최근 1조 원 규모의 인조흑연 음극재 대규모 장기 공급 계약을 비롯해 글로벌 자동차사와 연이은 수주 쾌거로 뜨거운 관심을 받고 있는 기업이 있습니다. 국내에서 유일하게 배터리의 핵심 소재인 양극재와 음극재를 동시에 생산하는 ‘포스코퓨처엠’입니다. 글로벌 배터리 시장의 ‘게임체인저’로 우뚝 선 포스코퓨처엠의 성장 스토리와 미래 경쟁력을 살펴봅니다.

AI 시대와 반도체 열풍 속에서 조용히 미소 짓고 있는 기업이 있습니다. 바로 배터리의 핵심 원재료를 생산하는 기업들인데요. 데이터센터 전력난으로 ESS(에너지저장장치)의 중요성이 급부상하면서 양극재와 음극재를 동시에 생산하는 국내 유일의 기업, 포스코퓨처엠이 단연 주목받고 있습니다.

최근 포스코퓨처엠은 지난해 일본 메이저 배터리사와의 천연흑연 음극재 공급 계약에 이어, 글로벌 자동차사와 약 6,700억 원 규모의 음극재 공급 계약을 연이어 성사시켰습니다. 여기에 올해 약 1조 원 규모의 인조흑연 음극재 공급 계약까지 추가하며 글로벌 시장 내 입지를 더욱 단단히 다지고 있습니다.

포스코퓨처엠은 처음부터 이차전지소재 기업으로 출발한 것은 아닙니다. 원래는 제철소용 내화물 사업으로 안정적인 수익을 올리던 회사였는데요. 하지만 이차전지 사업에 과감히 도전했고, 현재는 양극재와 음극재를 모두 아우르는 ‘올라운드 플레이어’로 성장했습니다.

그렇다면 포스코퓨처엠이 만드는 양극재와 음극재는 무엇일까요? 이를 이해하려면 먼저 배터리의 원리를 알아야 합니다. 배터리는 일차전지와 이차전지가 있습니다. 일차전지는 쉽게 말하면 한 번 쓰고 버리는 건전지입니다. 이런 건전지를 자동차에 사용할 수 있을까요? 미니카 말고는 불가능하겠죠. 그래서 높은 용량을 충전할 수 있는 이차전지가 필요한 겁니다. 그런데 이차전지는 양극재와 음극재 없이는 만들 수 없습니다. 이차전지는 쉽게 말해 ‘리튬’이라는 슈퍼카가 양극(+)과 음극(-)을 오가며 에너지를 나르는 시스템입니다.

먼저 양극재는 배터리의 심장이자 엔진 크기를 결정합니다. “한 번 충전으로 서울에서 부산까지 간다”는 것은 양극재의 성능이 좋다는 뜻입니다. 배터리 원가의 40~50%를 차지하며 니켈, 코발트, 망간 등의 조합에 따라 삼원계(NCM, NCA)와 LFP(리튬·인산·철) 배터리로 나뉩니다. 포스코퓨처엠은 고성능 삼원계 양극재뿐만 아니라 보급형 전기차를 위한 LFP 양극재 사업도 적극 추진 중입니다.

그럼 음극재는 어떤 역할을 할까요? 음극재는 배터리의 수명이자 주차장 역할을 합니다. 충전기를 꽂으면 리튬 이온이 음극으로 이동하기 때문입니다. 주차 공간이 넓고 정돈이 잘 되어 있어야 빠른 충전이 가능하듯, 음극재는 배터리 수명과 충전 속도를 결정하는 핵심 소재입니다.

음극재는 인조흑연(수명·속도 우수)과 천연흑연(용량 우수)으로 나뉘는데, 국내에서 이 두 가지 핵심 소재를 모두 생산하는 유일한 기업이 바로 포스코퓨처엠입니다. 포스코퓨처엠은 고객 맞춤형 음극재 솔루션으로 전기차의 성능을 극대화하고 있습니다.

그런데 음극재의 핵심 원료인 천연흑연의 90%가 중국에서 생산된다는 사실 아시나요? 포스코퓨처엠은 중국을 제외하고 유일하게 흑연 원광 확보부터 구형 흑연 제조, 최종 음극재 생산까지 전 공급망을 보유한 기업입니다. 인조흑연 역시 제철 부산물인 ‘침상코크스’를 원료로 사용하여 포스코그룹과의 시너지를 극대화하고 있습니다. 포스코퓨처엠이 추진 중인 베트남 인조흑연 음극재 공장은 착공 전임에도 이미 생산 예정 물량이 완판될 정도로 글로벌 러브콜을 받고 있다고 하죠.

미국과 유럽의 강화된 공급망 다변화 정책으로 중국산 배터리 의존도를 낮추려는 움직임 속에서 포스코퓨처엠의 가치는 더욱 빛나고 있습니다. 포스코퓨처엠의 가장 강력한 무기는 ‘수직계열화’입니다. 포스코홀딩스를 통해 아르헨티나 염호와 호주 광산에서 리튬을 확보하고 니켈 공급망도 갖추고 있어 원료 수급에 걱정이 없습니다. 흑연도 포스코인터내셔널을 통해 사전에 확보한 아프리카 광산에서 가져올 계획이죠. 여기에 포스코퓨처엠은 양극재의 중간 소재인 전구체의 국산화에도 성공했습니다.

