총 5단계의 치열한 두뇌 게임을 통해 배터리 산업의 최고 지배자를 가리는 포스코퓨처엠 배터리 소재 서바이벌, ‘더 머티리얼즈: 배터리의 지배자’. 포스코퓨처엠 임직원으로 구성된 8명의 플레이어 중 100만 원의 상금과 트로피를 차지한 사람은 누구일까요? 지금부터 그 치열한 여정을 만나보시죠!

포스코퓨처엠 두뇌 서바이벌: 배터리 산업의 비밀을 파헤치다!

배터리 산업의 미래를 향한 뜨거운 열정으로 뭉친 포스코퓨처엠의 직원 8명! 각자의 자리에서 회사의 성장을 이끌고 있는 이들이 특별한 도전을 위해 한자리에 모였습니다. 복잡하게 얽힌 배터리 산업의 비밀을 가장 먼저 해독하고, 미래를 향한 통찰력을 증명할 주인공을 찾는 포스코퓨처엠 두뇌 서바이벌에 참여하게 된 것인데요. 참가자 중에는 어린 시절 ‘멘사’ 회원이었던 직원도 포함되어 있어 기대감을 높였습니다. 실제 이름 대신 이오닉스, 링크원, 오리진 등 독특한 플레이어명을 부여받고 본격적인 게임의 나선 포스코퓨처엠 직원들! 동료이자 경쟁자인 그들의 짜릿한 두뇌 싸움이 지금 시작됩니다.

첫 번째 게임, ‘머티리얼 디코드’는 참가자들이 배터리 산업의 핵심 정보들을 해독하고 분석하는 능력을 겨루는 게임이었습니다. 마치 비밀 요원이 되어 암호를 풀듯, 참가자들은 복잡한 정보 속에서 정답을 찾아야 했는데요. 총 4문제로 구성되며, 정답을 맞힌 팀부터 순차적으로 게임을 통과하는 방식이었습니다.

게임에 앞서 참가자들은 2인 1조로 팀을 구성했는데요. 이오닉스-링크원(A팀), 세렌-오리진(B팀), 아노엣지-프루브(C팀), 루미트라-볼테라(D팀)가 한 팀이 되어 머리를 맞대고 문제 해결에 나섰습니다.

첫 번째 문제는 숫자나 알파벳으로 추정되는 광물 채굴 코드 맞추기가 나왔습니다. B팀과 C팀은 각각 ‘101137’, ‘21637’을 답했는데요. 모두 오답이었습니다.

핵심은 뒤집힌 글씨에 있었는데요. 숫자를 뒤집어 반전시키면 알파벳 N I K E L로 보이므로 정답은 니켈이 되는 것이죠. 니켈은 이오닉스-링크원(A팀)이 정답을 맞춰 가장 먼저 게임을 통과했습니다.

두 번째 문제는 배터리 핵심 소재인 하이니켈 양극재, 천연 흑연 음극재, 실리콘 음극재를 숫자에 비유하여 특정 조건을 만족하는 세 자릿수를 찾는 것이었는데요. 세 자릿수는 37의 배수이면서 각 숫자는 모두 달라야 하는 규칙이 있었죠.

정답은 각각 1, 4, 8로, 최종 답은 ‘148’이었습니다. 37의 배수이면서 1, 4, 8이라는 서로 다른 숫자로 구성되어 문제의 조건을 모두 만족하는 수였죠. 루미트라-볼테라(D팀) 정답을 맞혔고, 이어 세 번째 문제에서는 B팀, 네 번째 문제에서는 C팀이 정답을 맞히며 다음 라운드 진출을 확정했습니다.

세 번째 문제는 ‘퓨처엠(FUTUREM)’이라는 단어에 숨겨진 규칙을 찾는 문제였습니다. 각 알파벳을 한국어로 읽었을 때의 음절 수를 하나씩 더해 정답을 찾아가는 방식이었는데요. ‘F’를 ‘에프’(2음절), ‘U’를 ‘유’(1음절) 등으로 계산했을 때, ‘FUTUREM’에 들어갈 숫자는 ‘8’이 되는 것이었죠.

네 번째 문제는 시각 정보와 추리력을 동시에 활용해야 하는 문제였는데요. 3×3 자음·모음 그리드와 오른쪽 문양을 조합해 퍼즐을 풀어나간 결과, 정답은 ‘전구체(precursor)’였습니다.

숫자 해독부터 단어 퍼즐까지, 배터리 산업의 비밀 코드를 풀어낸 첫 번째 게임! 참가자들은 첫 라운드부터 팽팽한 두뇌 싸움을 펼쳤습니다.

