요 약 리튬이차전지개요및산업동향 4차산업혁명이몰고올스마트화시대의가장중요한기술로이차전지산업이주목받고있으며, 리튬이차전지가기술표준으로자리매김하고있음 전기차로대변되는스마트카 에너지저장기술이핵심인스마트그리드등전기수요를능동적으로조절할수있는핵심기술로이차전지가주목받고있음 세기중반납

Issue Report Vol. 2016- 산업 -08 (2016.12.15) 해외경제연구소 4 차산업혁명을밝힐리튬이차전지산업동향 리튬이차전지개요및기술동향 분야별리튬이차전지시장동향 주요기업동향 국내리튬이차전지산업동향 시사점 확인 : 팀장이재우 (3779-6685) jaewoolee@koreaexim.go.kr 작성 : 선임연구원강정화 (3779-5327) nicekang@koreaexim.go.kr

요 약 리튬이차전지개요및산업동향 4차산업혁명이몰고올스마트화시대의가장중요한기술로이차전지산업이주목받고있으며, 리튬이차전지가기술표준으로자리매김하고있음 전기차로대변되는스마트카 에너지저장기술이핵심인스마트그리드등전기수요를능동적으로조절할수있는핵심기술로이차전지가주목받고있음 세기중반납축전지를시작으로휴대전자기기의급속한보급과함께니켈수소전지가이차전지시장을주도했으나 최근들어에너지저장밀도소형화 경량화 및가격경쟁력을확보한리튬이차전지로급속히대체 전기차및에너지저장등중대형리튬이차전지시장개화의선결조건은가격문제해결 리튬이차전지의용도는 기기에서부터전기차및에너지저장에이르기까지다양하게개발되고있으나 수요확대의가장큰걸림돌은가격문제 전기차및에너지저장등새로운수요창출속도는결국가격하락속도에비례해커질전망 2015년기준전기차용리튬이차전지가격은 $384/kWh 이며, 비용구성을살펴보면이차전지소재비용 44%, 패킹비용 24%, 운영비 16%, 자본비용 15%, 기타 1% 로구성 전기차용리튬이차전지가격의 를차지하는소재비용을세분해보면양극재 분리막 음극재 전해질 기타 로구성 중대형리튬이차전지제조단가중소재비용이가장높은비중을차지해 제조단가를낮추기위해선소재비용의절감이반드시필요

년기준지역별전기차용리튬이차전지생산비용 을 살펴보면중국 한국 일본 미국 유럽 순 전기차용리튬이차전지의제조단가가가장낮은지역은중국이며 중국은거대내수시장까지확보하고있어가격측면에서는경쟁력을 확보하고있음 그뒤를한국이중국보다 정도가격경쟁력이떨어지나품질과생산 효율성측면에서는세계적인수준을확보 일본 미국등은원천기술을확보하고있으나 생산비측면에서 열세를보이고있음 테슬라사가 억달러를투입해건설중인기가팩토리성공여부가리튬 이차전지제조경쟁판도에큰변수가될전망 년전기차용리튬이차전지가격은 대로하락할것으로 예상되며 이가격대까지하락할경우연료가격이 갤론이상에서는 전기차가가격경쟁력을확보할수있을전망 년기준전기차용리튬이차전지가격이 인상황에 서는갤런당 달러이상에서가격경쟁력을가질수있으나 년 월기준미국휘발유가격은갤런당 달러에불과 전기자동차가격이내연기관자동차와경쟁할수있는수준으로 떨어지기위해선리튬이차전지가격인 가필요 현재리튬이차전지가격하락추이를살펴보면연 씩하락할 경우 년경에는목표치인 달성이가능할전망 분야별리튬이차전지시장현황및전망 년기준세계리튬이차전지시장규모는 이며 기기용리튬이차전지시장규모는 현재까지리튬이차전지주사용분야는스마트폰등소형 기기 이며 전체리튬이차전지시장의 를차지하고있음 스마트폰및소형 기기수요가증가함에따라 기기용리튬 이차전지수요도연평균 씩성장해 년 시장을 형성할전망

기기용리튬이차전지시장점유율을살펴보면삼성 가 로 위를차지하고있으며 화학이 로 위를기록중 일본파나소닉이 중국 일본소니가 로 업체비중이 에달함 년기준세계최대전기차시장은중국으로올해 만대가 판매될것으로예상되며 그뒤를유럽 만대 미국 만대 일본 만대순 세계전기자동차시장중중국이 를차지하고있으며 유럽 미국 일본 순 중국전기자동차시장은 년 백만대수준으로성장할것으로 예상되며 유럽 백만대 미국 백만대 일본 백만대순 리튬이차전지가격인 가달성되는 년을기점으로 세계전기자동차수요가급증하는티핑포인트가나타나 백만대시 장으로성장할전망 년전기차용리튬이차전지시장규모는 으로예상되며 년 로 증가할전망 년세계전기자동차용리튬이차전지수요는 에달할것으로 예상되며 년시장규모는 로 기기용수요를넘어설것으로 전망 년기준세계에너지저장용리튬이차전지시장규모는 이며 현재초기시장단계이나높은성장성을가진분야 신재생에너지보급이전세계적으로빠르게증가하고있어전력망안 정화를위해에너지저장시스템보급은필수적 에너지저장보급의가장큰걸림돌인비용문제만해결된다며 수요는폭 발적으로증가할전망 년세계에너지저장용리튬이차전지시장규모는 년대비 네배이상증가한 를형성할것으로예상되며 년에는 에달할전망

