목 차 주요내용요약 1 I. 서론 2 II. 미국전지산업시장동향 5 III. 미국전지기술개발현황및동향 19 미국전지기술개발진행상황및계획 미국주요전기자동차용배터리업체기술동향 IV. 결론 27 -

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1 미국 전지 분야의 기술 및 산업동향 주요 내용 요약 서론 미국 전지 산업 시장 동향 미국 전지 기술 개발 현황 및 동향 결론 작성 장영 책임연구원, 미국기술협력거점 감수 이범진 팀장, 국제협력기획팀

2 목 차 주요내용요약 1 I. 서론 2 II. 미국전지산업시장동향 5 III. 미국전지기술개발현황및동향 19 미국전지기술개발진행상황및계획 미국주요전기자동차용배터리업체기술동향 IV. 결론 27 -

3 주요내용요약 에너지를저장할수있는전지의수요는모바일환경의확산과스마트폰, 태블릿 PC, 스마트가전, 자동차, 항공, 우주산업등수요처의다변화및고도화에 힘입어지속적으로확대되고있는추세. 최근들어기존휴대용전자기기에주로적용되는이차전지는화석연료고갈에대한우려와지구환경오염에대한우려가커짐에따라하이브리드전기자동차 (Hybrid Electric Vehicle), 플러그인하이브리드전기자동차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 더나아가서는순수전기자동전기자동차, 에너지저장시스템등의새로운응용분야는새로운리튬이온전지를요구. 에너지저장시스템 (Energy Storage System: ESS) 은생산된전력을저장했다가전력이 가장필요한시기에공급하여에너지효율을높이는시스템으로전기를모아두는배 터리와배터리를효율적으로관리해주는관련장치로구성. 현재미국에서는다양한응용분야에사용되는전지에대해가격과제품이우수한업체발굴을위해노력하고정책적으로중 - 국내업체는시장동향과기술개발동향을지속적으로파악하고, 동종첨단기술보유업체와합작또는자체기술개발및마케팅전략수립이필요함. 본보고서에서는점차중요성이커지고있는전지산업의기술및시장동향을미 국의중심으로알아보고향후전지산업의발전가능성및시장전망에대해서살펴보 고자함. -1-

4 I 서론 에너지를저장할수있는전지의수요는모바일환경의확산과스마트폰, 태블릿 PC, 스마트가전, 자동차, 항공, 우주산업등수요처의다변화및고도화에 힘입어지속적으로확대되고있는추세. 최근들어기존휴대용전자기기에주로적용되는리튬이온이차전지는화석연료고갈에대한우려와지구환경오염에대한우려가커짐에따라하이브리드전기자동차 (Hybrid Electric Vehicle), 플러그인하이브리드전기자동차 (Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 더나아가서는순수전기자동전기자동차, 에너지저장시스템등의새로운응용분야는새로운리튬이온전지를요구. 그림. 에너지저장이요구되는영역, Source: IDTechEx -2-

5 에너지저장시스템 (Energy Storage System: ESS) 은생산된전력을저장했다가 전력이가장필요한시기에공급하여에너지효율을높이는시스템으로전기를 모아두는배터리와배터리를효율적으로관리해주는관련장치로구성. 효율적인전력활용, 고품질의전력확보, 안정적인전력공급측면에서에너지저장시스템의필요성이증대. - 현재전력시스템은피크타임전력수요에맞춰전력용량을증설해야하는구조로, 전력수요와공급간불일치가발생하여발전소건설에비용이많이소모되며, 심야에잉여전력이과다되는등이비효율적인반면, 에너지저장시스템을활용하여수요와공급의불일치를해소하여전력활용의효율성을증대. - 신재생에너지사용확대및전력품질문제해결을위해에너지저장기술이필요. - 한국에서도여름전력예비율하락으로인한전력공급의우려로인하여, 병원, 데이터센터, 반도체공장등전력공급이꼭필요한기관들의비상전원으로에너지저장시스템의중요성이커짐. - 에너지저장기술은스마트그리드구현을위한핵심기술로스마트그리드는공급자와소비자가정보를교환해에너지효율을최적화하는게핵심요소. - 에너지저장산업은전력산업변화의핵심기술로부상할전망. 전지는한번쓰고버리는 1차전지와외부전원으로공급받은전기를충전하여반영구적으로사용할수있는 2차전지로구분. - 2차전지는다시양극재의원료에따라납축전지와리튬이온전지로분류. - 납축전지는주로자동차용배터리와산업용예비전원의용도로사용되는데현재글로벌전지시장에서가장큰규모를차지. -3-