첫 번째 게임 ‘머티리얼 디코드’이 두뇌 싸움이었다면, 두 번째 게임 ‘리튬 확보 작전’에서는 자원을 향한 전략적인 판단력을 시험했습니다. 실제 배터리 산업에서도 리튬을 누가 먼저, 얼마나 많이 확보하느냐가 곧 경쟁력으로 이어지는 만큼, 이번 게임도 자원 확보 전략이 승부의 핵심이었습니다.

어린 시절의 모래성 게임을 떠올리게 하는 하얀 리튬 광산이 무대 중앙으로 등장했습니다. 플레이어들은 총 300㎏의 리튬 광산에서 순서대로 리튬을 확보해야 했는데요. 각 팀은 한 턴에 한 명씩 10초 안에 목표 무게인 50㎏을 채워야했습니다. 이전 게임에서 획득한 도구와 베네핏을 사용할 수 있었는데, 대형 삽부터 작은 바가지 등 팀별로 크기와 형태가 다른 도구를 이용해 채굴에 나섰습니다.

리튬 광산 내부에는 500g(10개), 1㎏(10개), 5㎏(3개)의 히든 캡슐이 숨겨져 있었습니다. 깃대에 가까울수록 고중량 캡슐을 발견할 가능성이 높아지는 만큼, 각 팀은 전략적으로 채굴 위치를 선택해야 했는데요. 어느 한 팀이라도 50㎏을 달성하면 1등 팀에게는 다음 라운드 베네핏이 주어지고, 리튬 보유량이 가장 낮은 팀은 탈락하게 되는 방식이었죠. 단, 채굴 중 깃발을 쓰러트린 팀은 즉시 탈락이었습니다.

치열한 경쟁이 이어진 가운데, 아노엣지-프루브(C팀)이 리튬 채굴 도중 깃발을 쓰러트리며 최종 탈락했습니다. 이번 게임을 통해 플레이어들은 배터리 산업에서 핵심 자원을 확보하는 일이 얼마나 어려운지 체감했습니다. 작은 실수 하나가 큰 결과로 이어질 수 있다는 점도 확인할 수 있었던 순간이었죠.

세 번째 게임은 ‘음극재 동맹’이었습니다. 6명의 플레이어가 양극재와 음극재로 나뉘어 생산권을 확보하는 심리 게임이었는데요. 단 한 명만 ‘음극재’라는 특별한 역할을 맡았고, 참가자들은 카드로 자신의 역할을 확인할 수 있었습니다. 다른 플레이어의 정체는 알 수 없었기 때문에, 마치 스파이 게임처럼 서로의 행동을 관찰하고 심리를 읽는 것이 무엇보다 중요했죠.

게임은 총 4라운드로 진행되었는데요. 플레이어들은 서로 ‘접촉’하는 행동을 통해 게임을 풀어나갔습니다. 이 접촉을 통해 ‘생산권’이라는 것을 얻거나 빼앗을 수 있었는데요. 이 접촉 시 ‘생산 → 강탈 → 양도’ 규칙이 순차적으로 적용되었습니다. 두 플레이어가 접촉하면 각자 생산권 한 장씩을 얻는 ‘생산’이 이루어졌고, 이후 생산권 수가 다르면 적은 쪽이 많은 쪽에서 한 장을 빼앗는 ‘강탈’이 발생했습니다. 만약 생산권 수가 같다면, 새로 생긴 생산권은 반드시 제3의 플레이어에게 ‘양도’되어야 했습니다.

이러한 규칙 속에서 유일한 ‘음극재’ 플레이어는 매 라운드 종료 시 생산권 한 장을 잃는 불이익을 감수해야 했는데요. 자신의 정체를 숨기면서도 생산권을 효율적으로 관리해야 하는 핸디캡이 있었죠.

게임이 진행될수록 서로를 의심하며 투표를 통해 음극재를 색출하려고 했는데요. 모두가 ‘링크원’을 음극재로 지목했지만, 놀라운 반전으로 진짜 음극재는 ‘오리진’으로 밝혀졌습니다. 투표에서 살아남은 오리진은 루미트라와 볼테라를 탈락자로 지목했습니다.

네 번째 게임은 미래를 보는 눈과 기억력을 시험하는 ‘2036 포스코퓨처엠 미래 연구소’ 게임이었습니다. 포스코퓨처엠이 그려나갈 미래의 배터리 기술과 소재 연구가 펼쳐지는 가상의 공간이 그려진 그림이 공개됐는데요. 참가자들에게 그림 속 정보를 관찰할 수 있는 5분의 시간이 주어졌습니다. 관찰 중에는 메모를 할 수 없는 규칙이 있어 오로지 머릿 속에 빠르게 모든 정보를 담아야 했죠.