주요기업동향 년 분기전기차용리튬이차전지판매량은 이며 파나 소닉이시장점유율 를최대 년 분기시장점유율은파나소닉이 로여전히선두를달리고 있으며 중국 의경우전년 였던시장점유율이 로상승 아국업체들의시장점유율은정체되어있는상황에서거대내수 시장을바탕으로중국업체들의약진은아국기업들에게큰위협이 될전망 년기준리튬이차전지국가별소재시장점유율살펴보면원천 기술은일본 가격및시장점유율은중국이강세를보이고있음 양극재및분리막합성기술에서는일본이여전히세계최고로평가받 고있으며 파나소닉및 를중심으로자동차용리튬이차전지시 장에서일본기업들이강세를나타내고있음 저렴한가격장점으로천연흑연이음극재소재로널리사용됨에따라 천연흑연이풍부한중국이최대음극재공급처로부상하고있음 우리나라소재분야시장점유율을살펴보면양극재 음극재 분리막 전해액 에불과 국내리튬이차전지산업동향 화학 삼성 등세계적인수준의완성업체와경쟁력있는소재및 부품을공급하는중소기업들이포진하고있어리튬이차전지산업은 세계최상위권경쟁력을확보 년기준소형 기기용리튬이차전지시장점유율은삼성 와 화학 이세계 위를차지하고있으며 전기자 동차및에너지저장분야에서도경쟁력을확보하고있음 대일의존도가높았던소재분야도양극재는엘앤에프 에코프로 분리막은 이노베이션등국산화가상당부분이루어졌으며 경쟁력도 높아지고있음 하지만음극재등일부소재분야국산소재채택율은여전히낮은 상황

최근중국전기자동차향한국산리튬이차전지에대한배터리인증이슈로우리기업들이어려움을겪고있음 세계최대전기차용리튬이차전지시장인중국에서인증기준이연산 업체로국한하는인증기준발표로우리기업들의진입을막고있는상황 년중국에이차전지생산공장을설립한삼성 와 화학의이차전지생산능력은연 및 수준 이기준에부합하는생산능력을갖춘기업은연간 의생산 시사점 능력을갖춘중국 뿐 리튬이차전지산업은전기차 에너지저장에서부터로봇에이르는다 양한응용분야의핵심기술로자리매김하고있어산업적중요성이더욱더커지고있음 현재까지에너지저장비용이고가인관계로일부제품에만적용되던것이에너지저장비용이낮아짐에따라다양한분야수요가생겨날전망 리튬이차전지최대수요처는자동차산업이될전망이며 현재까지는 초기시장단계이지만 년이후폭발적으로수요가증가할것으로전망 리튬이차전지산업경쟁력강화를위해선규모의경제확보가필요하며 전기자동차및에너지저장장치등관련내수시장활성화를통한지원이필요 년기준국내전기자동차판매량은 대로세계전기차판매량 만대중국내전기자동차시장비중은 에불과 리튬이차전지수요의최대격전지가될전기자동차분야에서중국과경쟁하기위해선규모의경제확보를위한내수시장기반마련이필수적

리튬이차전지개요및기술동향 가. 리튬이차전지개요 이차전지는한번쓰고버리는일차전지 ( 일반건전지 ) 와달리충전을통해재사용이가능한전지를말함 이차전지는외부의전기에너지를화학에너지형태로바꾸어저장해두었다가필요할때전기를꺼내사용할수있는장치 이온상태로존재하는리튬이온 이방전시에는양극 에서음극 으로 충전시에는음극에서양극으로이동하면서전기를생성 양극재료의리튬이온활성화능력및음극재료에서리튬이온을삽입 할 수있는충분한공간의존재가전지의성능을좌우함 리튬이온전지작동원리 이차전지용도가전기자동차 에너지저장등으로용도가확대되면서 차산업 혁명의핵심기술로주목받고있음 차산업혁명은정보통신기술과의융합을통해생산과소비의능동적인소통이가능한진정한스마트시대의도래를의미 전기차로대변되는스마트카 에너지저장기술이핵심인스마트그리드등전기수요를능동적으로조절할수있는핵심기술로이차전지가주목받고있음 이차전지기술중리튬전지가가장주목받고있음 세기중반납축전지를시작으로휴대전자기기의급속한보급과함께 니켈수소전지가이차전지시장을주도했으나 최근들어에너지저장밀도 소형화 경량화 및가격경쟁력을확보한리튬이차전지로급속히대체 - 1 -

