글로벌 전기차 배터리 공급망 재편과 핵심 광물 쟁탈전

[힘힘]

글로벌 전기차 배터리 공급망 재편과 핵심 광물 쟁탈전

글로벌 전기차 배터리 공급망 재편과 핵심 광물 쟁탈전

김연규 소속/직책 : 한양대학교 국제학부 교수 2022-12-12

첨부파일

• CSF_전문가오피니언_글로벌 전기차 배터리 공급망 재편과 핵심 광물 쟁탈전_김연규_202211.pdf

미국과 중국 간의 첨단산업 기술 패권 경쟁이 다양한 분야에서 치열하게 전개되고 있다. 반도체 산업은 중국이 미국을 추격하고 있지만, 여전히 미국의 기술 우위가 두드러진다. 반면 전기차 배터리 산업에서는 중국의 공급망 장악이 두드러진다. 전기차 배터리 산업은 가격 경쟁력이 중요한데 핵심 광물 생산과 가공을 장악하지 못하면 우위를 갖기 어렵다.

글로벌 배터리 공급망의 취약성과 중국에 대한 의존이 가장 심각한 부분은 리튬과 니켈을 비롯해 코발트, 망간, 흑연 등 핵심 광물의 생산과 가공이다. 중국은 주요 핵심 광물 생산부터 제련까지 70~80%를 장악하고 있어 글로벌 전기차 배터리 공급망에 커다란 경제·안보적 위협이 되고 있다. 

바이든 정부는 집권 이후 지난 10여 년 동안 중국이 글로벌 전기차 생태계의 중심축으로 등장한 원인, 현재 미국 전기차 배터리 공급망의 취약성, 향후 탈중국 배터리 공급망 구축 방안을 면밀하게 조사하였다. 이렇게 해서 나온 것이 인플레이션 감축법(IRA: Inflation Reduction Act)의 전기차 조항이다. 

IRA 법안의 골자는 배터리 광물과 부품 원산지 증명 제도를 통한 중국산 핵심 광물의 배제이다. 법안에 따르면 내년부터 북미 지역 또는 미국과 자유무역협정(FTA)을 체결한 국가에서 채굴 및 가공한 배터리를 40% 이상 사용해야 하며 매년 비율이 10%씩 증가하여 2027년이면 80%까지 증가할 것이다. 양극재, 음극재 등 배터리 부품에서는 2023년부터 북미 지역에서 제조된 부품을 50% 이상 사용해야 하며, 2029년에는 100% 사용해야 한다.

2022년 6월 15일, 핵심 광물의 공급망 안정과 다변화를 위한 핵심 광물 안보 파트너십(Minerals Security Partnership·MSP)이라는 미국 주도의 다자간 협의체도 출범했다. MSP 참여국은 미국, 영국, 독일, 프랑스, 캐나다, 일본, 한국, 호주, 핀란드, 스웨덴, 유럽연합(EU) 등 총 11개국이다. 9월 22일 뉴욕에서 토니 블링컨 미 국무장관 주재로 열린 첫 MSP 장관 회의에 MSP 11개 참여국을 비롯해 핵심 광물 생산국인 아르헨티나, 브라질, 콩고민주공화국, 몽골, 모잠비크, 나미비아, 탄자니아, 잠비아 등도 참석했다.

유럽연합도 독자적이고 안정적인 배터리 공급망 구축에 나섰다. 폰 데어 라이엔 EU 집행위원장은 2022년 9월 14일 국정연설(State of the European Union)에서 리튬과 희토류 등 중국 의존도가 높은 핵심 광물 자원과 관련해 EU 중심의 공급망을 구축하기 위해 ‘유럽핵심 광물법’(RMA: Critical Raw Material Act)의 도입을 추진할 계획이라고 발표했다. 이에 앞서 EU는 올해 2월 23일과 3월 10일 공급망 실사 지침(Directive on Corporate Sustainability Due Diligence Directive)과 배터리 규정(EU Battery Regulation)을 EU 의회에서 통과시킨 바 있다.

EU에서는 오래전부터 지속가능하고 책임 있는 기업 경영활동 촉진을 위해 산업 공급망 전반의 인권·환경 보호(ESG)에 대한 EU 차원의 기업 의무 법제화 요구가 대두되어 왔다. EU 공급망 실사 지침은 전 공급망 내 인권과 환경에 미치는 영향에 대한 기업의 실사 이행을 의무화하고 위반 시 제재 및 민사상의 손해배상책임을 부과하여 집행력을 강화한 것이다.

