<차세대 에너지 시장을 내다본다 4>2차전지 "저가형과 고가형 구분 전략 펼쳐야"

최근의 휴대기기들이 MP3·동영상·인터넷 등 복합기능을 부가함으로써 더욱 높은 용량을 요구하기 때문에 전지의 고용량화와 관련된 기술개발, 즉 2차전지가 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 그 중 대표적인 리튬2차전지는 메모리효과가 없고 에너지밀도·수명·효율·온도 특성 등에서 기존 전지에 비해 매우 우수한 성능을 보이고 있다.
향후 리튬전지의 기술동향은 박형화·고용량화·고속충전·장수화 및 환경친화적인 기술개발과 아울러 신기술융합에 의한 기술개발이 진전될 것으로 보인다.
최경환 삼성종합기술원 전문연구원은 "충전이 필요없는 소형 연료전지, 나노 및 바이오기술 등과의 기술융합에 의한 차세대 소형연료전지 등의 개발이 활발히 이뤄지고 있다"고 말했다.
2차전지는 휴대폰·노트북 컴퓨터 등의 전통적 분야에서 로봇, 의료용기기 및 전기자동차 등으로 점점 확대 적용되어 가고 있으며 특히 환경친화적인 핵심 에너지로서 자리를 잡아가고 있다.

◆선진국의 기술개발 동향
일본은 기업을 중심으로 2차전지 분야에서 세계 최고의 경쟁력을 유지하고 있다. 산요의 경유 GS멜코텍의 전지사업 부문 인수를 통해 생산능력을 대폭 늘리고, 라인 증설을 통해 전지 생산능력의 확충을 추진하고 있다. 특히 각형 리튬2차전지를 집중 육성해 가격 경쟁력 우위를 지속해 나가고 있다.
한편 전지 생산 기술력에서 일본에 뒤처져 있는 미국과 유럽에서는 기업 차원의 기술개발보다는 연구소 및 대학교를 중심으로 기초원천기술개발을 수행하고 있다.
중국의 경우 현재 품질면에서 일본 및 한국 업체에 비해 다소 떨어지는 편이나 기업을 중심으로 수동 및 반자동 공정이 혼재된 독특한 생산 공정의 구축 등을 통해 급속히 가격경쟁력의 확보가 이뤄지고 있다. 최 연구원은 "중국은 기본성능 및 사양의 충족이 이뤄질 경우 향후 세계시장에서 점유율이 급상승할 수 있는 국가"라고 말했다.

◆국내 기술력과 경쟁력
우라나라의 리튬2차전지 기술은 일본에 비해서는 기술경쟁력이, 중국에 비해서는 가격경쟁력이 떨어지는 상황이다.
차세대전지 성장동력사업단에 따르면 일본의 기술 수준을 100으로 했을 때 우리나라의 2차전지 기술은 55에 머무른 반면 중국은 50을 기록하면서 우리나라와 근소한 격차를 보이고 있을 뿐이다. 우리나라 2차전지 기술력은 양산 기술 측면에서는 70으로 일본을 따라가고 있지만 소재 및 장비, 응용기술 등은 일본의 절반 수준이다.
따라서 2차전지 시장에서 일본의 앞선 기술력과 중국의 가격 경쟁력에 대응하기 위해 국내 업체는 체계적인 기술개발을 통해 원천기술을 확보하고 취약한 부품, 소재 및 장비업체의 경쟁력을 높여야 한다는 지적이다.
이에 따라 2차전지 업체와 관련 소재 및 부품 업체는 전략적 협력 체계를 구축하고 대학을 중심으로 2차전지 인력을 양성하며 2차전지 부품 및 소재 관련 연구센터 설립 등 대응 전략을 수립하고 있다.
아울러 국내 업체들의 연구가 활발히 진행돼 전해약과 격리막의 경우 수입 대체가 이뤄지고, 음극활물질의 경우에도 상당한 성과가 이뤄지고 있다.
최 연구원은 "현재 소재 등 원천기술에서 선진국에 비해 열세이지만 향후 2020년에는 선진국 대비 90% 수준까지 개선될 것으로 보인다"면서 "양산기술을 앞세워 총체적으로 선진국과 대등한 기술력을 확보할 수 있을 것으로 보인다"고 내다봤다.
한편 2차전지는 장기간의 R&D와 대규모 설비 투자가 필요한 지식기반형 장치산업의 성격을 갖고 있어 1개 전지의 연구개발에 4~5년 동안 100억원 이상이 필요한 시장이다. 향후 2010년까지 2차전지는 10% 이상의 성장률을 기록할 것으로 예상되지만 2010년 이후에는 연료전지 등 경쟁제품의 등장으로 성장률은 지속적으로 하락할 것으로 보인다.
또한 2010년 이후 수량은 꾸준히 증가하지만 단가가 지속적으로 하락함으로써 총액증가율은 크지 않을 것으로 예상된다.

◆2차전지 개발 전략 방향
2차전지는 핵심소재 개발과 제조공정, 전지시스템 설계와 전지제조공정, 공정에 따른 장비개발 등 각각의 기술들을 상호보완시킬 수 있도록 개발이 진행돼야 한다는 게 전문가들의 공통된 의견이다.
특히 고성능 리튬2차전지는 고용량, 경박단소, 장수명, 안정성, 신뢰성, 친환경성 특성에 부합되는 전지개발이 시급한 과제로 나타났다.
반면 저단가 리튬2차전지의 경우 저단가, 적합용량, 신뢰성 및 친환경성 특성에 부합되는 방향으로 개발이 이뤄질 필요가 있다.
최 연구원은 "고성능 전자정보기기용 전지는 고부가가치의 신규시장을 창출할 수 있는 산업이므로 정부의 과감한 투자를 통한 기술혁신과 신기술 개발방향으로 추진할 필요가 있다"고 설명하고 "저가형 전자정보기기용 전지는 현재 상품화된 기술이므로 기존 기술의 개량 및 복합화를 촉진시켜 가격경쟁력을 확보할 수 있는 방향으로 기술개발을 추진해야 한다"고 밝혔다.