년일본 에의해 기기용원통형전지가최초로상업화된이후 년각형 년파우치형 년원통형전지가개발되고 년 전기차용중대형제품이출시 이차전지기술개발을위해많은연구들이이루어지고있으나 리튬이차전지의 성능및가격을능가할수있는기술개발에는상당한시간이소요될전망 금속공기전지 리튬황 나트륨이온 리튬에어등다양한기술이연구되고있으나 실용화지연으로리튬전지기술이 년이후이차전지시장을주도할전망 가. 리튬이차전지기술동향 리튬이온전지는양극재, 음극재, 분리막, 전해액등 4대소재로구성되면, 역할은다음과같음 양극재 리튬이온을제공하는역할을하는소재로비용및성능을좌우하는핵심소재로최근출력 안정성 수명 가격등을개선하기위해코발트함유량을축소하는연구가확대되고있음 전기자동차용리튬이차전지는더높은에너지밀도가요구되기때문에삼성 분계양극소재의전이금속중 함량을 이상높인 양극재가 주목을받고있음 - 2 -

하지만 비율이증가하게되면니켈용출에따른열화현상심화로열안정성이 떨어지는문제가발생해이를해결하기위한연구들이진행중 출처 : 하이투자증권 음극재 충전할때리튬이온을받아들이는역할을하며 주로이용되는물질은흑연으로안전성과가역성 리튬이온을주고받는능력 이뛰어남 음극재는천연흑연 인조흑연 저결정성탄소 금속음극제가있으며 가장많이이용되는 것은천연흑연 과인조흑연 천연흑연은가격이저렴하나충전효율이낮아잘사용되지않았으나중대형이차전지의가격적문제로최근들어천연흑연과인조흑연을혼합해서사용하는추세 인조흑연시장은열처리기술이뛰어난일본이주도하고있으며 천연흑연시장은 자원이풍부한중국이주도 리튬이차전지는지금보다최소두배이상의용량을가져야하며 이를 위해선새로운음극활물질이필요 현재리튬이차전지의성능및안정성향상을위해다양한음극재가연구되고있으나 흑연은가격경쟁력및신뢰성을확보하고있어상당기간흑연이음극재로쓰일전망 - 3 -

출처 : 하이투자증권 분리막 양극과음극사이에서리튬이온을전달하는역할을하며 과전류가 흐를때기공을막아전지회로를차단하는안전장치기능도수행 폴리올레핀계물질이높은이온전도도가지고있으며 단락등에의한 비정상적인전지내부온도상승시다공성기공들이막혀전류가흐르지못하게하는절연막으로기능을수행할수있어가장널리사용 하지만기계적강도가취약하고 열변형이심하여리튬이차전지폭발사고의주요요인 지목됨 리튬이차전지분리막종류및특성 출처 하이투자증권 전해액은양극과음극에리튬이온의전달매개체로유기용매 전해질염및 첨가재로구성됨 - 4 -

등의리튬염을프로필렌카보네이트 에틸렌 카보네이트등의유기용매에용해하여전해액으로사용 전해액의조성및농도등은전지생산업체의일급비밀이며 최근에는 전해액의과충전방지를위한방지제를넣는업체도있음 전기자동차의경우높은안전성을요구하기때문유기용매대신이온전도도를높인폴리머전해액확대사용될것으로보임 리튬이차전지전해질종류및특성 출처 하이투자증권 리튬이차전지기술향상으로 1회충전으로 300km 이상주행가능해졌으며, 이로인해전기차의상품성이크게향상 주행거리 충전시간문제등으로전기차시장은활성화되지못할거란예상이많았으나 시장확대의발목을잡았던기술적문제가해결되고있음 세대전기차는주행거리가 미만이었으나 현재출시되고있는전기차는 이상의주행거리를확보 르노사는올해공개한전기차 는배터리용량을 에서 늘려 주행거리가 에달하며 도 주행이가능한덴자를출시 년이후등장할전기차의경우 회충전으로 이상주행거리를 확보할것으로보여내연기관자동차의주행거리를달성할전망 전기차의주행거리확대는리튬이차전지에너지밀도가 세대보다 이상향상됐으며 배터리모듈냉각구조변경등기술발전때문 - 5 -

리튬이차전지의무선및고속충전기술개발도눈부신속도로발전중 분충전으로완충이가능한충전기술이상용화단계에도달했으며 도로주행중충전이가능한무선기술도상용화단계다. 리튬이차전지가격로드맵 전기차및에너지저장등중대형리튬이차전지시장개화의선결조건은가격문제해결 리튬이차전지의용도는 기기에서부터전기차및에너지저장에이르기 까지다양하게개발되고있으나 수요확대의가장큰걸림돌은가격문제 전기차및에너지저장등새로운수요창출속도는결국가격하락속도에비례해커질전망 2015년기준전기차용리튬이차전지가격은 $384/kWh 이며, 비용구성을살펴보면소재비용 44%, 패킹비용 24%, 운영비 16%, 자본비용 15%, 기타 1% 로구성 소재비용 과패킹비용 이전체전기차용리튬이차전지 생산비용의 를차지 년기준전기차용리튬이차전지제조비용현황 출처 블룸버그 - 6 -

