전기차 시대의 하얀 석유 리튬 가격이 상승하는 이유

리튬은 우리 생활에서 꼭 필요한 자원 중 하나입니다. 리튬은 카메라, 노트북, 컴퓨터 등 전자기기에 들어있는 이차전지의 핵심 소재이며, 유리, 세라믹 사업 등 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 또한, 전기차 배터리의 필수적인 원자재로 일명 하얀 석유라고 불리고 있는데요. 이렇게 생활의 필수불가결한 존재인 리튬의 가격이 급등하며 이목이 쏠리고 있습니다.

 

 

# 하얀 석유 리튬

 

리튬은 지구상에서 세 번째로 가벼운 알칼리 금속 물질입니다. 작고 가벼워 단위당 에너지 밀도가 높아 고전압의 가벼운 배터리를 만들 수 있어 이차 전지 제작을 위해 사용됩니다. 이차전지는 휴대용 전자기기뿐만 아니라 전기 자동차, 로봇 산업 등 미래 산업에 꼭 필요한 존재인 만큼 원재료인 리튬의 중요성 역시 나날이 커지고 있습니다. S&P글로벌플래츠는 리튬의 수요가 2021년 50만톤에서 2030년 200만톤으로 늘어날 것으로 전망하고 있습니다.

 

다행히 리튬은 전 세계적으로 광산, 염호 등에 풍부하게 매장되어 있습니다. 미국 지질조사국(USGS)에 따르면, 2021년 기준 전 세계 리튬 매장량은 8,900만톤입니다. 리튬 광산은 호주, 캐나다, 중국, 브라질에 많이 분포되어 있고, 염호는 칠레, 아르헨티나, 볼리비아 등 남미에 집중 분포되어 있습니다. 그중에서도 남미 리튬 염호의 매장량은 세계의 절반 이상을 차지하고 있고, 일명 ‘리튬 트라이앵글’이라고 불리는 볼리비아, 아르헨티나, 칠레에 전 세계 매장량의 58%(4,980만톤)가 매장되어 있습니다.

 

 

# 리튬 가격 상승 배경

 

풍부한 매장량에도 불구하고 공급 대비 수요가 많아지며 최근 리튬의 가격이 오르고 있습니다. 한국자원정보서비스(KOMIS)에 따르면, 2017년 7월 이래로 리튬 가격은 계속해서 증가했으며, 2022년 4월에는 kg당 452.31위안(약8만 6천원)으로 전년평균대비 280% 증가했습니다.

 

수요에 맞추기 위해 더 많이 채굴하면 되지 않느냐고 생각할 수 있지만, 리튬은 채굴하는 데 상당한 시간이 소요되기 때문에 단기간에 수요에 맞춰 공급을 늘리는 것이 어렵습니다. 특히 코로나19로 인한 구인난, 운송 문제, 채굴 허가권 관련 규제 등으로 확장 및 신설 프로젝트들이 차질을 겪고 있습니다. 광산, 염호에서 리튬을 채취하고 고순도로 정제하는 과정에서 환경오염이 발생하기 때문에 환경 오염 반대 시위가 벌어지기도 합니다. 이런 상황으로 인해 여러 기업이 리튬 광산, 염호 개발 사업을 추진하고 있음에도 불구하고 진행이 원활하지 않아 리튬 공급이 수요를 따라잡지 못하고 있습니다.

 

가격 상승의 또 다른 원인은 수요 흐름을 예측하지 못했다는 것입니다. 전기차 시장의 성장에 따라 수요가 증가할 것이라고 본 업계는 과잉 공급을 했고, 이에 따라 2018년부터 2021년까지 4년간 리튬 가락이 하락했는데요. 가격이 폭락하자 리튬 공급사들은 예정된 광산 개발 및 프로젝트를 취소하는 등 더 이상 채굴을 진행하지 않았고 이는 현재 리튬 가격 폭등에 영향을 주었습니다.

 

리튬 가격이 계속해서 오르며 전 세계 리튬 시장의 패권을 차지하고 있는 중국 역시 수급의 어려움을 겪고 있습니다. 업계에 따르면 전 세계 유통되는 리튬의 60%는 중국이 가공하고 있는데요. 중국의 리튬 자체 매장량은 비록 약 6% 수준이지만, 남미, 호주 등 해외 광산을 대거 확보하면서 전 세계 3등 리튬 생산 국가가 되었고, 1차 가공을 거쳐 수산화리튬, 탄산리튬 등 이차전지에 쓰이는 리튬 화합물을 생산하고 있습니다. 중국 배터리, 광물 기업들은 리튬 광산을 확보하며 프로젝트를 진행하고 있지만 성과를 내기까지는 최소 10년이 소요될 것으로 보고 있습니다.