6 - 리튬이온전지는휴대폰, 노트북등의 IT 용배터리와전기차, ESS 등의 용도로사용되는데납축전지보다시장규모는작지만향후성장속도가높을 것으로예상. 그림 년전지판매현황, Source: IDTechEx 리튬이차전지는주로휴대폰등모바일기기의전원으로사용되고있지만, 대용량화기술이발전함에따라자동차및에너지저장등의용도로사용이확대되고있는중. - 자동차분야로의사용확대는리튬이차전지수요확대의성장동력으로작용할전망. - 리튬이차전지를이용한에너지저장기술이가장실현가능한기술로주목. 본보고서에서는점차중요성이커지고있는전지산업의기술및시장동향을 미국의중심으로알아보고향후전지산업의발전가능성및시장전망에대해서 살펴보고자함. -4-

7 II 미국전지시장동향 주요국들은온실가스감축, 대체에너지확보등을위해 2차전지를미래성장동력으로육성하고자경쟁. - 온실가스감축, 대체에너지원개발을위해세계각국은태양광, 풍력등신재생에너지보급확대를위한정책을펴고있슴. - 미국, 일본, 중국등은 2차전지 R&D, 제조 실증등에대규모예산을지원하고있으나, 우리는절대적인규모면에서아직부족한상황 2015년 2차전지시장은 270억불이상으로성장할것으로전망되며, 최근전기차와에너지저장을위한대용량전지시장이확대될전망. - 2차전지는신재생에너지, 온실가스감축등과같은녹색산업과첨단 IT 기기등첨단융합산업발전에핵심적인분야임. - IT, 에너지, 자동차시장의패권은 2차전지에의해크게영향을받을것이므로국가차원에서관심을갖고육성해야하는필수산업. - 중국, 일본등은 2차전지에필수적인리튬등희소금속을확보하기위해국가차원에서적극적으로움직이고있으며, 우리도볼리비아와리튬개발을위한 MOU를체결하여선제적으로대응하고있슴. 미국은자동차종주국으로서자존심을회복하기위해전기차개발에집중하고있으며, 전기차의핵심인배터리기술력확보에노력하고있음. - GM 볼트에배터리독점납품계약을맺은 LG화학의미시건주 2차전지공장기공식에오바마대통령이참석할정도로관심을보이고있슴. - 휴대폰에필요한셀이 1개인반면, 전기차에는 7,000개이상의셀이장착될정도로많은리튬이온전지가필요한상황. -5-

8 - PHEV 차량인 GM 볼트에사용되는리튬이온전지는무게가 180kg 이며, 이는납축전지사용시 850kg, 니켈수소전지 470kg 가필요할정도로높은 에너지를저장하고있슴. 세계각국은리튬이온전지의안전성을검증하기위한인증시스템을강화하고있으며, 이에대한국가차원의대응책마련필요. - 미국은 '06년부터자국에서판매되는모바일기기용리튬이온전지의안전성에대한인증을실시하고있으며, 08년부터강화된시스템을적용. 에너지저장시스템시장은신재생에너지확산및고품질전력수요증가로빠르게성장할것으로전망 년에너지저장시스템시장은약 142억달러로추정되며, 2020년에는 536억달러, 2030년 1,300억달러시장으로성장할것으로전망. - 분야별로는 2012년비상전원용 105억달러, 전력용 34억달러, 가정용 3억달러로비상전원용이전체에너지저장시스템시장의 74% 를차지. 에너지저장시스템용리튬이차전지 - 에너지저장기술중리튬이차전지가주도기술로부상할것으로예상. - 에너지저장을위한여러가지기술들이경합하고있으며, 이중배터리방식이물리적저정방식보다시장에서선호될것으로예상. - 배터리방식중에서는리튬이차전지가고효율, 고성능및우수한충방전특성으로에너지저장기술을선도할것으로전망. - 리튬이차전지는용량확장성, 에너지변환효율, 친환경적으로타경쟁기술대비많은장점. - 에너지저장용리튬이차전지시장규모는 2012년 8억달러, 2015년 71억달러, 2020년 193년달러로연평균 49% 씩성장할전망. -6-

- 리튬이차전지시장점유율은 2012년 6% 에서 2020년 36% 로높아질전망. - 리튬이차전지수요확대에가장큰걸림돌은가격으로에너지저장장치의높은가격으로인해수요는정부시범사업등공공용도에제한. - 리튬이차전지가격이 $400/kWh까지떨어지는 2015년을기점으로에너지저장장치의수요가급격히증가할것으로예상. - 또한, 리튬이차전지시장의큰축을차지하는분야는전기자동차시장임.