전기차용리튬이차전지가격의 를차지하는소재비용을세분해보면 양극재 분리막 음극재 전해질 기타 로구성 년기준 당소재비용은양극재 달러 분리막 달러 분리 막 달러 전해질 달러가소요 중대형리튬이차전지제조단가중소재비용이가장높은비중을차지해 제조단가를낮추기위해선소재비용의절감이반드시필요 년 월 에불과했던하지만리튬가격은 년 월 로 배이상폭등 전기차최대소비국인중국이부족한자국의리튬공급량을제한하면서글로벌시장 가격이폭등함 리튬은매장량이충분한광물이지만채굴해가공 생산하는데 년이상걸리는장기 사이클형광물로 중국의리튬사용량이급격하게늘어나생산과수요의시간차이에 따른공급부족현상이발생 리튬사용확대에따른리튬가격을어떻게조절하느냐가리튬이차전지산업 발전의주요이슈가될전망 주요리튬매장국과매장량 : 칠레 39 백만톤, 볼리비아 29 백만톤, 중국 21 백만톤, 아르헨티나 14 백만톤, 호주 2.7 백만톤 년기준전기차용리튬이차전지소재비용현황 출처 블룸버그 - 7 -

리튬가격동향 출처 전기차용리튬이차전지패킹비용은 달러이며 이중하우징비용이 달러로가장높은비중을차지 비용은 달러이며 모듈컨트롤비용은 달러 전기차용리튬이차전지가대규모투자에따른규모의경제가확보되고 있어패킹부분도제조비용도하락할전망 년기준전기차용리튬이차전지패킹비용현황 출처 블룸버그 년기준지역별전기차용리튬이차전지생산비용 을살펴보면중국 한국 일본 미국 유럽 순 전기차용리튬이차전지의제조단가가가장낮은지역은중국이며 중국은 거대내수시장까지확보하고있어가격측면에서는경쟁력을확보하고있음 - 8 -

그뒤를한국이중국보다 정도가격경쟁력이떨어지나품질과생산효율성 측면에서는세계적인수준을확보 일본 미국등은원천기술을확보하고있으나 생산비측면에서열세를 보이고있음 테슬라사가 억달러를투입해건설중인기가팩토리성공여부가리튬이차전지제조경쟁판도에큰변수가될전망 전기차및에너지저장등중대형리튬이차전지시장주도권을잡기위한치열한경쟁이시작됨 년기준전기차용리튬이차전지제조비용현황 출처 블룸버그 년전기차용리튬이차전지가격은 대로하락할것으로예상되며 이가격대까지하락할경우연료가격이 갤론이상에서는전기차가가격경쟁력을확보할수있을전망 년기준전기차용리튬이차전지가격이 인상황에서는갤런당 달러이상에서가격경쟁력을가질수있으나 년 월기준 미국휘발유가격은갤런당 달러에불과 전기자동차가격이내연기관자동차와경쟁할수있는수준으로떨어지기위해선리튬이차전지가격인 가필요 - 9 -

현재리튬이차전지가격하락추이를살펴보면연 씩하락할경우 년경에는목표치인 달성이가능할전망 위와같은가격로드맵달성을위해선전기차에대한글로벌차원의보조금 제도가필요 < 전기차용리튬이차전지가격하락전망 > ( 단위 : $/kwh) 자료 : 업계자료종합 < 연료비용 VS 리튬이차전지가격에따른주요자동차가격경쟁력현황 > 자료 : 맥킨지 - 10 -

분야별리튬이차전지시장동향 가. IT 기기 년기준세계리튬이차전지시장규모는 이며 기기용리튬이차전지시장규모는 현재까지리튬이차전지주사용분야는스마트폰등소형 기기이며 전체리튬이차전지시장의 를차지하고있음 스마트폰및소형 기기수요가증가함에따라 기기용리튬이차전지 수요도연평균 씩성장해 년 시장을형성할전망 기기용리튬이차전지시장점유율을살펴보면삼성 가 로 위를 차지하고있으며 화학이 로 위를기록중 일본파나소닉이 중국 일본소니가 로 업체비중이 에달함 중국리센 코스라이트 중국 일본막셀 중국 순 한 중 일기업들이리튬이차전지산업을주도하고있으며 시장지배력 확대를위한경쟁이점점더치열해지고있음 <IT 기기용리튬이차전지시장현황및전망 > 자료 : 블룸버그 - 11 -