금번 EU 배터리 규정에는 2026년부터 생산에서부터 재활용에 이르기까지 배터리의 전 생애주기 정보를 디지털화하여 배터리의 안전성을 극대화하고, 책임 있는 재활용을 보장하는 ‘배터리 여권(Battery Passport)’ 제도를 시행하는 내용이 포함되어 있다. 우리나라 기업들은 이제 핵심 광물의 중국 의존도를 줄이고, EU 차원에서 요구되는 공급망 차원의 ESG 기준과 핵심 광물의 재활용 기준을 충족시킬 준비를 해야 한다.

본 글의 목적은 세계 전기차 생태계의 가장 큰 변화인 중국의 부상과 이에 대한 미국, 유럽연합, 한국의 기업과 정부의 서로 다른 이해관계와 대응을 살펴보는 것이다.

글로벌 전기차 생태계 변동과 중국 전기차의 부상

2015년은 중국이 미국과 유럽을 제치고 총 자동차등록 대수 기준으로 세계 최대의 자동차 시장으로 등장한 해이다. 현재 미국의 등록된 자동차 대수는 2억 8천만 대인 반면 중국은 3억 8천만 대이다. 1년 신규 판매 자동차 대수도 미국이 1,500만 대, 중국이 2,500만 대이다. 

이러한 중국의 막대한 시장 규모 때문에 독일의 폭스바겐(VW)과 미국의 제너럴 모터스(GM)가 이미 1990년대부터 중국 시장에 진출해 현지 합작 생산공장을 건설하며 중국의 자동차 시장을 지배해왔다. 

코로나19 사태 이전 VW와 GM의 전 세계 자동차 판매량의 절반이 중국에서 이루어졌다. GM은 약 400만 대, VW가 380만 대에 달했다. VW가 중국 시장에 처음 진출한 것은 1984년1)으로 서구기업 가운데 최초로 중국의 국영자동차 기업 FAW, 상하이자동차(SAIC)와 합작기업 FAW-Volkswagen, SAIC-Volkswagen을 설립하고 중국 다수의 지역에 자동차 공장을 건설하였다. 

오랜 기간 세계적 자동차 기업들과의 합작 생산에도 불구하고 중국의 자동차 기술은 크게 진전되지 못했고 중국의 독자적 자동차 기술 자립은 실패하였다. 이러한 세계 자동차 시장의 판도는 내연기관차를 기준으로 한 것이다.

전통적으로 자동차의 주요 동력전달장치(power train) 기술은 내연기관(ICE: internal combustion engine)이었다. 유럽의 자동차 제조업체들은 2008년까지 ICE 기술을 지배했다. 최근에는 차량의 전기화가 진행되면서 ICE에서 전기 파워트레인으로 전환되고 있다. 전기 파워트레인의 핵심은 리튬이온배터리(lithium-ion battery)와 이를 동력으로 전환하는 전기 트랙션 모터(traction motor)이다.

1990년대부터 친환경차 기술은 이미 개발되고 있었고 VW와 GM이 선두주자였다. 2000년대가 되면서 중국 정부는 중국 자동차 시장에 대한 접근권과 정부 보조금을 조건으로 VW와 GM의 전기차 기술 이전을 얻기 위해 노력하였다. 뉴욕타임스의 저명한 자동차산업 전문기자 Keith Bradsher에 의하면 전기차 기술을 최초로 개발한 것은 GM이었다 (Bradsher 2011). 2011년 중국 SAIC사는 마침내 GM과 전기차 개발과 판매를 위한 합작회사를 설립하기로 합의했다. 

2013년 세계 전기차 생산 점유율은 미국이 1위(48%), EU가 2위(23%)였으나 2017년 중국이 세계 전기차 생산의 절반 정도를 차지하게 되었다. 중국 내 VW, GM의 전기차 생산이 늘어난 것이 중국 전기차가 부상할 수 있었던 큰 이유다. 2014년 이후 테슬라의 중국 시장 진출과 2018년 이후 판매 시작은 이러한 추세를 더욱 강화했다. 

