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리튬이온배터리에 비해 저렴하고 안전한 나트륨이온배터리가 배터리업계의 지각변동을 일으키고 있다. 나트륨이온배터리의 획기적인 성능 향상이 이뤄진데 이어 중국 최대 전기차·배터리 제조업체들이 이를 사용한다고 밝히면서다. 나트륨이온배터리가 상용화되면 1년 새 78% 하락한 리튬 가격이 반등하기 어려울 것이라는 전망도 나온다.
블룸버그통신은 26일(현지시간) 거대 배터리 기업들이 새로운 나트륨 기반 기술에 투자하기 시작했으며 이는 에너지 전환에 중요한 또 다른 산업의 지각변동이 일어날 수 있다는 신호"라고전했다.
나트륨이온배터리는 나트륨 이온의 산화·환원 반응을 이용하는 전지다. 나트륨은 매장량이 제한된 희귀광물 리튬에 비해 채굴과 정제가 쉽고 저렴하다. 매장량은 리튬의 약 440배, 가격은 80분의1 수준이다. 세계 최대 배터리 제조사 CATL은 나트륨이온배터리를 이용할 경우 전기차배터리 비용을 대당 5500달러에서 9200달러 사이로 절감할 수 있다고 전망했다. 화재 위험성도 나트륨이온배터리가 리튬이온배터리에 비해 낮다.
다만 나트륨이온배터리는 에너지 밀도가 리튬이온배터리에 비해 낮아 전기차 시장에서는 활용되지 못하고 있다. 에너지 밀도가 낮으면 배터리 용량이 커져 전기차에 탑재하기 어렵기 때문이다. 반면 에너지 밀도보다 가격 효율성이 중요한 에너지저장장치(ESS) 시장에서 나트륨이온배터리가 리튬이온배터리의 대체재로 각광받고 있다.
노스볼트는 이러한 나트륨이온배터리 에너지 밀도를 ㎏(킬로그램)당 160Wh(와트시)까지 끌어올렸다고 지난 22일 발표했다. 이는 ESS에 사용되는 리튬이온배터리의 에너지밀도인 180Wh/㎏에 근접하는 수치다. 전기차에 사용되는 에너지밀도는 250~300Wh/㎏ 사이다.
중국 전기차·배터리 제조사들도 나트륨이온배터리를 적극 활용하겠다는 계획이다. BYD는 중국 소형차 제조사인 화이화이홀딩그룹과 100억위안(약 1조8200억원)에 달하는 나트륨이온배터리 사업 계약을 지난 18일 체결했다. 양 측은 장쑤성 쉬저우시에 공장을 설립해 연간 30기가와트시(GWh) 분량의 나트륨이온배터리를 생산한다고 밝혔다. BYD는 자사 전기차인 시걸 모델에 나트륨이온배터리를 탑재할 계획이다. CATL 역시 올해부터 일부 차량에 나트륨 기반 배터리를 사용한다고 4월 예고했다.
나트륨이온배터리가 점차 상용화하면서 리튬이온배터리 수요를 대체할 것이라는 전망이 제기된다. 블룸버그NEF는 나트륨이 2035년까지 리튬 수요 약 27만2000t을 감소시킬 수 있다고 내다봤다. 올해 초 세계최대 리튬 생산업체인 알버말이 예측한 2030년 리튬 초과수요인 50만t의 절반 수준이다. 샘 애덤 CRU그룹 배터리재료 책임자는 "나트륨이온은 리튬 수급 균형을 개선하는 데 중요한 역할을 할 것"이라며 "리튬 가격의 심각한 급등락을 완화할 수 있다"고 분석했다.
리튬은 지난 24일 중국 광저우거래소에서 1년 전보다 약 78% 하락한 t당 13만500위안에 거래됐다. 세계에서 두 번째로 큰 리튬 생산업체인 칠레 SQM은 최근 리튬 가격 급락 원인을 아시아 지역 과잉 재고로 꼽았다. 올해 전세계 전기차 수요가 급감하며 중국 배터리 생산량이 전 세계 수요를 초과한 상태다. 앨런 레이 레스타우로 블룸버그NEF 분석가는 "내년에 리튬 공급이 더 늘어나면서 가격이 더 떨어질 것"이라며 "수요 측면에서는 전기차 판매에 대한 지역적 차이가 업계 전반의 심리를 위축시키고 있다"고 전했다.
김인엽 기자 inside@hankyung.com
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