나. 전기차 미래자동차산업변화의키워드는연비와친환경 각국정부가관련규제를강화함에따란자동차산업의지형은연비와 친환경기준에따라변화하고있음 주요국가들은자동차연비규정및이산화탄소배출량허용기준을강화 하면서친환경자동차생산을장려 미국은평균연비목표를 년까지 로정하고 년까지평균연비를 로강화 평균연비가기준치초과시완성차업체및수입회사에벌금이부과되며 년이후최대 달러까지벌금을부과하는법안추진중 는주행거리당 배출량을 년까지 년까지 년까지 로감축 각국정부는전기차를신성장산업으로육성하기위해 투자 보조금 세제혜택등정책적지원을통해전기차보급확대추진 미국은오바마정부의그린뉴딜정책하에서전기차개발관련프로젝트에 억달러를지원 하고 년까지전기차백만대보급추진 전기차보급확대를위해 년까지연방정부의차량전부를그린자동차 로전환할계획 중국은 년전기차 백만대보급을목표로전기차개발과보급에 억 약 조원 지원 전기차시범도시는 년 개도시에서 년 개도시로확대 전기자동차시장확대는거스를수없는추세로자리잡고있으며 자동차의 화를더욱더촉진할전망 내연기관의엔진처럼전기자동차는전장 디자인 자율기능과같은소프트웨어의 중요성이강조될것이며 이런부분에서강점을가질수글로벌 업체들의 시장진입을촉진할전망 1) 기업평균연비기준 (Corporate Average Fuel Economy) 2) 전기차와충전인프라사업에 4 억달러, 배터리와부품을생산하는업체에 15 억달러, 전기자동차에필요한부품제조업체에 5 억달러지원 - 12 -

< 전기자동차가격및성능특성 > 자료 : 블룸버그 년기준세계자동차판매대수는 백만대이며 이중전기차판매 대수는 만대로전체자동차판매중 에불과 년플러그드하이브리드 자동차를포함한전기차판매대수는 만대로전년대비 증가할것으로예상 현재초기시장에불과한전기자동차시장은 년 백만대를넘어서 전체자동차판매중 를차지할전망 전기자동차시장확대의핵심열쇠는리튬이차전지가격이쥐고있으며 리튬이차전지가격이전망치대로하락할경우세계전기자동차시장규모는 년 백만대 년 백만대로급증할전망 리튬이차전지가격인 가달성되는 년을기점으로세계 전기차수요가급증하는티핑포인트 가나타날전망 년 에불과했던전기차비중이연평균 고성장을지속하여 년 까지높아질전망 3) 티핑포인트 (Tipping Point) : 어떤상품이나아이디어가전염되는것처럼폭발적으로번지는순간 - 13 -

< 세계전기차시장현황및전망 > 자료 : 업계자료종합 년기준세계최대전기차시장은중국으로올해 만대가판매될 것으로예상되며 그뒤를유럽 만대 미국 만대 일본 만대순 세계전기차시장중중국이 를차지하고있으며 유럽 미국 일본 순 중국전기차시장은 년 백만대수준으로성장할것으로예상되며 유럽 백만대 미국 백만대 일본 백만대순 내연기관자동차에서기술력이떨어지는중국은상대적으로진입장벽이 낮은전기자동차분야를적극육성할전망 예상보다빠르게개화되고있는전기차시장의주도권을잡기위한각국 정부의노력이치열해지고있음 충전인프라확대및보조금지원정책등으로전기자동차와자율주행자동차등 자동차분야의새로운패러다임을주도하기위한경쟁이치열해지고있음 - 14 -

< 주요국전기차시장현황및전망 > 자료 : 블룸버그 년전기차용리튬이차전지시장규모는 으로예상되며 년 로 증가할전망 세계리튬이차전지시장의성장동력으로전기자동차가부상하고있으며 리튬이차전지수요확대는전기차성장속도에는달려있음 년세계전기차용리튬이차전지수요는 에달할것으로예상 되며 년시장규모는 로 기기용수요를넘어설것으로전망 년전기차용리튬이차전지시장규모는 년대비 배이상증가한 에달할전망 전기차용리튬이차전지시장은 년까지연평균 의폭발적인성장할 것으로전망 - 15 -

< 전기자동차용리튬이차전지시장현황및전망 > ( 단위 : GWh) 자료 : 블룸버그 년기준전기차제조용리튬수요는 톤이며 년에는열배 증가한 톤이필요할전망 년기준리튬이차전지제조를위한주요원료물질의수요량을살펴 보면코발트 톤 니켈 톤 마그네슘 톤 년수요는리튬 톤 코발트 톤 니켈 톤 마그네슘 톤으로전년대비 이상증가할전망 전기자동차보급이 년이후급격히늘어날것으로예상됨에따라 리튬이차전지소재수요도급증할전망 리튬수요량 톤 년 년 년 코발트수요량 톤 년 년 년 니켈수요량 톤 년 년 년 마그네슘수요량 톤 년 년 년 리튬소비가급증할것으로예상됨에따라이차전지업체들의안정적인 리튬공급선확보가점점더중요해질전망 - 16 -