2015년 이후 중국 국산 전기차 제조업체가 부상하면서 중국 전기차의 생산 비중이 증가하기 시작했다. 중국에는 현재 300여 개의 전기차 모델이 있고 50여 개의 중국 전기차 제조업체들이 있다. 중국 국내 전기차 판매량 1위는 테슬라이다. GM-Wuling 전기차 모델, VW 합작 전기차 모델이 순위를 차지하고 있지만, 중국 전기차 모델들이 추월하고 있다. 

2021년 전기차 원년의 변화들

2021년은 전기차의 원년으로 언급된다. 2021년은 전기차가 본격적으로 확산되기 시작한 해이다. 2021년 말 기준 한 해에 660만 대의 전기차가 신규 판매되는 새로운 이정표를 세웠다. 중국 내수시장에서만 340만 대가 판매되었다. 미국은 아직 50만 대 정도에 불과하고 EU가 200만 대가 넘었다.

주목할 것은 중국 전기차 업체의 약진이다. 특히 BYD, Nio, Xpeng, Great Wall 등 전기차 완성차 업체(OEM)들의 부상이 두드러졌다. 중국 내 전기차 판매 상위 15개 기업 가운데 외국 기업은 테슬라, VW, GM, BMW와 벤츠 등이다. 테슬라를 제외하고는 모두 실망스러운 실적을 보였다. BMW와 벤츠는 0.3% 점유율로 10,000대 정도밖에 판매하지 못했다. 중국 전체 자동차 시장 점유율 14% 정도를 가지고 있는 VW의 전기차 점유율은 3.7%에 불과해 큰 충격에 빠졌다.

2022년 7월 5일 파이낸셜 타임스는 2022년 1~6월 상반기 전 세계 전기차 판매실적에서 BYD가 테슬라를 추월했다고 대대적으로 보도하였다. BYD가 641,000대의 실적으로 테슬라의 564,000대를 넘어선 것이다 (White, Li & Song 2022). 

중국 전기차 업체의 약진은 중국 내수시장 판매에 그치지 않고 해외시장 수출로 이어지고 있다. 2021년 중국은 전 세계에 555,041대의 전기차를 수출하였다 (Sebastian & Chimits 2022). 이 가운데 40%가 유럽 시장으로 수출됐다. 지금까지는 주로 유럽의 자동차 업체들이 중국에서 생산해서 중국 시장에 판매하는 것이 일반적이었기 때문에 중국 현지에서 만들어진 자동차가 유럽으로 수출되는 것은 처음 있는 현상이다. 

중국 현지에서 생산된 중국 전기차의 대유럽 수출은 중국 전기차 시장의 보조금 감소와 직접적인 관련이 있다. 동시에 트럼프 정부 이후 미국이 중국 자동차에 27.5%의 높은 수입 관세를 부과한 것과 대조적으로 유럽 자동차 시장의 관세는 아직 10%에 불과하며 전기차에 대한 보조금도 여전하다.

테슬라처럼 중국 현지에서 생산한 전기차뿐 아니라 중국 전기차 업체가 중국 현지와 유럽 내에서 생산한 전기차의 유럽 수출이 점점 확대되면 전기차 전환은 중국의 글로벌 자동차 시장지배로 이어질 것이다. 그동안 미국, 유럽, 일본 등이 소비재는 중국으로부터 수입하고 고급자동차는 중국으로 수출했던 기존의 세계 제조업 구도가 바뀌어 지각변동이 일어나는 것이다 (Harding 2022).

중국 전기차의 부상은 1980년대 일본의 닛산, 혼다, 토요타 자동차의 부상과 유사한 측면이 있다. BYD를 필두로 중국 전기차 업체들은 유럽 자동차 시장뿐 아니라 호주, 중동, 중남미, 동남아 등 수출을 위해 국가별로 현지 판매망 구축을 위한 딜러 계약에 이미 돌입했다 (Kawasaki 2022). 

