천쉐완 陳雪婉 루위퉁 盧羽桐 뤄궈핑 羅國平 <차이신주간> 기자

▲ 중국 푸젠성 진장에 있는 퉁린 리튬이온 에너지저장시설. 이 시설의 에너지시스템 통합 작업을 맡은 CATL은 에너지저장용 배터리 분야에서도 선두에 있다. CATL 누리집

“모두 생산능력을 확장하고 있다. 가만히 있으면 시장을 다른 기업에 빼앗길 것이다.” 에너지저장 분야 애널리스트는 2022년 배터리 제조사의 생산능력 확장 열풍을 이렇게 설명했다. 에너지저장용 배터리 공급이 부족하고 시장 잠재력이 크기 때문에 배터리 제조사가 서둘러 에너지저장 분야에 진출했다. 배터리 업계에서는 ‘전기자동차 배터리 중심, 에너지저장장치 보조’의 산업구조가 나타났다.
에너지저장장치의 대규모, 고성장 가능성도 배터리 제조사가 진입을 결정한 요인이다. 업계 관계자는 “신에너지자동차는 교통운수업에 그치지만 에너지저장은 다른 공업과 건축업 등 여러 분야와 연계되고 전기를 사용하는 모든 분야가 잠재고객이 될 수 있다”고 말했다. “전기차에 사용하는 구동용 배터리 제조사가 에너지저장 분야에 진출하려면 새로운 시장을 개척하는 것과 같다.

앞서가는 CATL
가오궁(高工)산업연구원 자료에 따르면 2021년 중국 에너지저장장치용 배터리 출하량이 29GWh로 2020년보다 4배 늘었다. 중신건설투자증권은 2026년 중국 에너지저장 시장이 약 170GWh, 국외 에너지저장 시장은 524.5GWh까지 성장할 수 있다고 예측했다. 배터리 분야 선두업체 CATL(寧德時代)은 2022년 5월 초, 에너지저장 시장 규모가 장기적으로 보면 1천~2천GWh에 이를 것이라고 내다봤다.
에너지저장용 배터리 분야에서도 CATL이 선두를 지키고 있다. 중관춘에너지저장산업기술연맹 통계를 보면 CATL의 2021년 에너지저장용 배터리 출하량이 18GWh에 이른다. 펑후이에너지(鵬輝能源, Great Power)와 BYD(比亞迪), 이브에너지가 뒤를 이었지만 개별 출하량이 9GWh 미만이었다.
에너지저장 분야 애널리스트는 “안전성이 배터리를 선택하는 가장 중요한 요소”라고 말했다. CATL 배터리는 품질이 뛰어나고 사후관리도 편리하다. CATL 제품을 사용하면 보험사와 은행 대출 요건을 맞추기도 쉽다. CATL은 2021년 10월 신에너지차와 배터리, 관련 보험제품 판매를 촉진하기 위해 중국인민보험(中國人保)과 협력계약을 체결했다.
CATL은 현재 30㎿/108㎿h 규모의 진장 에너지저장소 1기 시범사업과 화뎬다퉁(華電大同) 300㎿/600㎿h 에너지저장 사업 등 푸젠성의 전력망 대형 에너지저장 시범사업에 참여하고 있다. 또 국가전망, 남방전망, 화넝그룹, 다탕그룹(大唐集團), 궈터우전력(國投電力, SDIC Power)을 포함한 발전회사와 업무협력으로 투자를 늘렸다. CATL은 캐나디안솔라(Canadian Solar), 진코솔라(Jinko Solar, 晶科能源)와 협력계약을 체결하고 ‘태양광발전+에너지저장’ 일체화를 추진했다.
중국 배터리 제조사 에너지저장 사업 책임자는 “에너지저장 사업에서 배터리는 비용이 가장 많이 드는 핵심 부품”이라고 말했다. 또 자산투자 규모가 큰 분야라서 투자금액이 많고 회수기간도 길다. 발전회사가 배터리 제조사와 협력하는 목적은 안정적 공급을 확보하고 구매가격을 시장가격보다 낮게 통제하려는 것이다. “에너지저장용 배터리 업계는 현재 성장 초기여서 사업 방법을 탐색하고 있다. 발전회사와 협력하는 것도 한 가지 선택지다. 에너지저장소 수는 최종 수요와 비용 등 여러 요소를 고려해 결정한다. 에너지저장소 건설이 배터리 수요에 불확실성을 가져올 수 있다.”
CATL 관계자는 “에너지저장 사업의 경제성이 나아지면 전력계통에 연결하기 위해 어쩔 수 없이 낮은 가격을 제시한 업체를 선정해 에너지저장장치를 설치하는 상황이 바뀌게 된다. 안정성이 높고 수명이 긴 배터리 제품이 경쟁력을 앞세워 더 비싼 가격에 팔릴 것”이라고 말했다.
전기화학적 에너지저장 산업의 가치사슬은 상단의 설비 제조사와 중간의 시스템통합 업체, 하단의 응용업체로 구성된다. 업계 애널리스트는 “에너지저장소를 짓기 위해 응용업체가 입찰 공고를 내면 시스템통합 업체가 입찰에 참여하고 배터리 제조사는 시스템통합 업체에 배터리를 공급한다”고 말했다. 전력회사와 배터리 제조사의 협력계약은 보통 협력사의 배터리 제품을 반드시 사용해야 한다고 규정한다. 시스템통합 업체도 해당 배터리 제조사와 장기구매 계약을 맺고 일정 기간 필요한 배터리를 확보한다.