‘정문 앞 기념비는 어떤 프로젝트의 기념비였을까?’, ‘양극재 연구동 출입문의 색상은 무엇이었을까?’, ‘전고체 배터리 연구소의 연구 주제는 무엇이었을까?’, ‘건물 옥상에 설치된 태양광 패널은 몇 개였을까?’ 등 기억력과 순발력을 확인하는 총 15개의 문제가 출제됐습니다. 정답을 맞추면 2점을 획득, 오답은 1점이 차감되는 방식이었습니다.

짧은 시간 동안 다양한 정보를 관찰하고 기억해내야하는만큼 쉽지 않은 라운드였는데요. 첫 문제부터 3연속으로 문제의 정답을 맞춘 이오닉스!  다른 플레이어들이 고전하는 사이 총 11점을 획득하며 네 번째 게임의 승자가 되었습니다. 가장 낮은 점수를 기록한 오리진과 세렌이 최종 탈락했습니다.

드디어 대망의 마지막 게임! 앞선 치열한 경쟁을 뚫고 올라온 플레이어들이 최종 우승자를 결정짓는 마지막 관문에 도전했습니다. 바로 ‘최고의 소재 조합을 찾아라’ 게임인데요.

배터리 성능은 소재 조합에 따라 결정되죠. 포스코퓨처엠이 핵심 소재 기술을 기반으로 최적의 배터리 성능 조합을 만들어내듯, 이번 게임은 다양한 소재 요소들을 조합해 최고의 결과를 만들어내는 능력을 겨루는 것이었습니다.

배터리의 필수 요소인 양극재, 음극재, 분리막, 흑연, 리튬, 코발트, LFP, 미드니켈, 하이니켈을 모양, 색, 개수로 표현한 27장의 타일이 등장했는데요. 각 라운드마다 9장의 타일이 공개되며, 플레이어는 조합을 완성하는 세 장의 타일을 찾아야 했습니다. 조합의 조건은 단 하나! 세 장의 타일이 모양, 색, 개수 각각에 대해 ‘모두 같거나’ 또는 ‘모두 다른’ 조건을 충족해야 했습니다.

마지막 게임인 만큼 날카로운 관찰력, 빠른 판단력, 그리고 전략적인 사고를 총동원해야 하는 두뇌 싸움의 결정판이었는데요. 치열한 접전 끝에 링크원이 최종 승리를 거머쥐었습니다. 링크원은 “이오닉스 님이 만만치 않은 상대여서 운이 좋아 이길 수 있었다”며 겸손한 소감을 전했습니다.

포스코퓨처엠 배터리 소재 서바이벌, ‘더 머티리얼즈: 배터리의 지배자’에서 펼쳐진 모든 라운드 실제 배터리 산업에서 벌어지는 치열한 경쟁을 그대로 담아낸 축소판이었습니다. 누가 먼저 가능성을 증명하고, 누가 끝까지 생존하는가, 이 질문에 대한 답을 찾아가는 과정 자체가 바로 배터리 산업의 ‘지배자’가 되는 길임을 보여준 서바이벌이었습니다. 배터리 소재로 미래 혁신을 열어갈 포스코퓨처엠의 도전에 많은 관심과 응원을 부탁드립니다.

▼더 머티리얼즈: 배터리의 지배자 영상 보러가기

최근 가장 주목받고 있는 이차전지소재 핵심광물은 ‘리튬’과 ‘코발트’입니다. 리튬은 이차전지 제조에 반드시 필요한 핵심광물로 배터리의 에너지 밀도를 결정짓는 역할을 합니다. 배터리 출력을 높이는 역할을 하는 코발트는 고용량 이차전지에 없어서는 안 될 필수 요소로, 생산지역이 콩고민주공화국(D.R.콩고)을 비롯한 아프리카에 집중되어 있습니다. 특히 코발트는 이차전지소재 핵심광물 중 톤 당 가격이 가장 비쌉니다.

이에 따라 최근에는 코발트를 대체하기 위한 연구들이 증가하고 있는데요. 중국 업체들이 주도하고 있는 리튬인산철(LFP) 배터리가 대표적입니다. 리튬인산철 배터리는 코발트를 사용하지 않아 주행 거리가 짧은 대신 가격이 낮다는 장점을 가지고 있습니다. 이 외에도 코발트 가격의 30분의 1 수준인 망간을 활용한 배터리 개발도 활발하게 진행되고 있습니다.