9 - 리튬이차전지시장점유율은 2012년 6% 에서 2020년 36% 로높아질전망. - 리튬이차전지수요확대에가장큰걸림돌은가격으로에너지저장장치의높은가격으로인해수요는정부시범사업등공공용도에제한. - 리튬이차전지가격이 $400/kWh까지떨어지는 2015년을기점으로에너지저장장치의수요가급격히증가할것으로예상. - 또한, 리튬이차전지시장의큰축을차지하는분야는전기자동차시장임. 그림. 미국전지시장의수요와공급량. 자료원 : The Freedonia Group, Inc 주요국에너지저장산업동향을살펴보면, 미국, 일본, 유럽등주요선진국들은 연구개발및실증을활발하게추진중이며사업화단계에진입하였고, 특히리튬이 차전지업체들은정부와협력을통해시장창출을노력중. 미국 : 대형전력회사를중심으로기술개발및실증연구집중추진중. - 에너지저장시스템설치의무화법안을발표 ( 캘리포니아주전력회사 ). - 캘리포니아주정부가자체적인인센티브제도를통해 2011년부터 ESS에보조금을지급. - Peak발전량에따른 ESS도입법안을마련하여 2014년까지피크전력의 2.25% 설치를의무화 년까지공급전력의 5% 설치공급할예정으로미국 AES사는화력발전 -7-

10 설비에 20MW 급에너지저장시스템을설치. 일본 : 2012년부터 369억엔규모의보급사업추진 년 3월부터에너지저장시스템설치보조금사업을추진. - 지방자치단체 ( 도쿄 / 사이타마현 ) 별에너지저장시스템보조금을지급. - 신재생에너지발전용, 가정용등다양한분야에서기술개발을추진하여 NaS, 리튬이차전지등에서앞선기술력을확보. - 파나소닉, NEC 등일본주요전자회사가에너지저장시스템시장에뛰어들어다양한제품을출시중. 유럽 : 국책과제로스마트그리드와연계한에너지저장기술개발. - 프랑스 SAFT사와독일 CONERGY사등이참여하여국책과제인 Solion 프로젝트를추진중으로, Solion프로젝트를통해에너지저장신기술및이를제어할수있는관련기술개발을서두르고있슴. 미국, 일본, 유럽등은본격적인실증사업에착수하였으나, 국내의경우가정용 ESS가실증초기단계이고큰수요가예측되는전력망용대규모 ESS 실증은전무한상태. - 에너지저장산업이풍력산업의전철을반복하지않기위해서는국가차원의실증을위한초기시장조성이필요. 전지가요구되는자동차시장은 7천만대근처에서성장이정체되지만, 하이브리드차, 전기차로대표되는그린카의비중은점차확대될전망. - 그린카는 20년에는 2천만대에육박하고리튬이온전지를탑재한자동차는 1천만대까지확대되어리튬이온시장도 400억불까지성장. 리튬이온전지시장의규모는 150 억달러 (2012 년기준 ) 으로추정되는데이 중에서소형전지의비중이 90% 이상을차지하고있어절대적인영향력. -8-

11 - 소형전지의애플리케이션별출하비중을살펴보면휴대폰 (44%), 노트북 (27%), 태블릿 PC(6%) 등이중요한전방산업제품들임. 그림. 전지종류별전세계전지시장비율, 자료 : Frost & Sullivan (2009) 그림. 미국일차전지시장의수요량. 자료원 : The Freedonia Group, Inc 리튬이온전지는형태에따라 1) 원통형, 2) 각형, 3) 폴리머전지로분류. - 1) 원통형은주로노트북에사용되며전동공구와전기자전거등에도사용. -9-

- 2) 각형은스마트폰, 디지털카메라같은모바일기기에사용되며노트 PC 등과같은기기에도사용. - 3) 폴리머전지는얇고가벼운 IT 기기인태블릿 PC 와스마트폰에사용. 글로벌리튬이온전지시장은 2016년까지연평균 8.4% 의성장을기록할것으로예상. - 스마트폰과태블릿PC의판매량증가추세가지속으로배터리의용량도지속적으로증가. - 형태별로보면폴리머전지가연평균 34.