▲ 2020년 10월 서울 강남구 코엑스에서 열린 배터리산업 전시회 ‘인터배터리 2020’을 찾은 관람객들이 LG화학 홍보관을 둘러보고 있다. LG화학에서 분사한 LG에너지솔루션은 에너지저장 분야에 진출하기 위해 2023년 10월부터 리튬인산철배터리를 생산할 계획이다. 연합뉴스

LG에너지솔루션의 추격
원재료 가격 상승은 2022년 에너지저장 사업 증가율이 둔화한 주요 이유다. 국가전망 산하 잉다증권(英大證券)이 2022년 3월 발표한 연구보고서는 “에너지저장시스템의 전체 비용에서 배터리가 50% 넘게 차지하는데 원재료 가격이 올라 원가 부담이 커졌다”고 지적했다. 보고서는 리튬 가격이 앞으로 1년 동안 높은 수준을 유지할 것으로 보여 에너지저장용 배터리 생산원가가 15~30% 오르고 에너지저장시스템 낙찰가가 상승할 것으로 전망했다.
가오궁산업연구원 통계에 따르면 2022년 1분기 배터리 가격이 2021년보다 15~20% 올랐다. 에너지저장시스템 낙찰가는 2021년 말 1.5위안/Wh에서 1.7~2위안/Wh로 상승했다. CATL 관계자는 “원재료 가격 상승으로 사업의 경제성이 떨어져 일부 사업을 연기했다”며 “배터리 가격이 안정될 때까지 연기될 것”이라고 말했다. 2분기에는 배터리 공급 부족이 어느 정도 해소됐다.
에너지저장용 배터리의 유형에 대해 국가에너지국은 2022년 6월 발표를 통해 중대형 전기화학적 에너지저장소의 삼원계 리튬배터리와 NAS(나트륨-유황) 배터리 사용을 금지했다. 폐배터리 재활용도 적합하지 않다고 지적했다. 폐배터리를 재활용한다면 일관된 기준에 따라 선별하고 출처를 추적해 안전성을 평가해야 한다. 시장에서는 에너지저장 기술의 노선이 더욱 명확해져 리튬인산철배터리가 주류가 될 것으로 관측했다. 삼원계 배터리는 안정성이 떨어지고 생산원가가 높아 에너지저장 사업에서 보기 힘들어졌다.
2022년 7월12일 남방전망에서 에너지저장 사업을 전담하는 남방전망과학기술(南網科技)이 2022~2024년 에너지저장소에 필요한 배터리 구매를 위한 공개입찰을 진행했다. 회사는 모두 5.56GWh 규모의 리튬인산철배터리를 구매할 방침이라고 밝혔다. 이는 2022년 중국에서 진행된 최대 규모의 에너지저장소 배터리 구매 입찰이었다.
유럽과 미국은 중국보다 전기요금이 비싸고 에너지저장 산업을 시장이 주도하는 편이다. 배터리 제조사 책임자들에 따르면 미국과 유럽 시장의 배터리 판매가격이 더 비싸 많은 중국 기업들은 이익률이 높은 국외시장에 진출하길 원한다. 하지만 이런 기업도 중국 국내 사업을 최소 50% 이상 유지한다. 배터리 산업은 결국 규모의 효과를 추구하고 국외 수요는 분산돼 있기 때문이다.
유럽과 미국 시장은 배터리 분야 선두 기업의 성장에 더욱 유리하다. 궈진증권(國金證券)에 따르면 중국 에너지저장 분야를 발전기업이 주도하는 것과 달리, 미국에선 투자금이 대부분 은행에서 나온다. 은행은 기업의 규모와 재무 상황, 미국 본토에서 성공한 사례 등을 바탕으로 대출 여부를 결정한다. 이렇게 문턱이 높아 모든 기업이 미국 시장에 진출할 수는 없다. CATL은 2021년 에너지저장용 배터리의 80%를 유럽과 미국 시장에 판매했다. 미국 최대 에너지저장용 배터리 공급업체였다.
LG에너지솔루션을 비롯한 한국과 일본 기업은 삼원계 배터리 중심이어서 안정성이 떨어진다. 실제로 발전소 안전사고가 몇 차례 일어났다. CATL은 더 안전한 리튬인산철배터리를 공급해 시장점유율을 역전할 수 있었다. 2022년 5월 LG에너지솔루션은 에너지저장 분야에 진출하기 위해 2023년 10월부터 리튬인산철배터리를 생산할 계획이라고 밝혔다.
업계 애널리스트에 따르면 에너지저장용 배터리 생산공장을 건설하는 데 1년~1년6개월이 걸린다. 이미 계획된 배터리 생산능력 확장 규모가 시장에서 예측하는 향후 수요를 넘어섰다. 또 시장에서는 소듐이온배터리나 바나듐플로배터리 등 다른 에너지저장 기술도 개발하고 있다.
신형 에너지저장 시장은 성장 가능성이 크다. 그래서 자본시장의 투자 의지는 확고하지만 성장주기가 명확하지 않다. 시장의 관심은 소재와 고체배터리, 압축공기, 플라이휠 에너지저장장치(FESS) 분야의 신기술과 배터리 충전·교환 등의 기술혁신 기업에 집중됐다. 투지셴 CICC캐피털(中金資本運營有限公司) 부총경리는 “이 분야는 이미 투자가 활발하게 진행됐고 기업가치가 올라갔다”며 “하지만 거품이 생긴 정도는 아니어서 투자 기회가 있다”고 말했다.

