"미국 언론이 분석하는 중국 EV 리튬 이온 전지의 현재 위치"

[여민정치1]

미국 언론이 분석하는 중국 EV 리튬 이온 전지의 현재 위치, 다른 나라는 "수십 년 동안 따라잡을 수 없다"

4월 25일 칼럼 " 중국은 왜 저렴한 전기차를 생산할 수 있을까?"

2023년 5월 16일자 뉴욕타임스 기사 "세계는 중국 없이 EV 배터리를 만들 수 있을까?"

필자는 시간이 있으면 자세한 내용을 별도로 설명하겠다고 했다.

체력은 제쳐두고, 오늘은 그 약속을 지키고 싶다.

뉴욕타임스의 보도 내용은 매우 기술적으로 무엇을 말하고 있는지 명확하지 않을 수 있다.

먼저 리튬 이온 배터리의 기본 구조와 원리에 대해 설명하겠다.

필자는 처음부터 이해하지 않으면 납득할 수 없기 때문에 전문가라면 원리 부분은 건너뛰고 읽어보라.

리튬 이온 배터리의 원리

초등학생에게는 설명하기 미안하지만, 필자 자신은 "초등학생 지식"부터 시작하는 것을 선호하기 때문에

그림 1은 리튬 이온 배터리의 기본 구조와 원리를 보여주고 있다.

그림 1: 리튬 이온 배터리의 기본 구조

그림 1에서 나타낸 것처럼 리튬이온전지는 배터리의 음극에 "애노드"라고 불리는 "음(-) 전극"이 있고,

배터리의 양극에 "캐소드"라고 불리는 "양(+)의 전극"이 있다.

두 전극 사이에 이온 전도체인 "전해질" 또는 "전해액"이라는 물질이 있다.

두 전극의 분리나, 두 전극의 절충 방지를 위해서, 양극 간에 격막을 두고 있다. 

양극과 음극은 모두 리튬이온을 저장하도록 설계되었으며, 이 리튬 이온은 전해질을 통과하여

양극 또는 음극으로 이동하여 에너지를 충전(사용)하거나 방전(사용)을 할 수 있다.

뉴욕타임스는 양극, 전해질, 분리막, 음극 등

이러한 구성 요소의 점유율이 중국에서 얼마나 되는지 설명하기 위해 고유한 차트를 사용한다.

뉴욕 타임즈의 서두
뉴욕타임스의 첫머리에 다음과 같은 문장으로 시작한다.(개요)

이것은 현재 우리 시대의 특징을 결정하는 경쟁 중 하나이다.

전기차용 배터리를 생산할 수 있는 국가는 수십 년 동안 경제적, 지정학적 이점을 누릴 수 있다.

지금까지 유일한 승자는 중국이다.

서방 국가들의 수십억 달러 투자에도 불구하고 중국은 희귀 광물 채굴, 엔지니어 교육,

대규모 공장 건설에서 훨씬 앞서 있으며, 나머지 세계 다른 국가들이 따라잡으려면 수십 년이 걸릴 수 있다.

컨설팅 그룹 벤치마크 미네랄스의 추정에 따르면,

2030년까지 중국은 다른 국가를 합친 것보다 두 배 이상 많은 배터리를 생산하게 된다.

다음은 중국이 땅속에서 생원료를 추출하여 EV 제조에 이르기까지 리튬이온전지 생산의

각 단계를 어떻게 관리하고 있는지, 그리고 왜 이러한 이점이 지속될 가능성이 있는지를 설명한다.

(뉴욕 타임스의 첫머리는 여기까지이다)

전체 EV 제조 공정에서 중국 제조업 점유율

●코발트 채굴: 세계 41% 중국 자본
●코발트 정제: 세계 생산량 73% 중국 생산
● 음극 : 세계 77% 중국산
● 양극 : 세계 92% 중국산
●배터리 셀: 전 세계 66% 중국에서 조립
●EV : 세계 54% 중국산

나는 뉴욕 타임즈가 이런 데이터를 보도했다는 사실에 다소 충격을 받았다.

데이터를 좀 더 자세히 살펴보겠다.

　
중국의 희귀 광물 안정적인 공급

원문에서 "희귀 광물"이라는 단어가 나오는데 희귀 금속과 희토류가 있다. 

여기서 "희귀 광물"이라는 단어를 그대로 사용한다. 

전기차는 배터리로 구동하기 위해 기존 자동차보다 약 6배 더 많은 희귀 광물을 사용한다.

문제는 누가 이 희귀 광물을 가장 먼저 얼마에 얻을 것인가 지만, 중국이 이 분야에서 선두를 달리고 있다.

중국은 배터리에 필요한 원자재의 지하 매장량이 많지는 않지만 일부 원자재를 구매하고

저렴한 가격에 안정적으로 공급하는 장기 전략을 추진하는 데 성공했다.

현재 중국 기업들은 전 세계 5개 대륙의 광산 회사 지분을 인수했다.

예를 들어, 중국은 콩고의 코발트 광산 대부분을 소유하고 있지만,

가장 일반적인 유형의 배터리에 필요한 이 희귀 물질의 전 세계 공급량의 대부분을 콩고가 차지하고 있다.