12 - 2) 각형은스마트폰, 디지털카메라같은모바일기기에사용되며노트 PC 등과같은기기에도사용. - 3) 폴리머전지는얇고가벼운 IT 기기인태블릿 PC 와스마트폰에사용. 글로벌리튬이온전지시장은 2016년까지연평균 8.4% 의성장을기록할것으로예상. - 스마트폰과태블릿PC의판매량증가추세가지속으로배터리의용량도지속적으로증가. - 형태별로보면폴리머전지가연평균 34.6% 성장하여원통형 (-2.6%) 과각형 (- 2.4%) 의성장률을압도할것으로예상. - 폴리머전지는 2012년에글로벌리튬이온전지시장에서 24.6% 의점유율을기록하고있지만 2016년에는 51.4% 까지확대할것으로전망. - 리튬이차전지수요증가에따라핵심부품들의수요도크게증가. 그림. 미국이차전지시장의수요량. 자료원 : The Freedonia Group, Inc 리튬이온전지시장내에서중대형전지가차지하는비중은 2012년기준으로 10% 이하인것으로추정. - 중대형전지의전방산업인전기차, ESS 시장이본격적인성장단계에진입하지못했기때문. -10-

13 - 전기차용중대형전지시장은 2012년기준으로 26억달러규모이지만이중에서 70% 는일본업체들이 HEV( 하이브리드차 ) 모델에적용하고있는니켈수소전지에서발생. - 전기차용리튬이온전지시장은 8억달러규모로추정. - ESS시장의규모는 61억달러규모로추정되지만이중에서리튬이온전지가차지하는시장은 4억달러규모로예상. - 향후리튬이온전지시장의성장은중대형전지의확산여부가관건. - 에달려있다. 따라서중대형전지부문의성장성을점검하는것이 2010년에미국의오바마정부는전기차개발과인프라구축에정부보조금 50억달러를지급하고대출을정부가보증하는정책을시행하여전기차시장확대를지원. - 오바마정부는 2015년전기자동차 (EV) 100만대보급을목표로기술개발및관련산업육성에위해전기차용배터리기술개발관련 9개항목총 48개프로젝트에총 24억달러를미국경기회복부양법 (The American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (ARRA)) 으로부터지원. - 이중 15 억달러를배터리관련산업분야에지원할예정임. - 상용화에필요한대규모투자와함께세제인센티브도함께제공. - 미국의배터리산업육성과전기동력부품및전기자동차의개발가속화. - 특히미국 3대자동차메이커, GM, Chrysler, Ford 3개사에서첨단하이브리드자동차및전기자동차생산, 배터리, 전기동력요소부품개발을위해약 4억달러이상지원. - 첨단차량과배터리종사자들의교육및훈련프로그램에도 1천만달러이상이지원. 표. 미국경기회복부양법 (ARRA) 전기저장펀딩의수혜자 -11-

14 자료원 : Bill Canis, Battery Manufacturing for Hybrid and Electric Vehicles: Policy Issues, 2013, -12-