▲ 2021년 9월14일 경북 상주시청에서 SK머티리얼즈와 지자체 관계자들이 참석한 가운데 상주 배터리 소재 공장을 건설하기 위한 투자협약식이 열렸다. SK머티리얼즈는 미국 ‘그룹14 테크로놀로지’와 합작해 배터리 소재 사업을 추진한다. 경북 상주시 제공

투자처를 찾아
2021년 3월 CICC캐피털은 전력판매 기업 GCL에너지(协鑫智慧能源)와 전략적 협력관계를 맺고 탄소중립기금을 조성했다. 이 기금은 리튬광산부터 양극재, 음극재, 배터리셀과 배터리, 충전설비, 신에너지차 부품, 충전운영서비스, 발전관리시스템, 에너지통합과 거래플랫폼, 탄소배출권 거래 등 리튬배터리 산업가치사슬 전체를 겨냥한다.
압축공기 에너지저장 분야에 집중한 중추궈넝(中儲國能)은 2022년 6월 칭화지주캐피털(華控基金)에서 프리 시리즈A 투자로 3억2천만위안(약 639억원)을 조달했고 25억위안의 기업가치를 인정받았다. 반년 안에 기업가치를 2배로 올릴 계획이다. 칭화지주캐피털은 2021년 7월 처음 중추궈넝에 투자했다.
다국적 회계법인 프라이스워터하우스쿠퍼스(PwC) 통계를 보면 2021년 배터리와 에너지저장 분야의 투자 건수가 175건, 공시 금액이 990억위안에 이른다. 2020년보다 각각 48%, 91% 늘었다. 투자액의 60%가 리튬배터리 생산에 들어갔다. 13%는 신에너지차 충전과 배터리 교환, 10%는 다른 배터리 분야로 향했다. 리튬배터리는 신에너지차와 에너지저장 둘 다에 쓰이기 때문에 투자액의 절반 넘게 차지했다.
2021년 배터리와 에너지저장 분야에 투자한 기관 가운데 사모펀드와 벤처캐피털이 가장 많았다. 이들은 전체 투자금의 47%를 차지했다. 국유기업 투자도 전년보다 20%포인트 늘어 비중이 29%로 뛰었다. 나머지는 사기업과 외국기업이었다.
지방 국유자산투자기관 관계자에 따르면 과학기술 분야와 달리 에너지 분야 투자는 지역 제한이 명확하지 않다. 베이징·상하이·광저우·선전 등 1선 대도시나 중국 경제의 양대 기관차인 창강·주강삼각주에 집중되지 않았다. 자연자원이 풍부하고 지방정부가 적극적으로 참여한 지역이 강세를 보였다. 물론 금융자본은 이익을 챙긴 뒤 빠지는 것이 목표다. 투자 이후 회사 운영에 참여하지 않고 일부는 중도에 지분을 양도한다. 고정수익이나 현금흐름이 있다면 상장사나 운영사가 그 지분을 인수하길 원한다.
에너지저장 관련 제품의 시장은 아직 성숙한 단계가 아니다. 여러 기술을 개발해 응용 분야의 수요에 부응해야 한다. 팡쥔 IGD캐피털 파트너는 “IDG캐피털이 2022년 1월 100억위안 규모의 탄소제로과학기술기금을 조성했고 고체배터리와 수소에너지저장 기술에 주목하고 있다”고 밝혔다. IDG캐피털은 지금까지 이너베뉴(EnerVenue), 웨이란신에너지(衛藍新能源), 치뎬에너지(奇點能源), 싱싱충전(星星充電) 등 에너지저장과 충전, 다른 기술 관련 혁신기업에 투자했다.
2021년 12월 신형 니켈수소배터리 기술을 개발하는 신생기업 이너베뉴가 ‘슐룸베르거(Schlumberger) 뉴에너지’와 IDG캐피털, 강화에너지(港華能源), 사우디아람코의 투자를 받았다. 에너지저장용 배터리를 개발하는 이 회사는 대학의 창업보육 사업으로 시작했다. 시제품을 출시했지만 아직은 초기 단계다.
2021년 11월 IDG캐피털은 고체배터리 분야 ‘유니콘’(기업가치 1조원 이상)인 웨이란신에너지의 시리즈C 투자에 참여했다. 기업가치가 150억위안에 이르는 웨이란신에너지는 하이브리드 고체전해질 리튬이온배터리와 고체 리튬배터리를 개발하는 기업이다. 2021년부터 지금까지 세 차례 샤오미, 화웨이하보투자(華爲哈勃投資), 웨이라이캐피털(蔚來資本), 베이징첨단제조업기지투자 등 10여 곳이 지분 투자에 참여했다. 현재 배터리 전해질은 액체다. 전해질이 고체인 배터리 기술을 개발하면 리튬배터리보다 용량이 크고 출력이 높은 배터리를 만들 수 있다.