한편 이차전지와 함께 재생에너지, 수소 기술과 관련한 핵심광물의 확보도 탄소저감을 위한 에너지 전환에는 매우 중요합니다. 한국지질자원연구원은 2022년 탄소저감 실현과 에너지 전환 대비를 위한 6대 핵심광물로 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 지정했습니다.

특히 백금족은 자동차, 화학, 전기·전자 산업 외에도 연료전지 및 전해조 방식의 수소 생산에서 필수적으로 사용되는 핵심 금속입니다. 세계적으로 수소경제가 탄소저감의 한 축으로 확대 추진되면서 향후 연료전지용 백금족 금속에 대한 수요도 늘어날 것으로 전망됩니다.

이 밖에 풍력 터빈의 영구자석에 필요한 희토류는 2040년까지 3배 이상 증가할 것으로 예상됩니다. 희토류 영구자석은 풍력 등 재생에너지뿐만 아니라 스마트폰, 전기차, 수소차, 플라잉카, 드론택시 등 미래 모빌리티 기술에도 필수적인 원자재입니다.

포스코그룹은 국내에서 유일하게 양극재와 음극재를 동시에 생산하고 있습니다. 양극재는 니켈, 코발트, 리튬, 망간 등으로 구성되고, 음극재는 흑연이 필수 원료입니다. 현재 포스코그룹은 양극재를 구성하는 핵심광물의 80% 이상, 음극재의 경우 90% 이상을 중국에서 공급받고 있습니다.

그러나 최근 미-중 갈등 격화로 중국산 핵심광물에 대한 미국, 유럽 등의 제재가 강화되고 있어 공급망 다변화의 필요성이 높아졌습니다. 이에 포스코그룹은 아르헨티나, 호주, 인도네시아, 아프리카 등으로 공급망 다변화를 시도하고 있습니다. 구체적으로 아르헨티나와 호주에서는 리튬을, 인도네시아에서는 니켈, 아프리카에서는 흑연을 확보해 소재화할 예정입니다.

아프리카는 전 세계 1/3의 광물을 보유하고 있는 풍부한 광물 지역입니다. 특히 핵심광물 중 코발트는 전 세계 생산량의 70% 이상, 백금족의 경우에는 80% 이상이 아프리카에서 생산됩니다.

최근에는 짐바브웨와 나미비아, 모로코 등에서 리튬 개발도 활발히 이루어지고 있습니다. 이에 따라 기존에 남미와 호주 중심으로 이루어지던 리튬 개발이 아프리카에서도 활기를 띠고 있습니다. 이 밖에도 모잠비크에서는 연간 20만 톤 이상의 천연흑연을 생산하고 있고, 천연흑연 매장이 풍부한 탄자니아와 마다가스카르에서도 개발 프로젝트들이 진행되고 있습니다.

중국은 일찍부터 아프리카 핵심광물 확보에 나섰습니다. 그 결과 아프리카 코발트의 약 70%를 중국 기업들이 확보했으며, 최근에는 리튬 확보를 위해 짐바브웨, 나미비아 등에 대규모 투자를 하고 있습니다.

한편 유럽과 미국은 중국의 아프리카 핵심광물 독점을 막기 위해 아프리카 광물부국들에 자금 및 기술 등을 지원하며 협력을 강화하고 있습니다. 특히 미국은 2022년에 「핵심광물 안보 파트너십(MSP)」을 만들어 유럽과 일본, 한국 등과 협력을 추진하고 있습니다.

한국 기업들의 아프리카 핵심광물 계약은 아직 미미한 실정입니다. 가장 큰 규모의 투자가 진행되고 있는 곳은 마다가스카르의 암바토비 니켈 광산 및 제련 부문으로 이 프로젝트에는 한국광물자원공사와 포스코인터내셔널 등이 참여하고 있습니다. 이 밖에 포스코그룹이 탄자니아와 마다가스카르에 천연흑연 확보를 위한 지분을 투자했으며, LG화학도 모로코에서 중국의 화유그룹과 리튬 양산을 위한 공장 설립에 나섰습니다.

포스코그룹은 천연흑연 확보를 위해 포스코인터내셔널이 마다가스카르, 탄자니아와 ‘흑연 공급망 구축 업무 협약’ 체결했고, 포스코홀딩스는 탄자니아 흑연 광산을 보유 중인 블랙록마이닝의 지분 15%를 인수했습니다.