원료부터 최종 소재까지 이어지는 밸류체인을 완성한 차별화된 경쟁력 덕분에 포스코퓨처엠은 2023년 삼성SDI와 단일 계약으로는 사상 최대 규모인 40조 원 규모의 초대형 양극재 공급 계약을 체결하는 등 배터리 소재 시장을 선도하고 있습니다.

포스코퓨처엠의 미래는 전기차에만 머물지 않습니다. AI 시대의 도래와 함께 ESS(에너지저장장치) 시장이 폭발적으로 성장하고 있기 때문입니다. AI 데이터센터의 GPU는 기존 데이터센터보다 수십 배의 전력을 소모합니다. 24시간 중단 없는 전력 공급과 효율적인 에너지 관리를 위해 대용량 ESS는 필수적이며, 이는 곧 엄청난 양의 양·음극재 수요로 이어집니다.

또한, 피지컬 AI(휴머노이드 로봇) 시대가 도래하고 있는데요. 요즘 로봇은 권투를 하고 재난 현장에 가서 사람도 구출한다고 하죠. 이런 휴머노이드 로봇의 성능은 사실상 배터리가 결정합니다. 로봇은 좁은 몸체 안에 고용량·고출력 배터리를 탑재해야 하므로, 부피는 작고 에너지 밀도는 극대화된 배터리가 필요합니다. 이를 위해 포스코퓨처엠은 차세대 배터리로 주목받는 전고체 배터리 소재 개발에도 박차를 가하고 있습니다.

전고체 배터리는 액체 전해질을 고체로 바꿔 화재 위험을 낮추고 에너지 밀도를 높인 차세대 기술입니다. 포스코퓨처엠은 전고체 배터리 연구에서 가장 앞선 회사로 평가받는 미국의 팩토리얼, 실라 등 실리콘밸리 혁신 기업들과 협력하는 한편, 최근 일본 완성차 업체와 전고체용 양극재 단독 개발 파트너로 선정되며 우수한 기술력을 인정받고 있습니다.

그럼 포스코퓨처엠은 어떻게 태동하고 성장했을까요? 글로벌 배터리 시장을 뒤흔드는 포스코퓨처엠의 경쟁력은 하루아침에 만들어진 것이 아닙니다. 그 뿌리는 1971년, 영일만 모래바람 속에서 대한민국 최초의 제철소(포항제철소)를 건설하던 역사적 순간으로 거슬러 올라갑니다.

철을 만들려면 1,500도가 넘는 쇳물을 담아둘 그릇이 필요했습니다. 쇠로 만들면 같이 녹아버리니 열에 녹지 않는 특수 벽돌이 필요했죠. 당시 우리나라는 자체 기술이 없어 특수 벽돌인 ‘내화물’을 일본에서 비싸게 수입해 와야만 했는데요. 이 내화물을 직접 국내에서 만들기 위해 탄생한 ‘포항축로’라는 회사가 바로 포스코퓨처엠의 모태입니다. 당시 내화물을 제작하던 회사인 ‘삼화화성’을 인수한 포항축로는 끊임없는 연구와 노력을 기울여 내화물 국산화에 성공하며 대한민국 철강 자립의 든든한 버팀목이 되었고, 포스코그룹의 역사적 성장과 늘 함께해 왔습니다.

이후 2010년, 회사는 탄소 소재 기술력을 바탕으로 이차전지 사업에 뛰어들기로 결정합니다. 2010년 LS엠트론으로부터 음극재 사업을 인수했고, 2012년 양극재 생산 법인인 포스코ESM을 설립했죠. 그리고 2019년, 음극재의 포스코켐텍과 양극재의 포스코ESM을 합병하고 ‘포스코케미칼’로 사명을 변경하며 국내 유일의 ‘양·음극재 통합 생산 체제’를 구축했습니다. 이어 2023년, 포스코퓨처엠으로 사명을 바꾸며 미래 소재 기업으로 다시 한번 도약했습니다.

포스코퓨처엠은 현재 광양, 새만금 등 국내 생산 거점과 중국, 캐나다, 베트남 등 글로벌 공급망을 구축하며 이차전지소재 생산 능력을 확대하고 있습니다. 포스코그룹 미래기술연구원에서는 고체전해질, 리튬메탈음극재 등 첨단 기술 개발도 진행하며 그룹 차원에서 협력하여 미래 시장에 발 빠르게 대비하고 있죠.

이처럼 반세기 넘게 축적된 소재 기술력과 과감한 체질 개선의 결실은 최근 글로벌 배터리 시장에 몰아친 ‘캐즘’의 한파 속에서 더욱 빛을 발하고 있습니다. 업계 전반이 위축되는 상황 속에서도, 포스코퓨처엠은 글로벌 완성차 업체들이 먼저 찾는 차세대 고성능 배터리 소재 기술력을 앞세워 흔들림 없는 기초체력을 증명해 보이고 있습니다.

1970년대 뜨거운 쇳물 앞에서 제철 신화를 썼던 포스코의 ‘우향우 정신’은 이제 21세기 에너지 소재 신화로 이어지고 있습니다. 기술 자립을 위해 묵묵히 개발에 매진했던 집념의 시간이 없었다면 지금의 성과도 없었을 것입니다. 불가능해 보였던 공급망 자립과 기술 혁신을 이루어낸 포스코퓨처엠이 써 내려갈 K-배터리의 미래가 더욱 기대되는 이유입니다.

▼[소비더머니] AI잡은 ‘배터리판 에이스’ 포스코퓨처엠의 미래는? 영상 보러가기