LFP배터리 채용 확대를 선언한 자동차업체들
지난달 테슬라는 3분기 실적발표에서 모든 스탠다드 레인지(standard-range) 모델에 리튬인산철(LFP) 배터리를 적용하겠다고 밝혔다. 테슬라는 이미 상하이에서 생산하는 모델3•모델Y에 LFP배터리를 탑재해서 중국과 유럽 등에 판매하고 있는데, 이제는 판매지역을 전세계로 확장하겠다는 것이다. 지금까지 전세계 배터리시장은 국내 기업들이 주도하는 삼원계배터리를 표준처럼 인식해 왔다. 하지만 전기차 선두주자인 테슬라가 CATL•비야디 등 중국 배터리업체의 주력 제품인 LFP배터리 채용을 확대하겠다는 계획을 밝히자 니켈•코발트•알루미늄(NCA)과 니켈•코발트•망간(NCM) 등 삼원계배터리에 치중해 온 국내 배터리 산업의 타격이 불가피할 것이라는 우려가 커졌다. 이에 <그림1>에서 보듯이, 국내 배터리 소재업체의 주가는 테슬라의 LFP배터리 관련 발표 이후 상당폭 조정을 받았다가 최근 반등하는 모습을 나타내고 있다. 연초 이후 지속된 주가상승으로 밸류에이션 부담이 커진 상황에서 테슬라발 악재에 시장이 민감하게 반응한 것이다.
<그림1>
주) 한국거래소 자료를 바탕으로 선대인경제연구소 작성
테슬라 이외 글로벌 완성차 업체들도 LFP배터리 채용에 나서고 있다. 올해 3월 폭스바겐이 파워데이(Power Day)에서 2023년부터 엔트리(Entry) 모델에 LFP배터리를 적용하겠다고 밝힌데 이어 포드는 엔트리 모델과 상용차에 LFP배터리를 적용하겠다고 선언했다. 또한 지난 10월 올라 칼레니우스 메르세데스 벤츠 회장은 2024년부터 LFP배터리를 장착한 소형•준중형 전기차를 출시하겠다고 밝혔다. 애플카 생산을 추진하고 있는 애플 역시 삼원계배터리보다 중국 배터리업체가 주도하는 LFP배터리를 선호하는 것으로 알려졌다. 이와 관련해 최근 애플이 CATL•BYD와 LFP배터리 공급 관련 협상을 진행하다가 미국내 전용공장 건설 등에 대한 이견으로 협상이 좌초되었다는 외신보도가 나온 바 있다.
LPF배터리가 부상하는 이유는
테슬라를 비롯한 글로벌 완성차업체들이 LFP배터리 채용에 나서는 이유는 복합적이다. 층상 구조로 된 삼원계배터리와 달리 LFP배터리는 육면체 형태를 띠고 있어 방전될 때 리튬이온이 빠져나가도 결정 구조가 열화되는 현상이 적어 수명이 길고 화재 위험성이 낮다. 최근 현대차의 코나EV와 GM의 볼트EV에서 연이은 화재가 발생하며 삼원계배터리에 대한 우려가 커진 바 있다. 가뜩이나 전기차 전환에 막대한 비용이 투입되는 상황에서 리콜 조치로 비용부담이 커지자 완성차 업체들이 상대적으로 안정성이 높은 LFP배터리에 관심을 보이게 된 것이다.
리튬과 인산철을 배합하는 LFP배터리의 가격이 니켈•코발트 등 고가의 금속을 사용하는 삼원계배터리보다 싸다는 점도 장점 중 하나다. 전기차가 대중화하려면 무엇보다 가격경쟁력이 중요한데, 이는 전기차 가격에서 가장 큰 비중을 차지하는 배터리의 가격을 낮춰야 한다는 것을 의미한다. 그렇지 않으면 갈수록 치열해지는 전기차 경쟁에서 뒤처질 수 밖에 없기 때문이다. 배터리 핵심 소재인 양극재의 경우 지금까지 원가절감과 함께 에너지밀도를 높이는 방향으로 기술이 발전했지만, 이제는 에너지밀도를 높이면 원가가 급격히 상승하는 단계에 진입했다.