15 시장조사전문기관인 Pike Research 에의하면, 전기자동차용배터리시장규모는최근몇년간유가급등, 온실가스문제, 친환경자동차에대한정부및자동차완성업체의관심증가로배기량제로인전기차생산이증가될전망이어서, 2015 년까지 80 억달러에이를것으로전망 2007년 GM이 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 플러그인하이브리드 ) 방식의 Volt를선보이면서관심이고조. - GM Volt의판매량은일반가솔린자동차에비해높은가격으로인하여당초목표인 3~4천대 / 월을하회하는 1~2천대 / 월수준을기록 년 6월에테슬라는기업공개를단행한테슬라는 2009년에미국정부로부터 4억6,500만달러의융자보증을받아냈고, 이어서다임러와도요타를투자자와파트너로끌어들임. - 테슬라는 GM의 EV1 개발에참여했던알코코니에게 15만달러를투자하여배터리를개발하도록후원. - 테슬라는코코니는수천개의원통형리튬이온배터리를한팩으로묶은전기차용배터리를개발했는데이를장착한전기차는불과 3.6초만에시속 60마일의속력을냈다. - 테슬라가 2012년에출시한스포츠카모델S는 7만2천달러라는높은가격에도불구하고올해 2만대이상의판매량을기록. - 테슬라에적용한기술로배터리용량을 40~80kwh까지확대하여주행거리를기존전기차의 2배가넘는 300km 이상으로늘렸고, 의도적으로고가의스포츠카로제작하여타겟고객층인상류층의가격에대한저항을줄였기때문. - 테슬라는비용과주행거리에대한해결책을보여줌으로써전기차시장확대에대한가능성을높임. -13-

그림. 전지가격과연료가격비교시전기자동차의경쟁력, 자료원 : US Energy Information Administration: McKinsey analysis. 전기차시장의확대와함께리튬이온전지시장의주도권역시 IT용소형전지에서전기차용중대형전지로이동할것으로예상.

16 그림. 전지가격과연료가격비교시전기자동차의경쟁력, 자료원 : US Energy Information Administration: McKinsey analysis. 전기차시장의확대와함께리튬이온전지시장의주도권역시 IT용소형전지에서전기차용중대형전지로이동할것으로예상 년전기차용중대형전지시장규모는 264억달러규모로 IT용소형전지시장 (138억달러) 의 1.9배가될것으로전망. - 전기차에사용되는배터리용량은테슬라의경우 40kWh( 기본형 ) 인데이는 IT용소형전지인스마트폰의배터리용량 (7.86Wh) 의 5,070배수준. -14-

그림. 미국이차전지시장분포. 자료원 : Aarkstore Enterprise 세계자동차시장은친환경에너지중심의미래형교통수단으로가속 - 미국의빅 3 인 GM, Ford, Chrysler 를비롯해 Tesla, Zap, Honda, Toyota, Nissan, Mitsubishi, Fisker, BYD 사들은각종종류의전기자동차를생산또는출시예정임.

17 그림. 미국이차전지시장분포. 자료원 : Aarkstore Enterprise 세계자동차시장은친환경에너지중심의미래형교통수단으로가속 - 미국의빅 3 인 GM, Ford, Chrysler 를비롯해 Tesla, Zap, Honda, Toyota, Nissan, Mitsubishi, Fisker, BYD 사들은각종종류의전기자동차를생산또는출시예정임. 자동차용배터리는기존주류기술인니켈수소전지수요에서고효율리튬이온전지수요로이동중 년도요타가하이브리드자동차인프리우스를처음상용화한이래니켈수소전지가배터리시장을석권해왔는데, 판매된하이브리드자동차의 90% 가니켈수소전지였고 10% 가납축전지였슴. - 리튬이온전지는무게가가볍고에너지밀도와출력전압이다른전지보다우수해휴대폰, PDA, 내비게이션등소형 IT 제품에널리사용되다가전기자동차용배터리제품으로각광받기시작함. -15-

18 - 리튬이온전지는과열되면폭발가능성이높아안전성문제가제시되고있지만, 95% 이상재생이가능한친환경특성으로인해자동차시장에서차세대기술로주목받고있음. - 현재니켈수소전지에비해단가가비싸일부고급차량에장착됨. - 안전면과가격측면을제외하면리튬이온배터리는니켈수소배터리보다우위이고, 안전성문제는많은연구가진행되고있기때문에해결되는것은시간문제이고, 가격측면은개발비용이나설비투자등의선행비용이들지만자동차업체의수요가급속하게증가할것으로예상돼니켈수소보다점차수요가증가할것으로전망됨. < 표 > 미국리튬이온전지제조업체 자료원 : Bill Canis, Battery Manufacturing for Hybrid and Electric Vehicles: Policy Issues, 2013,