▲ 2021년 9월 열린 중국 베이징국제과학기술박람회 행사장에 마련된 웨이란신에너지 홍보관. 이 회사는 고체전해질 리튬이온 배터리를 개발하고 있다. 웨이란신에너지 누리집

다른 소재 배터리
소듐이온배터리는 배터리 양극재에 쓰이는 리튬을 가격이 싼 나트륨(소듐)으로 대체한다. 나트륨은 자원이 풍부하고 가격도 싸지만 에너지밀도가 낮다. 배터리 원재료에 쓰이는 자원이 제한받자 CATL은 소듐배터리의 산업화를 추진했다. 2023년 기본적인 산업가치사슬을 형성할 계획이다.
2021년 1월 탄생한 소듐배터리 제조사 중나에너지(眾鈉能源)는 창업 초기부터 자금조달을 추진했다. 퉁웨이(同偉)창업과 장쑤민영투자지주, 비구이위안창업투자(碧桂園創投) 등 10여 곳에서 네 차례 투자를 받았다.
국유기업 투자자에 따르면 투자기관들은 망간 양극재, 실리콘 음극재, 유기소재 등 새로운 기술을 찾고 있다. 망간배터리는 에너지밀도와 수명 등에서 경쟁력이 낮지만 가격이 싸다. 이륜전동차 등에 적합하다. 실리콘 음극재는 차세대 신소재로 항속거리와 에너지밀도 등이 뛰어나다. 시장에서는 5년 안에 제품이 출시되고 10년 안에 양산될 것으로 전망한다.
2022년 5월 리튬실리콘배터리 소재 기업인 미국의 ‘그룹14 테크로놀로지’(Group14 Technologies)가 시리즈C 투자로 4억달러를 조달했다. 독일 완성차 제조사 포르셰가 주도했고, 중국 배터리 제조사 패러시스에너지(Farasis, 孚能科技)와 벤처투자사 ‘무어 스트래티직 벤처스’(Moore Strategic Ventures) 등 산업자본과 금융자본이 참여했다. 그룹14의 기술은 음극재로 (흑연 대신) 실리콘을 사용해 배터리 용량과 충전 속도를 개선한다.
운영 분야에는 배터리 충전과 교환, 전력관리 등의 다양한 기업이 섞여 있다. 원가를 낮추기 기다리는 이 시장은 투자가 경쟁적으로 진행되는 분야다. 2021년 10월 물류기업 GLP(普洛斯) 산하 인산캐피털(隱山資本)과 충전기술기업 YKC(雲快充)가 충전소 신사회기반시설기금을 조성했다. 충전시설 제조사 싱싱충전은 2020년 9월부터 지금까지 두 차례 자금을 조달했다. CICC캐피털과 힐하우스캐피털(高瓴資本), IDG캐피털 등 유명 투자기관들이 참여했다.

ⓒ 財新週刊 2022년 제30호
新型儲能熱潮
번역 유인영 위원