실제로 최근 들어 양극재에서 원가 비중이 높은 코발트를 줄이는 대신 니켈 비중을 높였지만, 더 이상 니켈 함량을 더 올리는 하이니켈화가 한계에 부딪히고 주요 배터리 소재의 가격이 급등하면서 삼원계배터리 가격이 상승하고 있다. <그림2>의 첫 번째 그래프에서 보듯이, 현재 LFP배터리 가격은 85~90달러/kWh 수준으로 삼원계배터리(NCM622)에 비해 30% 가량 저렴하다. 이와 함께 그동안 LFP배터리의 단점으로 지적되어 온 낮은 에너지밀도가 셀투팩(cell to pack) 등 기술혁신으로 상당폭 개선되었다는 점도 플러스 요인으로 작용하고 있다. 참고로 셀투팩은 배터리를 구성하는 셀-모듈-팩 단계에서 모듈 공정을 없애고 셀에서 곧바로 팩을 만드는 기술이다. 즉 배터리 구성요소를 간소화해 동일한 차체 내에 좀더 많은 LFP배터리를 장착함으로써 낮은 에너지밀도 문제를 극복한 것이다. 이렇게 되면 완성차 입장에서는 무리하게 에너지밀도를 향상시키는 것보다 차량 등급에 맞는 중저가 배터리를 사용할 수 있게 된다. 에너지 시장조사업체인 우드맥킨지가 전세계 배터리시장에서 리튬인산철이 차지하는 비중이 2030년에 30%에 이를 것으로 전망한 것도 이 때문이다(<그림2> 두 번째 그림 참고).
<그림2>
주) SNE리서치 및 우드맥킨지 자료를 바탕으로 선대인경제연구소 작성
중국이 이끄는 LFP배터리시장 성장
전세계적으로 LPF배터리시장을 이끌고 있는 것은 중국이다. LPF배터리 전체생산량의 95%가 중국에서 생산된다. 또한 치열한 가격경쟁에 직면한 중국 로컬업체들이 적극적으로 LPF배터리를 채용하는 가운데, 테슬라 등 글로벌 업체들마저 중국 전기차시장을 성공적으로 공략하기 위해 LFP배터리 적용 모델을 늘리고 있다. <그림3>의 첫 번째 그래프에서 보듯이, 올해 9월 중국 전기차 판매량은 전년동기대비 202% 증가한 33.3만대를 기록했다. 반도체 쇼티지로 내연기관차 판매량은 두 자릿수 감소세를 나타냈지만, 전기차 판매 호조에 힘입어 전기차 침투율은 21.1%로 상승했다.
<그림3>
주) CPCA 및 ABIA 자료를 바탕으로 선대인경제연구소 작성
전기차 판매량이 급증하면서 배터리 수요도 빠르게 늘고 있다. 특히 LFP배터리를 적용한 비야디의 플래그십 모델 ‘한汉’, 테슬라의 ‘모델3•모델Y’, 상하이GM우링의 경차모델인 ‘홍광(宏光)MINI’가 선풍적인 인기를 끌면서 LFP배터리 탑재량도 급증했다. 이에 <그림3>의 두 번째 그래프에서 보듯이, 지난해 41%였던 LFP배터리 생산 비중은 이후 지속적으로 늘어나 올해 3분기에 53.2%를 기록했다. 로컬업체의 판매량 증가와 테슬라 주요 모델의 인기를 고려하면 중국 전기차 배터리 생산량 가운데 LFP배터리가 차지하는 비중은 앞으로도 계속 상승할 것으로 예상된다.