앞에서도 언급했듯이 포스코그룹의 이차전지소재 핵심광물 수입은 중국 비중이 높습니다. 지금까지는 중국으로부터 안정적으로 공급받아 양극재와 음극재를 생산하고 있지만 미중 갈등의 고조, 중국의 핵심광물 수출 통제 등에 따른 공급망의 리스크 대비가 필요합니다. 따라서 포스코그룹은 이차전지소재 관련 안정적인 공급망 확보를 위해 광물이 풍부한 국가에서 글로벌 기업들과 협력을 통해 핵심광물을 확보하고자 합니다. 아프리카에서의 천연흑연 확보도 그 일환이라고 할 수 있습니다.

포스코그룹은 1996년 크롬 확보를 위해 남아프리카공화국 현지 업체와 생산 합작 법인을 만들어 진출한 경험이 있고, 2006년에는 포스코인터내셔널이 마다가스카르 암바토비 니켈 광산에 투자를 했습니다. 그러나 이후에는 아프리카 광물 투자가 주춤해졌고, 최근에야 이차전지소재 핵심광물 확보가 중요해지면서 탄자니아와 마다가스카르에 천연흑연 확보를 위한 지분 투자를 시작했습니다.

다만 현재도 흑연 이외의 핵심광물에 대한 투자는 본격적으로 이루어지지 않고 있습니다. 이는 아프리카의 높은 정치적 리스크와 열악한 인프라 등으로 초기 자본투자 비용이 크기 때문입니다. 그러나 과도한 중국 의존에서 벗어나기 위해서는 한국 정부의 지원과 미국의 핵심광물 안보 파트너십 등을 바탕으로 유럽, 일본 기업 등 글로벌 기업과의 협력을 통해 향후 아프리카 핵심광물 투자는 반드시 필요한 부분으로 여겨집니다.

l 주행성능이 향상된 배터리 등장

불과 몇 년 전과는 달리 요즘 도로에서 전기차를 종종 볼 수 있다. 최근 출시된 전기차들은 1회 충전에 평균 300km까지 운행이 가능하며, 하루가 다르게 주행거리가 계속해 늘고 있다. 멀지 않은 시대에 1회 충전으로 평균 600km 이상 주행하는 전기차 시대는 곧 도래할 것이다.

국내 배터리 제조사들은 ‘에너지 밀도’ 높이기 위해 치열하게 경쟁 중이다. 동일한 부피와 무게를 가진 배터리라도 에너지 밀도가 높으면 전기차의 주행거리를 늘릴 수 있기 때문이다. 이에 업계는 에너지 밀도를 결정하는 니켈의 함량을 80~90%까지 높인 ‘하이니켈’ 배터리를 적극적으로 개발하고 있다.

니켈 90%의 하이니켈 배터리를 탑재하면 1회 충전으로 평균 600km 이상 주행이 가능해지는데, 서울과 부산(직선거리 기준 약 300km) 왕복이 가능하다는 얘기이다. 이런 장점으로 인해 배터리 업계에서는 NCMA 배터리의 채택 확대와 `하이니켈 배터리`로의 전환이 가속화할 것으로 보인다. 단, 니켈 함량이 높을수록 충방전 과정에서 구조적 불안정이 발생하여 배터리 수명이 저하될 수 있기 때문에, 수명특성이 우수한 하이니켈 배터리 생산 여부가 바로 배터리 제조사의 기술경쟁력을 설명한다고 할 수 있겠다.

l 배터리용 니켈 수요 확대

니켈은 전성과 연성이 매우 우수하고 대부분의 환경에서 내식성을 가질 뿐만 아니라, 고온 및 저온 강도 또한 우수한 특성을 지닌다. 이에 현재 니켈이 가장 많이 사용되는 분야는 스테인리스스틸(STS)이다. 스테인리스스틸에 녹이 스는 것을 방지하는 역할을 해주기 때문이다.

지금까지 니켈의 소비 비중은 스테인리스스틸용 80%, 이차전지용 7%이었지만, 전기차 시장의 폭발적인 성장에 따라 2차전지용의 수요가 점차 증가하는 추세다.

SNE리서치에 따르면 세계 배터리용 니켈 수요가 금속 기준 2022년 38만 5000톤에서 2025년 84만 1000톤, 2030년 237만 톤으로 올해보다 각각 2배, 6배 증가할 것이라고 예상하고 있다. 시장 규모로 보면, 2022년 77억 400만 달러에서 2025년 185억 1100만 달러, 2030년 710억 8800만 달러로 커진다는 얘기다.

l 2차전지용 고순도니켈 필요성 대두

니켈의 종류는 순도에 따라 고순도 니켈인 Class 1 니켈(순도 99.8% 이상)과 Class 2 니켈(순도 99.8% 이하)로 구분된다. 짧은 전기차 주행거리를 증가시킬 수 있는 고용량 배터리의 필요성이 대두되자, Class 1 니켈이 배터리 양극재의 원료로 수요가 빠르게 증가하고 있다. 배터리 양극재에 투입되는 니켈 함량이 높을수록 고용량 배터리를 만들 수 있어서다.