중국 정부 주도의 전기차 육성 정책에 대한 유럽연합과 미국 정부의 의혹과 위협의식이 팽배한 가운데 유럽 전기차 시장을 중국에 내주어서는 안 된다는 인식이 점점 확산되어 갔다. 전기차 경쟁이 치열해지면서 유럽연합과 미국 정부는 중국에 대해 위협의식을 느끼고 있으나 테슬라, VW, GM 등 기업은 중국 내 생산시설을 더욱 늘려갔다. 기업들 시각에서 경쟁은 결국 중국 전기차업체와의 중국 시장 점유율 경쟁이기에 경쟁에서 앞서가기 위해 중국 내 시설을 더욱 확대하는 결정을 내렸고 저렴한 중국 배터리 업체들과 배터리 공급 계약을 더욱 확대하는 악순환이 반복되었다.

배터리 공급망과 미국 바이든 정부의 핵심 광물 전략

배터리 팩은 전기 자동차의 핵심 구성 요소다. 전기차 생산 비용에서 배터리 팩 비용이 절반을 차지하는 것으로 보아 배터리 팩의 중요성을 알 수 있다. 중국은 전기차 제조뿐만 아니라 전기차 배터리 팩 제조에서도 절대적 우위를 점하고 있어 미국과 유럽의 고민이 깊다. 

가장 핵심적인 질문은 중국이 지배하고 있는 전기차 배터리 공급망을 과연 미국과 유럽이 얼마나 빠르게 다변화하여 자체 배터리 생산 체제를 구축할 수 있을 것인가로 귀결된다. 중국을 중심으로 한 배터리 공급망은 20여 년에 걸쳐 구축된 것이기에 기존 공급망을 바꾸는 데에는 상당한 시간이 소요될 것으로 생각된다. 배터리 팩 제조는 배터리 금속 채굴, 금속 제련과 정련, 소재 부품화, 배터리 셀 제조, 배터리 팩 등의 여러 단계를 거치고 전 세계에 걸쳐 공급망이 펼쳐져 있다.

미중 세력 경쟁이 심화됨에 따라 현재 중국 중심의 배터리 공급망 리스크가 매우 큰 상황이다. 따라서 공급망 리스크를 줄이고 공급망을 재편하여 향후 전기차 배터리 수요가 집중될 인도 태평양 지역에 회복 탄력적인 새로운 공급망을 구축하는 것은 불가피하다. 이 때문에 미국 정부는 인도 태평양 지역에 회복 탄력적인 새로운 공급망을 재편하는 것을 목표로 세우고 있다.

세계 배터리 제조 시장은 한·중·일 3국 기업들이 독과점을 이루고 있다. 시장 점유율 10위 안에는 중국 4개 사, 한국 3개 사, 일본 3개 사가 모두 포진해 있다 (김연규 2022.02.03.).

미국은 중국 공급망 의존에서 벗어나기 위해 처음으로 트럼프 정부 때 행정명령 13817을 발동하였고, 핵심 광물 35종을 지정하고 국내 광산 개발 및 가공을 강화하기 위해 여러 정책을 발표하였다. 2020년 행정명령 13953에서는 중국 희토류와 핵심 광물에 대한 높은 의존과 관련해 국가비상사태를 선언하였으며 국내 공급망 구축을 위해 국방수권법(Defense Production Act)을 발동하였다. 

바이든 정부는 2021년 희토류와 핵심 광물 가공과 재련시설을 구축하기 위한 사업들을 발굴하고, 재정지원을 위해 행정명령 14017을 발표하였다. 2021년 한 해 동안 글로벌 배터리 공급망을 재편하고 미국 내 배터리 제조 기반을 확충하기 위해 중요한 여러 정책을 발표했다. 정책에 따르면 2025년까지 13개의 신규 배터리 공장이, 2030년까지는 40여 개의 공장이 건설될 예정이다. 13개 중 11개 건설에 우리나라 배터리 3社가 참여하고 있어 2030년까지 미국 신규 배터리 제조 능력의 70%가 우리 기업에 의해 이루어질 것으로 예상된다.

2021년 2월 24일 바이든 행정부는 100일간 미국 공급망 구축을 위해 반도체, 희토류, 리튬 이온 배터리에 대해 검토를 진행한 후, 6월 리튬 배터리 국가 청사진(National Blueprint for Lithium Batteries, 2021-2030) (US Department of Energy 2021)을 발표했다. 미국은 배터리 산업을 일자리 창출과 경제성장, 저탄소 기후변화대응뿐 아니라 국가 안보의 문제로 보고 있다. 유럽, 중국과 같은 경쟁국보다 뒤처져 있는 미국은 배터리 공급망을 궁극적으로 주도하기 위한 몇 가지 국가전략을 내놓았다.