19 세계친환경자동차시장은화석연료엔진에서동력구동모터기술로주요역할이전환되면서배터리기술과가격이시장을좌우할것으로예상 - 우수한엔진을제조하는업체가자동차업계를선도했지만향후에는오래지속되고안전한배터리를제조하는회사가친환경자동차시장경쟁에서핵심역할을할것으로예상 - 표. 미국에서판매된전기자동차와전체자동차판매량. 자료원 : David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) 최근 ESS 분야에서가장주목받고있는방식은 2차전지를이용한전기저장방식임. - 리튬이온전지는다른전지에비해에너지밀도가높고에너지효율이좋기때문에 ESS에가장적합한방식으로평가받고있슴. - 또한리튬이온전지는셀 (Cell) 단위로구성되어있어용량변화에신속하게대응할수있다는장점. -17-

20 - 기존의리튬이온전지업체들은 ESS용수요에대처하기위해중대형전지역량을강화 - 다만다른방식에비해상대적으로높은가격은리튬이온전지의단점. - 에너지효율개선에대한수요증가와신재생에너지확대의영향으로 ESS에대한수요가급증할것으로예상 - 리튬이온전지를활용한 ESS시장은 2013년 1.4GWh에서 2020년 20.6GWh로연평균 46.8% 성장하여 ESS 방식중에서가장높은성장세를기록할전망. - 금액적으로는 2020년에 174억달러의리튬이온전지수요가 ESS시장에서창출될것으로예상. 현재미국에서는다양한응용분야에사용되는배터리에대해가격과제품이우수한업체발굴을위해노력중이므로국내업체는시장동향과기술개발동향을지속적으로파악하고, 동종첨단기술보유업체와합작또는자체기술개발및마케팅전략수립이필요함. -18-

21 III 미국전지기술개발현황및동향 에너지저장에사용되는기술은응용분야에따라서캐패시터, 수퍼캐패시터, 전 지 ( 배터리 ) 와연료전지등의다양하게분류가가능하며이에따른특별한기술과 재료가요구. 그림. 에너지저장기술의종류 전지기술개발동향은새로운물질과기술개발을바탕으로전지의가격은하락하고에너지밀도는증가하는추세로진행. - 미국에너지성이 2013 년제시한전지로드맵에서는새로운물질및기술방향을제시 년까지전지가격은현재의 1/4 배로줄이고, 크기와무게는반으로줄이는것으로목표 -19-

22 그림. 전지가격과에너지밀도에대한향후로드맵. 자료원 : NEDO 그림. 미국에너지성이 2013 년제시한전지로드맵, 자료원 : David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) 전지는한번쓰고버리는일차전지와재사용이가능한이차전지로구분. -20-

23 - 특히, 높은출력과우수한충방전성능으로휴대용 IT기기용널리사용중인리튬이차전지는양극재, 음극재, 전해질, 분리막등의주요 4가지물질로구성되며, 전체생산원가의 50% 를차지. - 소재부분의원가구성을살펴보면중양극재가 44% 를차지하여가장높은비중을차지하며, 분리막 14%, 음극재 10%, 전해질 7% 순으로차지. 그림. 전지기술의종류와분류 -21-

24 그림. 전지에사용되는주요물질 그림. 전지의종류에따른에너지밀도, J.-M. Tarascon & M. Armand. Nature. 414, 359 (2001). -22-

미국전지기술개발진행상황및계획 새로운전지분야의기술개발을통하여하이브리드와전기자동차분야의큰시장에진입. 기술개발을통한가격경쟁력, 무게감소, 부피감소와안정성을향상 미국에너지성의전지분야연구개발성공사료로, NiMH 와리튬이온전지를자동차시장에도입하였슴. - Nickelate technology (JCI): BMW, Mercedes.

25 미국전지기술개발진행상황및계획 새로운전지분야의기술개발을통하여하이브리드와전기자동차분야의큰시장에진입. 기술개발을통한가격경쟁력, 무게감소, 부피감소와안정성을향상 미국에너지성의전지분야연구개발성공사료로, NiMH 와리튬이온전지를자동차시장에도입하였슴. - Nickelate technology (JCI): BMW, Mercedes. - Manganese technology (LG Chem, MI): GM Volt & Ford Focus EV. - Iron phosphate technology (A123Systems): Fisker, GM Spark. 그림. 미국에너지성전지분야연구개발비예산현황, 자료원 : David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) -23-

26 그림. 미국전지기술개발의활동현황및구성도, 자료원 : David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) 그림. 미국자동차용전지기술개발방향및목표치, 자료원 : David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) -24-