한편 LFP배터리 부상의 일등공신은 중국 배터리 선두업체인 CATL이다. CATL의 최대 강점은 원가 경쟁력이라고 할 수 있다. 에너지 밀도는 낮지만 가격이 저렴한 리튬인산철(LFP) 배터리를 주력으로 대량 생산체제를 갖췄으며, 이를 바탕으로 높은 시장점유율을 차지하고 있다. 올해 9월 누적 기준으로 CATL의 전기차 배터리 사용량은 전년동기대비 212% 증가한 60.9GWh를 기록했다. 이에 <그림4>의 첫 번째 그래프에서 보듯이, CATL의 전세계 시장점유율은 전년동기대비 8.1%포인트 상승한 31.2%를 차지하며 LG에너지솔루션•파나소닉 등 경쟁사들과 격차를 벌리고 있다. 또한 CATL은 거대한 중국의 내수시장에서 규모의 경제(Economies of Scale) 효과를 누리며 원가개선과 제조공정 혁신에도 성공했다. 글로벌 경쟁업체들과 비교했을 때 CATL의 순이익률(올해 3분기 11.2%)이 월등히 높은 것도 이 때문이다. 폭스바겐, 테슬라, GM, 현대차 등 글로벌 완성차 업체들이 CATL 배터리 채용에 적극적으로 나서고 있는데, 이 역시 원가경쟁력을 확보해 갈수록 치열해지는 중국 전기차 시장에서 살아남기 위해서다. 실제로 최근 테슬라는 CATL에 45GWh의 LFP배터리를 주문했는데, 이는 테슬라 모델3•모델Y 80만대에 탑재할 수 있는 규모다. 이 같은 수요 증가에 대응해 CATL은 공격적인 설비투자에 나서고 있다. 2020년 12월에 390억 위안(약 6조7,000억원) 규모의 투자 계획을 발표한데 이어, 2021년 2월과 9월에 각각 290억 위안(약 5조원)과 135억 위안(약 2조5,000억원)을 투자해 쓰촨성, 광둥성, 푸젠성, 장시성 등에 배터리 생산시설을 건설하기로 했다. 이에 2020년 110GWh였던 CATL의 생산능력은 2025년에는 600GWh로 크게 늘어날 것으로 예상된다(<그림4> 두 번째 그래프 참고).
<그림4>
주) SNE리서치 및 각 사 자료를 바탕으로 선대인경제연구소 작성
CATL과 함께 중국 전기차 업계의 쌍두마차인 비야디 역시 과감한 투자를 지속하고 있다. 비야디는 전세계 완성차 업체 중 배터리 자체 생산에 성공한 극소수 기업 중 하나로 지난해 출시한 ‘블레이드(Blade) 배터리’는 비야디의 축적된 기술력의 결정체라고 할 수 있다. 블레이드 배터리는 배터리팩에 칼날(블레이드)처럼 얇고 긴 배터리셀을 끼워 넣는 형태로 제작되는데, 기존 LFP배터리보다 에너지 밀도와 공간 활용도가 높으면서도 가격은 30%가량 저렴한 것이 커다란 장점이다. 또한 납작한 형태로 설계되어 있어 외형이 손상되더라도 화재가 날 확률이 낮고, 셀투팩 기술을 적용해 패키징 공간을 줄일 경우 주행거리도 크게 늘릴 수 있다. 지난해 출시된 ‘한(汉)’의 1회 충전시 주행거리가 600km 수준인 것은 블레이드 배터리의 우수한 성능을 단적으로 보여준다. 현재 비야디는 자사의 모든 순수 전기차 모델에 블레이드 배터리를 적용하고 있으며 최근 테슬라도 10GWh 규모의 블레이드 배터리를 공급받기로 했다. 이 같은 수요 증가에 대응해 비야디 역시 생산라인 확충에 박차를 가하고 있다. <그림4>의 두 번째 그래프에서 보듯이, 2018년에 26GWh였던 비야디의 배터리 생산능력은 2023년에는 이보다 3.5배 증가한 90GWh를 기록할 것으로 예상된다.