같은 해 8월 바이든 정부는 2030년까지 신규 자동차 판매량 중 전기차 비율을 50%로 끌어올리기 위한 행정명령을 발동하며 2030년을 전기차의 내연기관차 추월 시점으로, 2040년을 100% 전기차로의 전환 시점으로 설정했다.  

2021년 6월 공개된 100일 공급망 검토보고서 (The White House 2021)와 같이 발표된 별도의 리튬 배터리 국가 청사진(National Blueprint for Lithium Batteries, 2021-2030)에는 10여 년 만에 중국이 글로벌 전기차 생태계의 중심축으로 등장한 원인, 현재 미국 전기차 배터리 공급망의 취약성, 향후 탈중국 배터리 공급망 구축 방안이 비교적 자세하게 다루어지고 있다 (김연규 2022.09.23.).

100일 공급망 검토보고서의 배터리 챕터에서는 현재의 추세가 계속된다면 2021년 8월에 발표된 바이든 정부의 2030년 신규 자동차 판매 중 전기차 비율 50% 목표는 달성되기 힘들 것으로 예측하고 있다 (The White House 2021). 검토보고서는 2020년 현재 전 세계 배터리 셀 제조 시설 용량을 747GWh로 보고 2025년 2,492GWh로 증가할 것으로 추산한다. 747GWh 가운데 중국이 약 76%이고 미국은 5%에 불과하다. 2025년 2,492GWh 가운데 미국 비중은 224GWh로 비중은 10%로 증가하지만, 전기차 숫자로는 250만 대 정도로 전기차 비중 50% 목표에는 한참 미달이다. 전기차 비중이 50% 정도가 되려면 최소한 900만 대 정도는 되어야 한다. 현재로서는 목표와 현실에 상당한 차이가 있는 것이다.

ESG와 유럽연합의 핵심 광물 전략

유럽연합(EU)은 2017년 유럽 배터리 동맹(European Battery Alliance) 창설 이후, 배터리 제조 분야에서 중국, 한국, 일본, 미국을 따라잡기 위해 노력을 기울였다. EU는 산업 정책을 통해 유럽 역내에 전체 배터리 가치 사슬을 구축하는 것이 목표이다.

배터리 핵심 광물 매장량은 일부 국가에 편중되어 있을 뿐 아니라 핵심광물의 채굴과 가공이 ESG(환경, 사회, 기업 지배구조: environmental, social and corporate governance) 측면에서 많은 문제를 제기한다. 세계 코발트 매장량의 거의 50%가 콩고 민주 공화국(DRC), 리튬 매장량의 58%가 칠레, 천연 흑연 매장량의 80%가 중국, 브라질, 터키에 있으며 망간 매장량의 75%가 아프리카에 있다.

콩고민주공화국에서 공급되는 코발트의 약 20%는 아동 노동과 인권 침해가 보고된 광산에서 공급되며 유니세프(UNICEF)에 따르면 최대 40,000명의 어린이가 적은 수입을 위해 극도로 위험한 환경에서 노동한다. 

칠레의 리튬 채굴은 세계에서 가장 건조한 사막에 속하는 칠레의 Salar de Atamaca 지역에서 이루어지고, 해당 지역 용수의 거의 65%를 사용한다. 1톤의 리튬을 채굴하기 위해서는 2백만 리터의 물이 사용되며, 리튬정광 채굴은 많은 탄소를 배출하고, 염호 리튬 채굴은 다량의 물을 사용뿐 아니라 화학 폐기물을 배출한다. 표 2는 리튬 개발 방식에 따른 탄소배출과 물 사용량을 비교한다. 표 3은 배터리 3대 광물 리튬 니켈 코발트 ESG 영향을 비교 평가한다.

