"LFP 다음은 소듐"…LG엔솔, 차세대 ESS 배터리 사업화 속도

오창서 파일럿 라인 구축 완료…내년 상반기 고객사 샘플 테스트
원가 경쟁력 높고 저온 충전 용이…삼성SDI·SK온도 ESS용 개발중

(서울=뉴스1) 김성식 기자 = LG에너지솔루션(373220)이 차세대 배터리로 꼽히는 소듐 이온 배터리 사업화에 속도를 내고 있다. 국내 생산 기반을 마련하고 북미 에너지저장장치(ESS) 고객사를 대상으로 샘플 테스트를 추진하면서 시장 진입을 준비하는 모습이다.

삼성SDI(006400)와 SK온도 ESS용 소듐 전지 개발에 나선 데다 정부도 지원 의지를 밝히면서 국내 소듐 전지 생태계 구축에도 탄력이 붙을 전망이다.

LG엔솔, 오창 생산 기반 마련…북미 ESS 고객사 검증 추진

13일 배터리 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 오창 에너지플랜트에 소듐 전지 파일럿 라인을 구축하고 차량용 12V·24V 배터리 실차 테스트를 진행하고 있다. 내년 상반기까지 북미 고객사를 대상으로 30MWh 규모의 ESS용 소듐 전지 샘플 테스트도 추진할 예정이다.

소듐 이온 배터리는 기존 리튬 대신 나트륨 이온이 양극과 음극 사이를 이동하며 전기를 저장하고 방출하는 이차전지다. 생산 단가가 낮고 열·화학적 안전성이 높다. 또한 영하 40도의 저온 환경에서도 충전량을 90% 이상 유지할 수 있다. 주원료인 나트륨은 지각 내 매장량이 기존 리튬 이온 배터리의 주성분인 리튬 대비 1200배 많다. 바닷물에서도 추출할 수 있어 특정 국가에 대한 원소재 의존성을 낮출 수 있다.

LG에너지솔루션은 지난해 3월 국내 최대 규모 배터리 전시회 인터배터리에서 소듐 전지 개발 로드맵을 공개한 뒤 실물 셀 공개와 고객 검증, 생산 준비를 이어가고 있다. 자동차 전장용 배터리와 무정전전원장치(UPS), ESS 등에 우선 적용하고 향후 에너지밀도를 높여 보급형 전기차 시장까지 확대한다는 구상이다.

상용화 시기는 2027년이 목표다. 내년 글로벌 고객사 대상 제품 검증을 진행하고 이후 본격적인 대규모 양산에 들어갈 예정이다. 국내 소재 업체들과 협력해 소재 국산화도 추진한다. 원료가 풍부하더라도 실제 공급 경쟁력으로 연결하려면 배터리용 소재를 안정적으로 생산·조달할 체계를 갖추는 것이 중요하기 때문이다.

LG에너지솔루션 관계자는 "과거 리튬·인산철(LFP) 배터리 시장에서는 중국 업체들이 먼저 규모의 경제를 확보하며 시장을 선점했지만 소듐 전지는 아직 초기 단계인 만큼 기술과 공급망을 선제적으로 확보한 기업이 향후 글로벌 주도권을 가져갈 가능성이 높다"며 "국내에서 가장 먼저 소듐 전지 로드맵을 공개하고 고객 검증과 생산 준비를 추진해 온 만큼 차세대 시장에서도 의미 있는 성과를 내겠다"고 말했다.

충북 청주 소재 LG에너지솔루션 오창 에너지플랜트 전경.(자료사진. LG에너지솔루션 제공)

삼성SDI·SK온도 ESS 시장 겨냥…정부 지원에 생태계 확대 기대

삼성SDI도 ESS용 소듐 이온 배터리를 개발하고 있다. 앞서 지난 7월 열린 올해 2분기 실적발표 콘퍼런스콜에서 자체 기술을 접목한 AI 데이터센터용 UPS와 전력용 ESS 제품을 개발하고 있다고 밝혔다. 양산 계획은 향후 구체화한다는 방침으로 업계에선 내년 중에 관련 계획이 공개될 것으로 보고 있다.

SK온은 ESS용 소듐 이온 배터리의 2027년 내 시제품 개발 완료와 2028년 상용화를 목표로 하고 있다. 리튬인산철(LFP) 배터리와 바나듐이온 배터리(VIB)에 이어 소듐 이온 배터리까지 ESS 제품군을 확대한다는 전략이다. 전기차용 소듐 이온 배터리는 아직 검토 단계에 있다.

소듐 전지가 우선 겨냥하는 시장은 ESS다. 소듐 전지는 상대적으로 에너지밀도가 낮아 같은 양의 전기를 저장하려면 배터리가 더 크고 무거워질 수 있다. 이는 제한된 차체 공간에서 주행거리를 확보해야 하는 전기차에는 부담이지만, 고정된 장소에 설치하는 ESS에서는 상대적으로 부피와 공간의 제약이 덜하다. 풍부한 나트륨 자원을 활용한 원가 절감 잠재력과 저온 성능을 앞세울 수 있다는 점도 강점이다.

정부도 소듐 전지 육성을 지원할 방침이다. 김성환 기후에너지환경부 장관은 지난 7일 열린 'K-GX(녹색대전환)' 행사에서 나트륨 배터리 시장을 언급하며 "이 분야에서만큼은 우리가 세계적 경쟁력을 가질 수 있도록 적극적으로 지원할 것"이라고 밝혔다. 이형일 경제부총리는 글로벌 2위 수준의 국내 배터리 산업 경쟁력을 바탕으로 2030년까지 전고체전지와 소듐 전지 등 차세대 배터리를 상용화해 2035년 차세대 배터리 시장 1위를 달성하겠다고 약속했다.

다만 중국 업체가 소듐 전지에서 앞서 있는 상황은 국내 배터리 업계가 직면한 과제로 꼽힌다. 글로벌 배터리 1위 회사인 중국 CATL은 지난 6월 소듐 이온 ESS 제품 '테너 소듐'을 공개하며 양산 라인 가동 준비를 마쳤다고 밝혔다. 당시 CATL은 고객 인도를 올해 9월 시작해 연말까지 누적 1GWh를 출하하고, 해외 인도는 내년 6월 개시한다는 청사진을 제시했다.

seongskim@news1.kr