< 전기차용주요소재수요현황및전망 > ( 단위 : 톤 ) 자료 : New Energy Finance 다. 에너지저장 (Energy Storage System) 에너지저장시스템 개요 생산된전력을저장했다가전력이가장필요한시기에공급하여에너지효율을높이는시스템 에너지저장시스템은전기를모아두는배터리와배터리를효율적으로관리해주는관련장치로구성 < 에너지저장시스템개념 > - 17 -

효율적인전력활용 고품질의전력확보 안정적인전력공급측면에서에너지 저장시스템필요성증대 현재전력시스템은피크타임전력수요에맞춰전력용량을증설해야하는구조로 전력수요와공급간불일치가발생 발전소건설에많이비용이소요되며 심야에잉여전력과다등의비효율적인상황발생 에너지저장시스템을활용하여수요와공급의불일치를해소하여전력활용의효율성을증대 전력수요가적은심야시간에유휴전략을저장하고수요가급증하는낮시간에전력을공급해전력시스템의효율을개선 태양광 풍력등신재생에너지보급이확대됨에따라전력의품질및 전력망의안정성문제가대두 신재생에너지의가장큰문제점은바람및햇빛등기후변화에따라전력생산량이급변한다는점임 또한신재생에너지발전에서생산되는전기의경우전압및주파수가일정치않아전력전력품질도문제가되고있음 신재생에너지사용확대및문제해결을위해에너지저장기술이필요 년전세계발전포트폴리오중신재생에너지비중이 에불과하여전력망에큰문제가발생하고있지않으나비중이높아질수록여러가지문제가발생할가능성이높아질것 낮은전력품질문제로산업체가동중단및전자기기의고장등의여러가지문제를일으킬가능성이높음 이와같은문제를해결하기위해발전능력과소비수요사이완충장치역할을할전력저장장치의도입이확대될전망 정전피해의최소화를위해단기정전방지를위한비상전원으로의중요성이확대되고있음 일본의경우후쿠시마원전사고로인한정전사태로위기상황대처를위한비상전원의필요성이증대 - 18 -

우리나라도올여름전력예비율하락으로인한정전사태우려가있었으며 특히병원 데이터센터 반도체공장등전력공급이꼭필요한기관들의비상전원 으로써에너지저장시스템의중요성이커짐 에너지저장기술은스마트그리드구현을위한핵심기술 스마트그리드는공급자와소비자가정보를교환해에너지효율의최적화가핵심요소 에너지저장기술이있어야전력생산자와소비자간의효과적인정보교환이가능 위와같은이유로에너지저장시스템에대한중요성이날로커지고있으며 에너지저장산업은전력산업변화의핵심기술로부상할전망 에너지저장시스템필요성 자료 삼성 에너지저장기술중리튬이차전지가주도기술로부상할것으로예상 에너지저장을위한여러가지기술들이경합하고있으며 이중배터리 방식이물리적저장방식보다시장에서선호될것으로예상 배터리방식중에서는리튬이차전지가고효율 고성능 및우수한충 방전 특성으로에너지저장기술을선도할것으로전망 리튬이차전지는용량확장성 에너지변환효율 친환경적으로타경쟁기술대비많은장점을가지고있음 4) 주파수변동보상개념 : 출력변동이심한신재생에너지원의저장장치로사용되어전력품질의안정화 - 19 -

에너지저장용배터리중리튬이차전지충 방전특성이가장우수한것으로평가 받고있어에너지저장용배터리로가장널리사용될것으로보임 하지만실증사례가많지않은것이단점이나 리튬이차전지를적용한프로 젝트가건설되고있어이를통해충분한검증이될예정 주요에너지저장기술의성능비교 자료 년기준세계에너지저장용리튬이차전지시장규모는 이며 현재초기시장단계이나높은성장성을가진분야 신재생에너지보급확대로인해전력망안정을위한에너지저장에대한필요성이높아지고있으나 보급확대에비용문제가가장큰걸림돌 신재생에너지보급이전세계적으로빠르게증가하고있어전력망안정화를위해에너지저장시스템보급은필수적 에너지저장보급의가장큰걸림돌인비용문제만해결된다며 수요는폭발적으로 증가할전망 년이후세계에너지저장시장은본격적인성장단계진입할전망 년세계에너지저장용리튬이차전지시장규모는 년대비네배이상증가한 를형성할것으로예상되며 년에는 에달할전망 - 20 -

세계에너지저장용리튬이차전지시장현황및전망 ( 단위 : GWh) 자료 블룸버그 주요기업동향 가. 분야별시장점유율현황 년 분기까지전기차용리튬이차전지판매량은 이며 파나소닉이 시장점유율 로최대 년 분기업체별시장점유율을살펴보면다음과같음 파나소닉 로최대시장점유율을차지하고있으며 화학 삼성 이노베이션 순 년 분기시장점유율을살펴보면중국업체들의약진이두드러짐 년 분기시장점유율은파나소닉이 로여전히선두를달리고있으며 의경우전년 였던시장점유율이 로상승 이노베이션의시장점유율이소폭하락한것을제외하고 화학및삼성 은 변동이없음 아국업체들의시장점유율은정체되어있는상황에서거대내수시장을 바탕으로중국업체들의약진은아국기업들에게큰위협이될전망 - 21 -