 

 

# 전기차 업계의 대응

 

계속되는 리튬 가격의 상승으로 전기차 업계의 긴장감이 돌고 있습니다. 배터리가 전기차 가격의 40%를 차지하는 만큼 리튬 가격의 상승은 전기 배터리와 전기차의 가격에 직접적으로 영향을 끼칩니다. 마켓 리서치 회사 블룸버그NET에 따르면, 리튬이온 배터리 팩의 가격은 2010년 킬로와트시(kWh)당 1,200달러(약 150만원) 이상이었다가 2021년 132달러(약 16만원)로 크게 낮아졌지만, 2022년에는 135달러(약 17만원) 이상으로 오를 것으로 전망됩니다. 원자재 가격 상승이 고성능 배터리 개발을 위한 기술, 효율성 향상을 저해하고 있으며 이는 전기 자동차 시장에 위협적이라는 평가가 나오고 있습니다.

 

전기차 업계에서는 배터리 가격을 낮추기 위하여 NCM(리튬, 니켈, 코발트, 망간) 대신 LFP(리튬인산철)배터리로 전환하고 있습니다. NCM은 높은 에너지 밀도로 LFP보다 주행거리가 길다는 것이 강점이 있는 반면, LFP는 주행거리가 짧은 대신 가격이 저렴하고 화재 내구성이 강한 것이 특징입니다. 전기차 시장에서는 NCM보다 저렴한 LFP를 택해 시장 우위를 확보하기 위한 움직임이 나타나고 있습니다. 이러한 시장의 흐름은 NCM배터리를 주력으로 하는 국내 배터리 업계에 악재로 작용하고 있습니다.

 

 

# 국내 기업의 대책

 

이러한 배터리 원자잿값 인상에 대응하여 국내 기업들은 차세대 배터리 개발을 위해 투자하는 등 다양한 대책을 내놓고 있습니다. 일례로 국내 H사와 S사는 전기자동차 충전용 고성능 배터리 개발 선도 기업인 미국 배터리 스타트업 S사에 투자했습니다. S사에서는 기존 NCM배터리보다 에너지 밀도가 30% 정도 높고, 1회 충전으로 약 120km를 더 주행할 수 있는 하이브리드 리튬메탈 베터리의 상용화를 시도하고 있습니다. 배터리에 들어가는 비싼 원자재 대신 가격이 저렴한 대체품을 넣어 제작 비용을 절감하고 가격 경쟁력을 상승시킬 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.

 

중국에의 의존도가 높은 수산화리튬을 자체 생산하기 위한 개발에도 박차를 가하고 있습니다. 국내 여러 업체에서 수산화리튬을 추출하고 가공하는 설비를 개발하고 있는데, 2021년 5월 모 기업에서는 폐배터리에서 탄산리튬을 회수하는 신기술을 개발해 특허를 출원한 바 있습니다.

 

동시에 안정적인 원자재 확보에도 전력을 기울이고 있습니다. 국내 1위 에너지 기업 L사에서는 2024년부터 2028년까지 5년간 리튬 정광 70만톤을 공급받는 내용으로 2022년 1월 호주 광산 업체와 계약을 체결했습니다. 1회 충전으로 500km 이상 주행할 수 있는 고성능 전기차 약 250만 대 분의 배터리를 만들 수 있는 리튬 정광 70만톤을 확보함으로써 안정적인 공급망을 구축하였습니다. 이 외에도 중국 최대 리튬 생산업체 K사의 지분을 매입하는 등 안정적으로 리튬을 확보하기 위한 국내 기업들의 행보가 나타나고 있습니다.

 

지금까지 하나은행 1Q 블로그와 함께 하얀 석유 리튬에 대해 알아보았습니다.

 

리튬과 니켈과 같이 배터리 생산에 필요한 주요 광물 가격의 상승은 탄소중립을 위한 전기차 개발과 가격 변동에 큰 영향을 주고 있습니다. 앞으로도 리튬의 공급은 수요를 따라가지 못할 것으로 전망되는 만큼 관련 기업들의 적절한 대응과 신기술 개발 등이 필요할 것으로 보입니다.