용 ESS 등 전방 시장 수요 회복에 힘입어 올해 1분기 영업손실을 큰 폭으로 줄이고 당기순이익 흑자 전환에 성공했다.

삼성SDI는 미국의 금지외국기관(PFE) 규정에 대응해 공급망을 선제 구축했다. 현지 ESS 판매 확대로 첨단제조생산세액공제(AMPC) 수혜금이 늘어나며 배터리 부문 영업손실을 61% 축소했다. 회사는 지난해 12월 2조원 규모의 LFP ESS 다년 계약에 이어, 올해 1월에는 테슬라로 추정되는 미공개 고객사와 공급 계약을 맺었다.

또한 스텔란티스 인디애나주 합작법인 '스타플러스에너지(SPE)'의 총 4개 라인 중 3기를 ESS 용도로 전환하고 있다. 2025년 3분기 1기 라인을 삼원계 ESS 전용 라인으로 전환한 데 이어, 현재는 또 다른 라인을 LFP 기반 ESS 라인으로 바꾸며 북미 내 높아지는 수요에 대응하는 중이다.

삼성SDI는 주력 폼팩터인 각형의 안전성과 공간 효율성을 바탕으로 배터리 단위 공급에 집중하고 있다. 2025년 말 출시한 삼성배터리박스(SBB) 2.0을 바탕으로 올해 ESS 매출을 지난해보다 50% 이상 성장시킬 계획이다. 또 미국 내 AI 데이터센터 확대에 따른 현지 양산 및 판매도 늘릴 방침이다.

SK온의 미국 법인 SK배터리아메리카 공장 전경 / SK이노베이션

SK온은 국내외 ESS 수요 급증에 맞춰 사업 매출 내 ESS 비중 확대와 시설 투자에 나서고 있다. 2월 치러진 1조원 규모의 제2차 ESS 중앙계약시장 입찰에서 전체 물량의 절반 이상을 따냈으며, 이에 대응해 충남 서산 공장에 587억원을 투자해 연간 3GWh 규모의 ESS LFP 배터리 생산 시설을 구축 중이다.

북미 시장 공략을 위한 재무 구조 개선도 마쳤다. SK온은 미국 포드와 설립한 배터리 합작법인 '블루오벌SK'의 구조 개편을 마무리하고 테네시 공장을 단독 법인 'SK온 테네시'로 전환해 21일 단독 운영을 시작했다. 이를 통해 약 5조4000억원 규모의 차입금 부담을 줄이고 이자 비용 등을 절감하게 됐다.

SK온 관계자는 "합작법인 체제 재편으로 재무 구조를 강화하고 미국 내 생산 운영의 효율성을 높이게 됐다"며 "새롭게 확보한 단독 생산 거점을 바탕으로 북미 시장 변화에 적극 대응하겠다"고 말했다.

차세대 ESS 통합 솔루션 브랜드 '그리드온(GRIDON)'도 최근 론칭하고 특허청에 상표를 출원했다. 그리드온은 에너지 밀도를 높인 2세대 DC 블록을 적용해 배터리 컨테이너 수를 줄여 비용 경쟁력을 높였다. 전기화학 임피던스 분광법(EIS) 기반의 BMS와 액침 침지 기술을 도입해 안전성을 극대화했다.

SK온은 독자 생산 거점과 그리드온의 안전성을 바탕으로 올해 글로벌 ESS 시장에서 20GWh 이상의 수주를 목표로 하고 있다. 현재 미국 고객사들과 총 10GWh 이상의 ESS 공급 계약을 논의 중인 것으로 알려졌다.

이광영 기자
gwang0e@chosunbiz.com