27 미국주요전기자동차용배터리업체기술동향 - 세계적으로자동차용리튬이온전지를생산할수있는주요업체는 110 여개로일본의 Panasonic EV Energy, Sanyo Electric, Hitachi, Automotive Energy Supply 사와미국의 Johnson Control-Shaft, A123 System, EnerDel, 한국의 LG Chem, Samsung SDI, 중국의 BYD 사가선도기업임. A123 System - MIT 대학과조인트벤처로시작한업체로, 일본의 IHI 사와제휴와미국에너지부의 ATVM 인센티브프로그램으로부터 2 억 4,900 만달러의재정지원금을받아미시간주리보니아시에리튬이온전지공장을설립중. - HEV 자동차용배터리 500 만대및 PHEV 자동차용배터리 500,000 대를 2013 년까지생산할계획. - 크라이슬러사의수주를받아올해부터제품을공급할예정. 크라이슬러사는 2010 년에 EV 자동차를출시, 2014 년까지 4 가지타입의 PHEV 자동차를생산할예정임. EnerDel 년 5 월에미국에너지부로부터 1 억 1,850 만달러의재정지원금을지원받아인디애나주에자동차용배터리공장을설립. - 미국최초로자동차용배터리대량생산시설을설비한업체. - 전기자동차만생산하는 Fisker Karmer 사의 PHEV 자동차용배터리수주를받아출시. - Volvo 사의 V70 PHEV 자동차와 C30 EV 자동차로부터수주를받아공급할예정임. Johnson Control-Saft Advanced Power Solution - 미국의 Johnson Control, 프랑스의 SAFT 사와조인트벤처업체로미국에너지부로부터 2 억 9,900 만달러의재정지원금을받아미시간주 -25-

28 홀랜드시에배터리공장을설립중이고, 포드사의 EV 자동차에배터리를공급예정임. - 유럽에서도배터리공장을운영중인데 Mercedes-Bebs 의 S-Class 와 BMW 의 7 시리즈에배터리제품을공급함. Compact Power, Inc (LG Chem 북미법인 ) - 미국에너지부로부터 1 억 5140 만달러의재정지원금을받아미시간주공장이설립. - GM 시보레볼트플러그인전기자동차에사용될배터리를수주 삼성 SDI(SB LiMotive) - Robert Bosch 사와조인해 SB LiMotive 사를설립, 2008 년부터리튬이온전지를개발하고있으며 2011 년부터세계시장에공급. - GM 의전기자동차에사용될배터리의복수공급업체로선정. -26-

29 VI 결론 에너지저장기술은스마트그리드, 전기차및신재생에너지등의차세대성장산업의시장지배력확대를위한핵심기술로써의중요성이부각. - 에너지저장산업은단일시장으로가치보다에너지저장기술이적용되는스마트그리드, 전기차, 신재생에너지시장에대한파급효과도주목. - 스마트그리드시장은 2011년 289억불에서 2017년 1,252억불로연평균 28% 성장할것으로전망. - 전기차에들어가는리튬이차전지시장규모는 2010년 7억 3000천만달러에서 2020년 400억달러시장으로성할것으로예상 년이후에너지저장시스템가격하락과더불어본격적인시장이형성될전망. - 마그네슘전지, 금속-공기전지등신개념기술들이개발되고있으나, 성능검증후시장에적용되기까지는많은시간이소요될것이나, 향후에너지저장시장은리튬이차전지를중심으로성장할전망. 리튬이차전지시장의성장세는자동차및에너지저장용등의신규수요창출로양호한성장세가유지될전망. - 현재리튬이차전지는핸드폰및노트북용으로주로사용되고있으나, 2011년을기점으로자동차용리튬이차전지수요가크게성장할전망. - 또한신재생에너지에서생산되는전기를저장하기위한에너지저장용수요는현재까지미미한수준이나, 신재생에너지발전이보다확대될경우리튬이차전지를이용한에너지저장수요도크게증가할전망. - 전기차용리튬이차전지의성공을위해선가격절감및핵심부품의성능개선이필요함 -27-