하지만 Class 1 니켈은 전체 니켈 생산량의 35%를 밑돌 정도로 생산량이 적어 공급 부족이 우려되는 상황이다. 이에 각 기업들은 Class 1 니켈, 특히 배터리 양극재용 니켈 공급망 확보와 대체 방안을 모색하고 있다.

니켈은 주로 인도네시아, 필리핀, 러시아에서 생산되고 있다. 특히, 인도네시아가 적극적인 투자유치와 중국의 대규모 투자가 맞물리면서 전 세계 니켈의 20% 보유하는 세계 1위 생산국으로 부상했다. 하지만 인도네시아가 2020년 자국 제조업 보호를 위해 광석 수출 금지를 발표해 공급의 난항이 예상된다. 더군다나 전 세계 니켈의 10%를 생산하는 러시아발 사태로 인해 니켈 가격은 더욱 급등한 상황이다.

앞으로 전기차와 미래 재생 에너지 시장의 확대로 니켈의 수요는 2020년 대비 2040년 약 20배까지 상승할 것으로 예측돼, 공급 위험성이 여전히 높은 수준으로 자리할 것이다. 자원빈국임에도 불구하고 주력 산업이 핵심광물에 의존하고 있는 우리나라에게는 해외 수입원의 안전한 확보와 확대가 절실한 때이다.

l 포스코의 생산능력 확보를 위한 노력

포스코의 경우 급증하는 전기차 배터리 수요에 대응할 수 있도록 기존 스테인리스스틸용 니켈 일부를 배터리용 고순도 니켈로 전환하는 투자를 진행하고 있다. 스테인리스스틸용 니켈을 배터리용 니켈로 전환하는 과정은 크게  2단계로 이뤄진다. 먼저 포스코 그룹사 에스엔엔시(SNNC)가 스테인리스 원료로 사용하는 페로니켈에서 철을 제거하는 공정을 거쳐 니켈 순도가 75%인 니켈매트*를 만든 후, 포스코가 이 니켈 매트를 습식정제해 순도 99.9% 이상의 배터리용 고순도니켈을 생산하는 구조다. 오는 2023년까지 연간 2만 톤(t) 규모(전기차 50만 대에 공급할 수 있는 규모)의 전기차 배터리용 니켈을 생산하는 공장을 국내에 구축할 계획이다.
* 니켈매트: 니켈을 제련해서 만들어지는 중간생산물로 니켈 함량 70~75% 포함

▲ 호주 레이븐소프 니켈광산 전경

또한, 포스코는 호주, 인도네시아 등의 글로벌 니켈사와 합작해 생산능력을 확충해 나갈 방침이다. 지난 2021년에 호주의 니켈 광업·제련 전문 회사인 레이븐소프 지분 30% 인수하면서 니켈의 글로벌 공급망을 안정적으로 확보할 수 있게 됐다.

국내 생산과 국외 투자를 통해 포스코는 전기차용 배터리의 핵심 원료인 리튬과 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 모두 공급 가능한 국내 유일 회사로서 2차전지 소재 밸류체인 경쟁력을 향상시킬 것으로 기대된다.

포스코는 2030년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤을 자체 공급해, 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축함으로써 이차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성할 계획이다.

그럼 지금부터 포스코그룹의 이차전지소재사업 밸류체인을 자세히 살펴볼 수 있는 <포스코그룹 이차전지 소재 사업 밸류체인 한 눈에 보기>를 살펴보자.

원료확보부터 원료가공, 양•음극재 생산, 폐배터리 재활용까지 어떤 단계로 밸류체인이 진행되는지 궁금하다면?
아래 인포그래픽을 확인해보자.

포스코그룹의 이차전지 소재 사업 밸류체인을 인포그래픽을 통해 자세히 살펴봤다. 포스코는 전기차 시대를 대비해 이차전지소재 사업을 그룹 차원의 새로운 성장동력으로 선정하고 선제적인 투자와 기술혁신을 이뤄 나가고 있다.

▲호주 레이븐소프사의 니켈광산 전경

포스코가 호주의 니켈 광업 및 제련 전문회사 지분을 인수키로했다.

포스코는 19일 호주의 니켈 광업 및 제련 전문회사 ‘레이븐소프(Ravensthorpe Nickel Operation)’ 지분 30%를 2억4천만 달러(한화 약 2,700억원)에 인수하는 계약을 체결했다.