삼원계배터리의 향방은
그렇다면 앞으로 글로벌 배터리시장의 판도는 어떻게 변할까? 결론부터 말하면 시장점유율 면에서는 LFP배터리의 비중이 커지겠지만, 국내 업체들이 주력하고 있는 삼원계배터리의 고성장세 역시 상당기간 지속될 것으로 예상된다. 가장 큰 이유는 전세계 모빌리티 패러다임이 급변하면서 전기차 침투율이 기존 예상보다 더 빠르게 상승하고 있기 때문이다. 연초에 240만대로 예상되었던 2021년 중국의 전기차 판매량은 연말까지 300만대를 돌파할 전망이고, 유럽도 환경규제를 강화하면서 2분기부터 전기차 침투율이 10% 중후반대를 나타내고 있다. 이는 전기차가 이미 대중화 단계에 진입했음을 의미한다. 트럼프정부 당시 전기차 전환에 소극적이었던 미국 역시 올해 들어 테슬라의 판매 증가와 GM 등 완성차 업체들의 신모델 출시로 전기차 판매가 빠르게 늘고 있다.
주목할 만한 점은 국내•외 배터리 업체들이 공격적으로 생산능력 확충에 나서고 있음에도 불구하고 전기차 판매 급증에 따른 배터리 수요증가를 따라잡지 못할 것으로 예상된다는 것이다. 2025년까지 전세계 전기차 침투율이 20%로 상승한다고 가정할 때 삼원계 양극재 수요는 260만톤에 이를 것으로 예상되지만, 전세계 상위 10개(생산능력 기준) 양극재 업체들의 2025년 예상 생산능력은 200만톤에도 미치지 못하는 것으로 나타났다. 또한 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 전세계 배터리 수요는 2021년 330GWh에서 2030년에 4,028GWh로 늘어날 전망이지만, 같은 기간 배터리 공급량은 594GWh에서 3,843GWh로 늘어나는데 그칠 것으로 예상된다. 즉 배터리 업체들이 막대한 자금을 투자해 캐파증설에 나서고 있지만, 상당기간 배터리 공급난이 지속된다는 것이다. 더욱이 앞서 언급한 CATL 역시 2025년까지 확보하기로 한 생산능력(600GWh) 가운데 삼원계 배터리의 비중이 LFP배터리보다 2배 가량 많다는 점은 여전히 전세계 배터리 시장의 주류가 삼원계 배터리가 될 가능성이 높음을 방증한다. 따라서 LFP배터리 증가가 삼원계배터리의 수요를 일부 흡수할 수는 있겠지만, 삼원계배터리의 고성장세를 막지는 못할 것으로 전망된다.
<그림5>
주) 에코프로비엠 자료를 바탕으로 선대인경제연구소 작성
이 같은 전망은 국내 배터리 소재업체들의 실적과 수주현황에서 뒷받침된다. 국내 최대 양극재 제조업체인 에코프로비엠이 대표적이다. 전세계 전기차 판매 호조에 따른 양극재 수요 급증으로 가파른 실적 개선세가 이어지고 있다. <그림5>의 첫 번째 그래프에서 보듯이, 에코프로비엠의 올해 3분기 매출은 전년동기대비 63.1% 증가한 4,081억원, 영업이익은 전년동기대비 130.4% 증가한 407억원으로 어닝서프라이즈를 기록했다. 전기차용 하이니켈 양극재 수요 증가와 가전•전동공구 등 Non-IT향 매출 증가로 외형 성장이 본격화한 가운데, 메탈 가격 상승에 따른 판가 인상과 환율 상승으로 수익성이 크게 개선되었다. 양극재 신규수주도 대폭 늘고 있다. 에코프로비엠은 지난해 2월 SK이노베이션과 2023년까지 2.7조원 규모의 양극재 공급계약을 체결한데 이어, 올해 9월에는 2024년부터 2026년까지 10.1조원 규모의 추가 공급계약을 체결했다. 이 같은 수주물량 증가에 대응하기 위해 생산 능력도 대폭 확대하고 있다. <그림5>의 두 번째 그래프에서 보듯이 현재 6만톤인 에코프로비엠의 양극재 생산능력은 삼성SDI향 미국 투자계획을 포함해 2026년에는 48만톤에 이를 것으로 전망된다. 이를 감안하면 최근 에코프로비엠의 주가 조정은 단기급등에 따른 가격부담이 있는 상황에서 LFP배터리 이슈가 일시적인 하락의 빌미로 작용했지만, 향후 실적 개선과 수주 모멘텀이 지속되면서 주가의 우상향 추세는 향후 5~10년 이상 지속될 것으로 전망된다.