30 현재미국정부는차세대에너지저장기술등에다양한정부보조금을지급하고대출을정부가보증하는정책을시행하여시장확대및기술개발을지원. - 오바마정부는 2015년전기자동차 (EV) 100만대보급을목표로기술개발및관련산업육성에위해전기차용배터리기술개발관련 9개항목총 48개프로젝트에총 24억달러를미국경기회복부양법 (The American Recovery and Reinvestment Act of 2009 (ARRA)) 으로부터지원. - 이중 15 억달러를배터리관련산업분야에지원할예정임. - 상용화에필요한대규모투자와함께세제인센티브도함께제공. 현재국내기술동향은상용화되는정도로원천및소재기술, 실증경험측면에서선진국대비경쟁력이약세인상황. - 리튬이차전지제조기술을제외하고는에너지저장기술전반에걸쳐선진국대비기술격차가있는상황으로리튬이차전지제조기술분야는 2012 년기준으로시장점유율 42.3% 를차지하여일본 (35.4%) 를크게앞서고있는상황. - 리튬이차전지원천기술및소재부분에서는일본기업의 50~70% 수준인것으로평가받고있는데, 특히원천기술및실증부분에서선진국과의격차가크다. - 에너지저장산업은주도권확보를위해선기술검증및투자확대를위한초기시장조성이무엇보다도중요. - 응용분야별기술개발전략과부품소재분야전문기업육성을위한지원확대가필요. -28-

31 < 참고문헌 > - Bill Canis, Battery Manufacturing for Hybrid and Electric Vehicles: Policy Issues, 2013, - David Howell, DOE, U.S. Battery R&D Progress and Plans (2013) forecasts-opportunities-innovation asp The Freedonia Group, Inc. Barry Huret, president of battery consulting company Huret Associates Inc. in Yardley, Pa, USA ( J.-M. Tarascon & M. Armand. Nature. 414, 359 (2001). - New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) - Electric Power Research Institute(2010), Electricity Energy Storage Technology Options - 美에너지부 & Pacific Northwest National Laboratory(2012), National Assessment of Energy Storage for Grid Balancing and Arbitrage - David Connolly(2010), A Review of Energy Storage Technologies - Imperial College London(2012), Strategic Assessment of the Role and Value of Energy Storage Systems in the US Low Carbon Energy Future - SDI(2012), 국내 ESS 보급동향및향후전망 - KEPCO(2012), 대용량전력저장시스템기술실증현황및향후전망 - 지식경제부 (2012), 대용량전력저장장치보급촉진방안 - 박미진, 코트라디트로이트무역관, 미국전기자동차용배터리시장동향, 강정화, 에너지저장산업의현재와미래, 메탈넷코리아, 강정화, 한국수출입은행, 리튬이차전지산업동향,

32 KIAT 산업기술정책브리프 [ 호 ] 미국 전지분야의기술및산업동향 발행발행가 일 : 2013 년 8 월 처 : 한국산업기술진흥원 격 : 비매품 서울시강남구테헤란로 305번지 KIAT 산업기술정책브리프는한국산업기술진흥원홈페이지 ( 를통해서도보실수있습니다. 본브리프의내용은저자개인의의견으로우리원의공식입장과는무관합니다. -30-

목 차 주요내용요약 1 Ⅰ. 서론 3 Ⅱ. 스마트그리드산업동향 6 1. 특징 2. 시장동향및전망 Ⅲ. 주요국별스마트그리드산업정책 17 Ⅳ. 미국의스마트그리드산업동향 스마트그리드산업구조 2. 스마트그리드가치사슬 3. 스마트그리드보급현황 Ⅴ. 미국의스마트그리드정

목 차 주요내용요약 1 Ⅰ. 서론 3 Ⅱ. 스마트그리드산업동향 6 1. 특징 2. 시장동향및전망 Ⅲ. 주요국별스마트그리드산업정책 17 Ⅳ. 미국의스마트그리드산업동향 스마트그리드산업구조 2. 스마트그리드가치사슬 3. 스마트그리드보급현황 Ⅴ. 미국의스마트그리드정 2012-02 2012. 1. 13 미국스마트그리드산업의 Value Chain 및정책동향 주요내용요약 서론 스마트그리드산업동향 주요국별스마트그리드산업정책 미국의스마트그리드산업동향 미국의스마트그리드정책동향 21세기스마트그리드산업전략 결론 작성김정욱책임연구원, 미국거점 kjwcow@kiat.or,kr +1-404-477-3288 감수조영희팀장, 국제협력기획팀 yhcho@kiat.or.kr