레이븐소프는 자체 광산과 제련 설비 및 담수화, 황산제조, 폐기물 처리 등 부대설비 일체를 갖춘 니켈 일관 생산회사로 캐나다의 ‘퍼스트퀀텀미네랄스(First Quantum Minerals)’가 100% 지분을 소유하고 있다. 포스코는 퍼스트퀀텀미네랄스와 지분양수도계약을 맺고 레이븐소프 지분 30%를 인수키로 했다.

이에 따라 포스코는 레이븐소프가 생산한 니켈 가공품(MHP, 니켈 및 코발트 수산화 혼합물)을 오는 2024년부터 연간 3만2,000톤(니켈 함유량 기준 7,500톤)을 공급받을 수 있는 권리를 갖게 된다. 이는 전기차 18만대에 공급할 수 있는 물량으로 포스코는 이번 계약을 통해 이차전지소재 사업에 필요한 원료인 니켈을 안정적으로 추가 확보할 수 있게 되었다.

니켈은 양극재의 핵심원료로 이차전지의 충전 용량을 높여 전기자동차의 주행거리를 늘리는데 중요한 역할을 하고 있어 최근 니켈 함유량이 높은 양극재 채용이 확대됨에 따라 니켈 확보의 중요성이 더욱 커지고 있다.

또한 포스코는 퍼스트퀀텀미네랄스社와 배터리용 황산니켈 및 전구체 사업까지 협력을 확대하는 별도의 양해각서(MOU) 체결을 통해 이차전지 소재 관련 추가적인 사업기회를 모색한다는 방침이다.

이번 지분인수를 통해 포스코는 전기차용 배터리의 핵심 원료인 리튬과 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 공급할 수 있는 세계 유일의 일괄 공급 회사로서의 위상 강화가 기대된다.

포스코는 2030년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤을 자체 공급해, 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축함으로써 이차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성할 계획이다.

포스코는 최근 중국 탄산 리튬 현물 가격이 지난해 7월 톤당 5천 달러에서 올 2월 톤당 1만 1천 달러를 넘어서며 2배 이상으로 급등함에 따라 지난 2018년 인수한 아르헨티나 ‘옴브레 무에르토(Hombre Muerto)’ 리튬 염호에 매장되어 있는 리튬을 생산해 현 시세를 적용해 판매시 누적 매출액이 35조원에 달할 것으로 전망하고 있다.

포스코는 지난해 말 염호의 리튬 매장량이 인수 당시 추산한 220만 톤 보다 6배 늘어난 1,350만 톤임을 확인했다. 리튬 매장량 검증은 업계 최고 수준의 글로벌 염수 리튬 전문 컨설팅 업체인 미국의 몽고메리社(Montgomery & Associates)가 국제 공인 규정에 따라 수행했다.

현재 중국을 포함해 전 세계적으로 전기차 시장이 성장하고 있어 전기차 배터리의 필수 소재인 리튬 가격은 계속해서 상승할 것으로 전망되고 있다.

포스코는 리튬 이외에도 이차전지를 구성하는 양극재 핵심 원료인 니켈 투자도 적극적으로 추진하고 있다. 니켈은 리튬과 함께 배터리의 성능과 직결되는 소재다. 포스코는 폐배터리를 활용한 리사이클링(재활용) 사업과 호주 등 니켈 광산 투자를 통해 배터리용 니켈 공급을 자체적으로 확보한다는 계획이다.

이와 함께 현재 전량 중국에 의존하고 있는 음극재 원료인 흑연의 수급 다변화를 위해 아프리카 탄자니아 흑연광산을 보유한 호주 광산업체 블랙록마이닝 지분 15%를 지난달 인수 완료했다.

한편 2030년까지 포스코는 이차전지소재의 원료인 리튬, 니켈, 흑연 등의 자체 공급체계를 만들고, 포스코케미칼은 이를 원료로 양극재 40만 톤, 음극재 26만 톤 생산체제를 구축할 계획이다. 이를 통해 포스코그룹은 전 세계에서 유일하게 원료에서부터 이차전지소재까지 생산하는 소재 밸류체인을 완성한다는 계획이다.

포스코그룹이 이차전지소재 사업의 밸류체인 완성에 박차를 가한다.

포스코그룹은 양극재와 음극재 등의 이차전지소재사업과 함께 리튬, 니켈 및 흑연 등의 이차전지 핵심원료 사업을 확대하는 것을 중심으로 ▲아르헨티나 리튬 염호 평가매장량 증가, ▲친환경 니켈 제련 사업 추진, ▲흑연 광산 지분 투자 등을 연계해 이차전지소재 사업의 밸류체인을 구축키로 했다.

