[비즈니스포스트] 중국이 리튬인산철(LFP) 배터리로 세계 시장을 장악한 가운데 이번엔 LFP배터리보다 가격은 더 낮으면서도 성능은 비슷한 나트륨 배터리로 시장 장악력을 더 끌어올릴 태세다.

세계 1위 배터리 제조사인 중국 CATL은 올해부터 전기차용 나트륨 배터리 공급을 본격 시작하며, 2위 제조사인 중국 BYD도 본격 양산에 나선다. 
 

그간 나트륨 배터리는 낮은 가격이라는 장점에도 성능과 제품 크기 문제로 전기차에 탑재하기는 어렵다는 시각이 지배적이었다.

하지만 중국이 기업들이 빠르게 기술력을 끌어올리며, 올해 나트륨 배터리 상용화 시대를 열 전망이다. 

K배터리 기업들은 중국 공세에 이제 막 LFP 배터리 생산라인을 구축하고 있는데, 중국이 나트륨 배터리로 한 번 더 앞서간다면 한국 배터리 산업은 속수무책으로 시장을 더 내줄 수밖에 없는 상황에 놓일 것이란 우려가 고조되고 있다. 

그나마 국내 배터리 기업 가운데 LG에너지솔루션이 유일하게 내년 나트륨 배터리 생산할 예정인데, K배터리가 중저가 시장에서 중국에 한 번 빼앗긴 시장을 되찾아오긴 어려울 것이란 관측이 나온다.

26일 관련 업계 취재를 종합하면 중국이 나트륨 배터리를 통해 세계 중저가 배터리 시장에서 독보적 지위를 차지할 것이라는 전망이 나온다.

나트륨 배터리는 LFP배터리보다 수명이 더 길고, 더 낮은 가격에 생산할 수 있다. LFP배터리의 최대 충전 횟수가 5천 회 수준인 데 비해 나트륨 배터리는 1만 회 이상 충전 가능하다.

고가의 리튬 대신 흔한 나트륨을 사용해 생산단가를 크게 낮출 수 있다.  

중국산 LFP배터리의 경우 생산단가는 킬로와트시(KWh) 당 50달러 수준으로 확인된다. 현재 중국이 생산하는 나트륨 배터리는 KWh당 80달러 수준이지만, 업계에서는 2030년 KWh당 40달러, 2045년엔 KWh당 30달러까지 내려갈 것으로 보고 있다. LFP배터리 가격의 절반 이하 수준으로 낮아질 수 있다는 것이다.

시장조사업체 포춘비즈니스인사이츠는 세계 나트륨 배터리 시장이 지난해 2조6068억 원에서 올해 3조1909억 원으로 커지고, 연간 15.49%씩 성장해 2034년에는 10조 원을 넘을 것으로 전망했다. 

그동안 나트륨 배터리는 전기차용으로 활용되기에는 한계가 있다는 분석이 지배적이었다. 기존 리튬계 배터리에 비해 부피가 크고, 에너지밀도가 낮아 고성능을 내기 어렵다고 판단했기 때문이다. 

하지만 중국이 나트륨 배터리 기술개발 속도를 올리며 상황이 달라지고 있다. CATL이 지난해 공개한 나트륨 배터리 ‘낙스트라’ 2세대 제품은 175와트시(Wh)/kg 수준의 에너지밀도를 보유한 것으로 확인됐다. 2024년 출시한 낙스트라 1세대(160Wh/kg)와 비교해 1년 만에 성능을 10% 가까이 개선한 것이다.

현재 널리 사용되는 LFP배터리의 에너지밀도가 180~220Wh/kg라는 점을 고려하면, 나트륨 배터리와 에너지밀도에서 차이가 거의 나지 않는 셈이다. CATL은 조만간 200Wh/kg 수준의 나트륨 배터리 출시도 예고했다.

극저온 성능도 나트륨 배터리가 LFP배터리에 앞서는 것으로 전해졌다. CATL 측에 따르면 나트륨 배터리는 영하 30도에서도 안정적 충전이 가능하며, 영하 40도의 환경에서도 전체 충전 용량의 90%를 유지할 수 있다. 겨울철 주행거리가 급감하는 기존 리튬계 배터리의 문제점을 해결할 수 있다는 것이다.

지난 1월30일 CATL은 올해 안에 나트륨 배터리가 탑재된 전기차가 출시될 것이라고 밝혔다. 첫 번째 적용 모델은 광저우자동차 산하 아이온(AION)의 ‘Y플러스’ 전기차가 될 것으로 추정된다. CATL은 또 전기차에 탑재되는 LFP배터리의 절반 가량을 나트륨 배터리로 대체하겠다는 목표도 제시했다.
 

세계 배터리 시장 2위인 중국 BYD도 2조 원이 넘는 자금을 투입해 연 30기가와트시(GWh) 규모의 나트륨 배터리 공장을 건설하고 있다.

이 밖에 중국 이브에너지, 롱바이 테크놀로지 등 여러 중국 배터리 제조사들이 나트륨 배터리 생산설비 확보에 속도를 내고 있다.

이에 비해 한국 배터리 기업들은 나트륨 배터리 설비투자에 소극적인 모습이다. 현재 LFP배터리 생산설비 확보에 대규모 자금을 투입하고 있는 상황에서 추가로 나트륨 배터리 생산공장까지 투자하기엔 자금 여력이 부족한 상황이다. 

삼성SDI와 SK온은 당분간 나트륨 배터리 생산 계획이 없는 것으로 확인됐다. 국내 배터리 기업 중에서는 LG에너지솔루션만 나트륨 배터리 생산 계획을 가지고 있다.

LG에너지솔루션은 현재 대전 기술연구소에서 나트륨 배터리를 연구하고 있고, 충북 오창 공장에서 초기 샘플을 생산하고 있다.

올해는 중국 난징 공장에 파일럿 생산라인을 구축해 완성형 샘플을 생산한다는 계획이다. 올해 안에 나트륨 배터리 양산 준비를 끝마치고, 구체적 수요를 확인한 뒤 내년부터 생산에 돌입할 것으로 예상된다. 

김형철 충남대 자율운항시스템공학과 교수는 "나트륨 배터리는 에너지밀도가 리튬 배터리보다 약하다는 단점이 있지만, 경제성과 발열 특성에서 장점이 있다"며 "앞으로 지속적 개발로 에너지 밀도만 향상된다면 전기차에서도 널리 활용될 것으로 전망된다"고 말했다. 최재원 기자