전기자동차용리튬이차전지 년및 년 분기시장점유율현황 자료 : 업계자료종합 년기준리튬이차전지국가별소재시장점유율살펴보면원천기술은 일본 가격및시장점유율은중국이강세를보이고있음 양극재및분리막등핵심소재기술력은일본이여전히강세를보이고있으며 음극재및전해액을중심으로중국이시장점유율을높여가고있음 양극재및분리막합성기술에서는일본이여전히세계최고로평가받고있으며 파나소닉및 를중심으로자동차용리튬이차전지시장에서일본기업들이강세를나타내고있음 저렴한가격장점으로천연흑연이음극재소재로널리사용됨에따라천연흑연이풍부한중국이최대음극재공급처로부상하고있음 우리나라소재분야시장점유율을살펴보면양극재 음극재 분리막 전해액 에불과 용리튬이차전지분야우리기업시장점유율이 를넘는상황에서관련소재 부분의점유율은매우낮은상황 신성장분야인소재시장분야에서새로운먹거리발굴과대외기술의존도를낮추기위해선소재분야의연구개발및기업육성이필요 - 22 -

년기준리튬이차전지소재분야국가별시장점유율현황 자료 : 야노경제연구소 년양극재분야시장점유율현황을살펴보면중국기업들의약진이두드러짐 년 위에불과했던 사는중국리튬이차전지시장의 급성장과함께 년세계양극재 위업체로등극 벨기에 와 한국 사가 위이며 일본니치아사가 위를차지 음극재시장은중국 사가 를차지하고있으며 그뒤를 사가 를차지 음극재시장은천연흑연과합성흑연으로양분되어있으며, 천연흑연시장은 중국, 합성흑연시장은일본이양분하고있음 중국 사가 로 위이며 사가 를 위 일본 사가 로 위 - 23 -

분리막시장은습식방식이전체수요의 를차지하고있으며 아사히 이노베이션 토레이 사가과점하고있음 분리막시장은상위 개사비중이 로과점되어있으며 이노베이션은 설비확장을통해 였던점유율을 까지끌어올림 분리막시장은높은기술장벽으로인해중국업체들의비중이낮은상황 년기준양극재시장점유율현황 년기준음극재시장점유율현황 자료 : B3 국내리튬이차전지산업동향 화학 삼성 등세계적인수준의완성업채와경쟁력있는소재및부품을 공급하는중소기업들이포진하고있어리튬이차전지산업은세계최상위권 경쟁력을확보 년기준소형 기기용리튬이차전지시장점유율은삼성 와 화학 이세계 위를차지하고있으며 전기차및에너지저장분야 에서도경쟁력을확보하고있음 전세계전기차리튬이차전지경쟁력평가결과 화학이세계 위로평 가됐으며 삼성 는 위를기록 화학은주머니형배터리의세계선두주자이며 삼성 는한번충전으로 까지 주행할수있는제조기술을확보 에너지도배터리폭발사고위험성을대폭낮출수있는세계특허기술을확보 - 24 -

년기준리튬이차전지업체경쟁력순위 자료 : 네비건트, 주 : 각사전략, 파트너쉽, 생산량, 기술력, 등 12 개분야를종합해 100 점만점으로평가 리튬이차전지완성품분야에서는세계적인경쟁력을가지고있으나 소재분야의 경우여전히일본과기술격차를보이고있음 대일의존도가높았던소재분야도양극재는엘앤에프 에코프로 분리막은 이노베이션등국산화가상당부분이루어졌으며 경쟁력도높아지고있음 하지만음극재국산화율이 인분야이나최근 칼텍스 포스코켐텍 애경유화 등국내기업들의진출이활발하여국산화가능성이높아지고있음 칼텍스는 년개발한소프트카본계음극재를생산하기위해경북구미에연간 규모의공장을가동중이며 전기차용 차전지수요확대에맞추어최대 까지 확대할계획 포스코켐택은 년 월충남연기군에음극재생산공장을착공하였으며 중국에서수입한천연흑연광을가공해연간 규모의천연흑연계음극재를 생산할계획 애경유화는자체개발한하드카본계음극재를 이노베이션이만든전기차용리튬 이차전지에적용하여성능시험을하는등상업화연구진행중 - 25 -

년기준국내소재기업현황 자료 : 삼성증권 - 26 -

국산소재채택비율 자료 : SNE Research 국내리튬이차전지수출액은 년기준약 억달러로추정되며 년 수출액은 증가할것으로전망 기기용수요둔화로정체기에진입했던리튬이차전지산업이전기자동차 및에너지저장등으로응용분야가확대되면서새로운성장기에진입 전기차용수출이 년부터서서히늘어날것으로예상됨에따라리튬 이차전지수출도상승세를탈것으로전망 규모의측면에서확대가지속될것으로예상되나 리튬이차전지가격이 빠르게하락해금액측면에서는증가세가완만할전망 리튬이차전지수출현황및전망 단위 억달러 자료 : 무역협회 - 27 -