참고로, 에코프로비엠은 우리 연구소가 2019년 9월 하반기 이벤트 당시 발간한 <333종목 7선> 특집보고서에서 주당 5만 2600원일 때 처음 소개한 이후 11월 5일 종가(49만 5200원) 기준으로 약 9.5배 상승했으며, 올해 6월 회원 텔레그램 등을 통해 재매수를 권한 시점에 비해서는 약 180% 가량 상승했다. 11월 4일 에코프로 그룹 차원의 IR 이후 잇따라 나온 증권사 리포트들은 에코프로비엠의 목표주가를 각각 70만, 78만, 80만원으로 잡아 현재 주가에 비해 상당한 추가 상승 여력이 있는 것으로 보았다. 실제로 4일 IR 행사에서 이동채 회장이 대략 한 달 이내에 직접 유럽 고객사로부터 추가로 수주를 받을 가능성을 언급했으며, 삼성SDI의 북미진출에 동반해 삼성SDI향으로도 대규모 추가 수주가 나올 가능성이 높다는 점을 감안하면 에코프로비엠의 주가는 연말까지도 추가로 상승할 가능성이 높은 것으로 보인다. 다만, 에코프로비엠의 주가가 단기간에 급등한 만큼 일시적인 조정 구간이 나타날 가능성은 여전히 염두에 둬야 한다.
한편으로는 4일 에코프로의 비전 발표에 따라 2차전지 소재 섹터 전체의 투자 센티먼트를 호전시키는 효과도 있을 것으로 보인다. 이런 점을 감안하면, 우리 연구소가 올해 소개한 또 다른 양극재 업체인 코스모신소재도 삼성SDI와 동반 미국 진출 및 대규모 수주 공시를 발표할 가능성이 높으며, LG화학과의 사업상의 계약건도 연내에 이뤄질 가능성이 있어 계속 주목할 필요가 있다. 또한 대보마그네틱은 중국 배터리 및 양극재 생산설비 증설 러시에 힘입어 전자석 탈철기 주문이 밀려들고 있는 가운데 탈철기 공급 기본계약을 체결해둔 에코프로비엠의 증설이 본격화할 경우에도 수혜를 입을 것으로 보인다. 또한 에코프로가 IR 행사에서 현재 7.6% 수준인 하이니켈 양극재 비중을 2026년에는 94%까지 늘릴 것으로 전망함에 따라 하이니켈 양극재에 필수적인 수산화리튬 임가공 사업의 잠재적 규모도 빠르게 커질 가능성이 높다. 대보마그네틱은 전자석 탈철기 매출 급증에 따라 3분기 호실적 발표를 앞둔 상황인데다, 향후 2~3년간 실적이 대폭 증가하고 소재임가공 사업이 본격화하는 반면 주가는 2차전지 섹터 내에서 가장 덜 오른 상태이기 때문에 향후 큰 폭의 주가 상승을 기대할 수 있을 것으로 보인다.