최정우 포스코 회장은 “우리는 전 세계에서 유일하게 리튬, 니켈, 흑연 등 원료부터 양극재와 음극재까지 이차전지소재 일괄공급체제를 갖추고 있다.”며 “차별화된 경쟁우위에 기반하여 이차전지소재를 세계 최고 수준의 사업으로 육성하는데 모든 역량을 집중하자”고 강조했다.

이차전지산업의 밸류체인은 전기차 등에 사용되는 배터리를 생산하는 회사, 배터리에 필요한 양극재, 음극재, 전구체 등을 생산하는 이차전지소재 회사, 이에 필요한 리튬, 니켈, 흑연 등의 원료를 가공, 공급하는 이차전지소재 원료공급사 등으로 분류할 수 있다.

이차전지 양극재의 핵심 소재인 리튬은 전기를 생성, 충전할 수 있는 역할을 하고, 니켈은 이차전지의 운행거리를 늘리는데 중요한 역할을 하고 있다. 또한 흑연은 전기 생성을 위해 양극재에서 방출된 리튬이온을 저장하고 다시 방출하는데 탁월한 기능을 하면서도 안정적인 소재여서 음극재의 원료로 쓰이고 있다.

지난달 30일 포스코는 보유하고 있는 아르헨티나 ‘옴브레 무에르토(Hombre Muerto)’염호의 최종 매장량 평가 결과, 리튬 매장량이 인수 당시 추산한 220만톤 보다 6배 늘어난 1,350만톤인 것으로 확인했다. 이는 전기차 약 3억7천만대를 생산할 수 있는 수준이다.

리튬 농도 역시 평균 921mg/L의 고농도로 확인되어 현재 전 세계 염호 중 리튬 매장량 및 농도 모두 세계 최고 수준인 것으로 확인했다. 리튬 농도는 염수 1 리터에 녹아있는 리튬의 함량을 나타내는 지표로서, 농도가 높을수록 적은 염수에서 많은 리튬을 추출할 수 있다. 리튬 매장량 검증은 업계 최고 수준의 글로벌 염수리튬 전문 컨설팅 업체인 미국의 몽고메리社(Montgomery & Associates)가 국제 공인 규정에 따라 수행했다.

아울러 포스코는 고용량 배터리 양극재의 필수 원료인 고순도니켈의 생산도 추진키로 했다. 철강 생산 공정에서 활용해온 쇳물 생산과 불순물 제거 기술 역량을 기반으로 친환경 고순도 니켈 제련 공정을 개발하는데 투자를 확대해 나간다는 것이다. 또한 폐배터리로부터 니켈 및 리튬, 코발트 등을 추출하는 재활용사업에도 진출해 친환경 배터리 자원순환에도 앞장설 계획이다.

이와 함께 포스코는 현재 전량 중국에 의존하고 있는 음극재 원료인 흑연의 수급 다변화를 위해 아프리카, 호주 등의 흑연 광산을 확보한다. 중장기적으로 중국산 원료 의존도를 50% 이하로 낮출 방침이다.

또한 차세대 이차전지로 조명받고 있는 전고체전지의 소재 개발에도 나설 계획이다. 기존의 이차전지는 전지의 양극과 음극 사이에 액체 성분의 전해질을 통해 전기가 생성, 충전 된다. 전고체전지는 전지 양극과 음극 사이에 있는 액체 전해질을 고체로 대체한 차세대 배터리로 에너지 밀도가 높아 전기차의 주행 거리를 획기적으로 높이고, 충전 시간을 절약할 수 있다.

특히, 포스코그룹의 이차전지소재 사업을 맡고 있는 포스코케미칼은 지난달 그룹사 증자규모로는 사상 최대인 1조원 규모의 유상증자를 단행한 바 있다. 전 세계에서 유일하게 양극재, 음극재는 물론 이들의 핵심 원료인 리튬과 니켈, 흑연을 공급할 수 있는 포스코그룹은 소재 밸류체인을 완성하고 2030년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤을 자체 공급해, 2030년까지 양극재 40만톤, 음극재 26만톤 생산체제를 구축해 이차전지소재 부문에서 글로벌 시장 점유율 20%, 매출액 연 23조원을 달성할 계획이다.

▲아르헨티나 리튬 데모플랜트 전경 (PosLX공장 및 리튬 염수저장시설)

▲ 포스코가 아르헨티나 리튬 염호에서 탐사를 진행하고 있다