중국전기자동차향한국산리튬이차전지에대한배터리인증이슈로아국기업들이어려움을겪고있음 중국정부의전기자동차배터리인증기준강화로세계최대시장으로떠오른중국시장에서어려움을겪고있음 중국공업신식화부는 년시행예정인전기차배터리모범기준개정안에서인증획득요건으로중국내연간이차전지생산능력이 이상을요구 또한최근 년간배터리관련중대사고를겪은일이없어야한다는조항삽입 년중국에이차전지생산공장을설립한삼성 와 화학의이차전지생산능력은연 및 수준 이기준에부합하는생산능력을갖춘기업은연간 의생산능력을 갖춘중국 뿐 내연기관자동차분야에서경쟁력이떨어지는중국이새롭게열리고있는전기자동차분야에서주도권확보를위해최대경쟁국인우리나라업체에대한견제가심해지고있음 중대형리튬이차전지시장에서중국업체들은무서운경쟁자로부상하고있으며 내수시장확대등의대비책마련이필요 리튬이차전지시장도규모의경제싸움이될것으로예상되며 투자기반및산 업생태계활성화를위해내수시장확대할수있는정책지원이필요 시사점 리튬이차전지산업은전기차 에너지저장에서부터로봇에이르는다양한 응용분야의핵심기술로자리매김하고있어산업적중요성이더욱더확대될전망 현재까지에너지저장비용이고가인관계로일부제품에만적용되던것이에너지저장비용이낮아짐에따라다양한분야수요가생겨날전망 리튬이차전지최대수요처는자동차산업이될전망이며 현재까지는초기 시장단계이지만 년이후폭발적으로수요가증가할것으로전망 여기에신재생에너지보급확대에따른에너지저장수요도증가하고있으며 유선으로이루어지고있는가전기기들의무선화도빠르게진행될전망 - 28 -

리튬이차전지산업은제조업과정보통신기술의연결로촉발되는 차산업혁명의 대표적인융합기술로부상하고있음 리튬이차전지산업경쟁력강화를위해선규모의경제확보가필요하며 전기차및에너지저장장치등관련내수시장활성화를통한지원이필요 년기준국내전기자동차판매량은 대로세계전기자동차판매량 만대중국내전기자동차시장비중은 에불과 전기자동차시장을잡기위해전기차의무판매제 충전인프라확대에정책적 지원을확대로시장규모가빠르게커지고있는데반해국내전기차시장은 여전히정체인상황 리튬이차전지수요의최대격전지가될전기차분야에서중국과경쟁하기 위해선규모의경제확보를위한내수시장기반마련이필수적 친환경자동차로패러다임이바뀌고있는자동차산업의경쟁력을유지하기 위해선세계최고수준의리튬이차전지기술력의활용과이를뒷받침할수 있는정책지원이필요 에너지저장분야의경우관련 확보를위한실증사업확대가 필요 한전을중심으로실증사업에나서고있으나소규모에불과한상황으로 국가 차원의지원확대를통해시장규모를보다확대할필요가있음 국내전기자동차판매현황 자료 : Kama, 신영증권 - 29 -

중국영국네덜란드독일미국 주요국전기자동차지원정책현황 년까지전기차 만대보급 월발표 전기버스 만대 전기택시 배송차 만대 전기버스 하이브리드버스구매보조금 년까지 만달러지원 향후 년간 만달러투자 무선충전도로 구축 고속도로구간에전기차가주행하면서충전할수있는무선충전하부구조를구축 의유럽보조금법을통해전기차충전스테이션구축에 만유로 한화 억원 지급승인 일까지전기차인프라를제공하는공공지원진행 년까지전기차 만대로확대 년상반기기준 만 천대수준 급속충전시설 천개이상으로확대 일반충전시설 만 천개로확대 캘리포니아를포함한 개주에서전기차의무판매제 도입 캘리포니아주는전체자동차판매량의 를전기차로판매를강제 리튬이차전지산업은한 중 일간치열한싸움으로전개될것으로예상되며 경쟁력확보를위해선이를위해기술력으로무장한소재기업육성이필요 국내리튬이차전지이한단계도약하기위해선일본수준의소재경쟁력확보가필요하며 이를위해선소재분야에특화된중소기업육성이필요 소재분야의기술경쟁력이일본대비 불과한상황이지속되고있으며 일본소재에대한의존도는여전히지속되고있음 리튬이차전지소재개발에는많은비용과시간이투입되며 자금력이 약한중소기업이기술개발부터양산까지비용을감당하기에는큰애로점이존재 제품개발단계에서부터대기업과의협력을통해제품개발에필요한인력및비용지원을통해효과적인협력모델구축이필요 기술자금지원및산학협력등중소기업기술개발지원에국가차원의지원이필요 - 30 -