미국 기업들은 이를 감당할 수 없었고, 심지어 중국 기업들에게 광산을 팔기까지 했다.

그 결과 중국은 전 세계 코발트 채굴의 41%와 배터리 충전을 하는 리튬 채굴의 절반 이상을 장악하고 있으며,

미국 기업들은 이를 따라가지 못하고 있다.

니켈, 망간, 흑연의 전 세계 공급량은 훨씬 더 많고 배터리는 그 중 극히 일부만 사용하지만,

이러한 광물을 안정적으로 공급할 수 있는 중국의 능력은 여전히 유리하다.

광물이 어디에서 채굴되든 거의 모든 광물이 중국으로 운송되어 배터리 소재로 정제된다.

중국에서 토지는 국가 소유이기 때문에 저렴하게 임대할 수 있고 에너지가 비교적 저렴하다.

미국은 현재 이러한 광물을 처리할 수 있는 능력이 거의 없다.

뉴욕타임스는 "세계 망간 95%, 코발트 73%, 흑연 70%, 리튬 67%, 니켈 63%가 중국에서 정제된다"라고 보도했다.

중국의 효율적인 생산 능력

뉴욕타임스에 따르면, 중국이 최대 배터리 생산국이 된 이유 중 하나는 배터리 모듈을 효율적이고,

저렴한 비용으로 생산하는 방법을 알아냈기 때문이라고 보도했다.

캐소드는 (배터리의 양극)은 배터리의 가장 중요한 구성 요소이다.

모든 배터리 재료 중에서 양극은 제조가 가장 어렵고, 기술이 집약적으로 필요하다.

가장 일반적인 음극이 리튬, 니켈, 코발트 및 산화망간(NMC 음극이라고도 함)

재료의 조합을 사용하기 시작한 것은 최근 몇 달 동안이다.

이를 통해 배터리는 더 작은 공간에 많은 양의 전력을 저장할 수 있어 전기 자동차의 범위를 확장할 수 있다.

그 결과, 중국은 전 세계 양극의 92%, 음극의 77%, 분리막의 74%, 전해질의 82%를 제조하고 있다.

현재 미국은 전 세계 양극재의 약 1%만 생산하고 있다.

미국은 중국 전기차의 오랜 축적을 이길 수 없다

뉴욕타임스는 "2015년 11월 중국 공업정보화부는 신에너지차 개발 규격 조건을 충족하는 4개 기업을 발표했다"며

"2015년 시진핑의 첨단기술 국가전략 "2025 메이드 인 차이나"의 공표에 따른 것으로 보인다"라고 보도 했다.

시진핑의 첨단기술 국가전략에 따르면 "신에너지 자동차 개발을 촉진하기 위해 전기차 산업에서

배터리 생산의 규범적 조건을 확립할 것"이라며 시진핑 주석이 신에너지 자동차 개발 지침을 발표했다.

뉴욕타임스는 "중국 배터리 기업 발전에 중요한 발전의 시기가 됐다.

이 기간 동안 CATL 및 BYD와 같은 현지 배터리 제조업체는

일본과 한국의 경쟁자를 제치고, 세계 최대의 배터리 제조업체로 성장했다"라며,

"8년 후 바이든 행정부는 미국에서 배터리 개발 촉진을 위해 유사한 전략을 추구하려고 시도했지만,

막대한 비용과 적은 이윤을 가진 전기차 산업에서 중국 기업은 수년간의 국가 전략과

독특한 경험으로 상당한 우위를 점했다."라고 보도 했다.

2023년 5월 보도된 뉴욕타임스의 기사는 "미국의 노동자들은 새로운 기술을 훈련받을 필요가 있지만,

EV 산업을 지원하는 미국 정부의 인센티브는 다음 대선이 시작됨에 따라 사라질 수 있다"라고 개탄하고 있다.

트럼프 전 대통령은 환경 문제가 없다고 말하면서 전기차에 대한 경멸을 언급하고 있을 수 있다.

관련 업계 전문가들은 "전 세계 기업들이 업계에 진출거나 기존 역량을 확대하기 위해

중국 업체들과 파트너십을 모색할 필요가 있다"라고 주장하고 있다.

미국 전략국제문제연구소(CSIS)의  스콧 케네디 선임고문은 "직접적이든 간접적이든

중국과의 어떤 협력 없이는 EV 분야에서 성공할 수 없다"라고 말했다.
블링켄 미 국무장관의 중국 방문으로 시진핑 국가주석을 만난 정도로 무슨 일이 크게 변하는 일은 없을 것이다.

[붕?어]

맞아요. 중국밧데리를...
현재의 밧데리는 중국을 이길수없다네요.
새로운, 혁신적인걸 새로 발명한다면 모를까...
전기차도 마찬가지.
이미 기술적으로든 물량적으로든 국가지원이든...
인해전술 무섭네요.

[독도사랑~]

그렇지만 완성차로서의 중국산 전기차는 하자가 있어보여서 아직까지는 북미에서. 중국산 전기차를 보질 못했지만 앞으로는 중국산 전기차가 판을 치겠죠