2020년 EC가 30개의 핵심 광물 리스트를 발표했는데, 중국에 대한 희토류 수입의존도가 98%로 미국보다 더 높았다. 2020년 9월 ERMA(European Raw Materials Alliance)가 창설됨으로써 유럽지역 내 희토류 공급망 구축이 시작되었다. 2021년 9월 EU는 유럽연합 내 14개의 희토류 광산 개발과 금속 재활용 사업을 지원하기 위해 US $2 billion의 예산을 투입하겠다고 밝혔다. 해당 사업에는 핀란드·노르웨이의 희토류 광산, 폴란드의 희토류 분리 가공 공장, 슬로베니아·독일의 영구자석 공장, 벨기에의 금속 재활용 등이 포함되어 있으며 유럽 희토류 수요의 20%를 유럽 역내에서 조달하는 것을 목표로 삼고 있다. 

2021.03.10 유럽의회는 본회의에서 2월 10일 의회 환경위원회(ENVI)가 채택한 EU 배터리 규정 수정안을 채택하였다(찬성 584표, 반대 67표, 기권 40표). 수정안은 EU 배터리 규정의 적용 대상을 확대하고, 폐배터리 회수율 목표 강화 등 기존 집행위 내용을 강화하였다. 

EU 법률체계에서 ‘지침(Directive)’은 설정된 목표 달성을 위해 EU 회원국에서 국내법으로의 수용 절차(관련 국내법을 제정)를 거쳐야 효력이 있는 반면에, ‘규정(Regulation)’은 EU 내 가장 강력한 규범으로 EU 회원국 내 국내법으로의 수용 절차 없이 모든 회원국에 즉시 적용된다.

2022년 9월 14일 ‘유럽핵심 광물법’의 도입 추진 계획이 발표된 이후, 본 법안 도입에 대한 공개 의견 수렴 절차(public consultation)가 2022년 9월 30일부터 2022년 11월 25일까지 진행 중이다.

결론

전기차 배터리 공급망의 절반은 핵심 광물 공급망이다. 중국의 강점도 바로 핵심 광물의 생산과 가공단계에서 발휘된다. 미국과 유럽연합의 탈중국 배터리 공급망 구축 움직임이 빠르게 진행되고 있다. 미국과 유럽연합이 핵심 광물을 중국 밖에서 얼마나 확보하고 가공할 수 있을지가 2030년 미국과 중국의 전기차 배터리 산업의 모습을 결정할 것이다.

----

1)  https://daxueconsulting.com/volkswagen-in-china/ 

[참고문헌]

Bradsher, Keith. 2011. “G.M. Plans to Develop Electric Cars with China,” The New York Times, September 20.

Fitch Solutions. 2022. “Sustainability in Lithium Extraction: Lithium Triangle Faces Imcreased Pressure to Adapt,” August 8.

Goldman Sachs. 2022. “Battery Metals Watch: The End of the Begining,” May 29. 

Harding, Robin, 2022. “Electric Vehicles Accelerate China’s Looming Dominance as a Car Exporter,” Financial Times, June 1.

Kawasaki, Takashi. 2022.  “After Beating Tesla in China EV Sales, BYD Plots Global Expansion,” Nikkei Asia, August 22.

Sebastian, Gregor & Francois Chimits. 2022. “Made in China Electric Vehicles Could Turn Sino-EU Trade on its Head,” Short Analysis, Mercator Institute for China Studies (MERICS), May 30.

Smitka, Mike. 2021.  “China’s EV Market: Many Losers, No Big Winners,” Seeking Alpha,  April 27.

The White House, 2021. Building Resilient Supply Chains, Revitalizing American Manufacturing, and Fostering Broad-Based Growth: 100-Day Reviews under Executive Order 14017, June 2021.

US Department of Energy & Federal Consortium for Advanced Batteries. 2021. “National Blueprint for Lithium-Ion Batteries 2021-2030,” June 7, 2021 (https://www.energy.gov/eere/vehicles/articles/national-blueprint-lithium-batteries)

White, Edward, Gloria Li, and Song Jung-A, 2022. “Warren Buffet Backed Chinese Group BYD Overtakes Tesla in Global Electric Vehicle Sales,” Financial Times,  July 5.

김연규. 2022. “미중 반도체·배터리 전쟁, 한국의 경제 안보는 안전한가,” 『한국일보』 2022.02.03.

김연규. 2022. “中 10년 내 美 기술 추월” 경고에…무한 팽창하는 ‘아메리카 퍼스트’ 『서울경제』 2022.09.23 

첨부파일

• CSF_전문가오피니언_글로벌 전기차 배터리 공급망 재편과 핵심 광물 쟁탈전_김연규_202211.pdf