[독일] 부족한 전기차 배터리 원자재, 독일 완성차 업체들은 어떻게 대응하고 있나

배터리 원자재 수요의 폭발적으로 증가로 부족 현상 우려

자원 보호 위해 지속 가능하고 투명한 원자재 공급망을 구축하는 완성차 업체들

최근 독일 자동차 산업계에서는 공급망이 무엇보다 중요한 화두다. 그 이유는 반도체 공급 부족과 러시아-우크라이나 사태로 중요 부품을 공급받지 못해 생산을 중단하는 등 많은 어려움을 겪었기 때문이다. 상황이 이렇다 보니 독일 완성차업체들은 공급망을 안정적으로 관리할 수 있는 방안을 마련하기 위해 총력을 기울이고 있다.  

여러 공급품 중에서도 독일 완성차 업체들이 가장 공을 들이고 있는 부품은 바로 미래 자동차 산업의 핵심인 배터리이다. 현재 폴크스바겐 그룹, BMW 그룹 그리고 메르세데스-벤츠와 같은 독일의 대표 완성차 업체들은 전기차 배터리를 지속적으로 공급받을 수 있도록 독일과 EU 내 배터리셀 공장을 건설하고 있다.

독일 주요 완성차 업체 배터리셀 생산 현황

독일의 대표적인 완성차 업체인 폴크스바겐 그룹은 전기차의 핵심인 배터리의 안정적인 공급망을 구축하고, 전기차 생산단가 절감을 위해 통합형 배터리 셀의 자체 생산을 추진한다고 지난 2021년 발표한 바 있다. 이를 위해 폴크스바겐은 스웨덴의 배터리 제조사 노스볼트와 합작해 독일 잘츠기터(Salzgitter)에 배터리 생산 공장을 설립하고 있으며 배터리 셀 생산 능력은 2024년 초 24GWh에 달할 전망이다.

메르세데스-벤츠는 올해 8월 중국의 배터리셀 제조사인 CATL과 합작해 헝가리 동부 허이두비하르주의 데브레첸에 새로운 배터리 셀 공장을 건설한다고 발표했다. 벤츠는 2030년까지 약 400억 유로(54조 원)를 투자해 전 세계에 총 8개(유럽 3개, 미국 1개, 아시아 4개)의 배터리 공장을 지을 예정이다. 이를 통해 2030년까지 최소 200GWh의 배터리셀 생산 규모를 구축한다는 계획이다.

BMW 그룹은 올해 6월 독일 뮌헨 외관 파스도르프(Parsdorf)에 셀 제조역량센터(Cell Manufacturing Competence Center)를 새롭게 오픈할 계획이라고 밝혔다. BMW 그룹의 셀 제조역량센터는 리튬이온 배터리 셀의 표준적인 생산을 시운전하기 위한 시설로, 미래형 차세대 고성능 배터리셀의 산업 실효성을 입증하기 위해 설립된다. 투자액은 총 1억7천만 유로(2천280억 원)이며 올해 가을부터 셀 생산 시험가동을 단계적으로 진행할 예정이다. 첫 단계에서는 전극 생산 시스템을 설치해 시운전을 시작하며, 두 번째 단계에서는 셀 조립 및 활성화 시스템을 구축해 배터리 셀 생산 및 품질 검사를 실시한다. 2023년에는 정규 운용으로 전환해 배터리 셀을 생산할 계획이다.

<독일 배터리셀 공장 주요 설립 현황>

[자료: 독일 언론 보도 종합]

배터리 원자재 수요 증가로 발생하는 문제들

살펴본 바와 같이 독일 완성차 업체들은 전기차에서 가장 핵심이라 할 수 있는 배터리 생산량을 크게 늘릴 계획을 하고 있다. 전기차 배터리셀 증산 계획은 독일 기업뿐만 아니라 전 세계 모든 완성차 업체들이 추진하는 바이기도 하다. 그런데 배터리셀 생산량이 증가하면서 가장 중요한 문제로 떠오른 것 있다. 그것은 바로 배터리셀 원자재 공급 문제이다. 왜냐하면 배터리셀의 주요 원자재인 코발트, 리튬, 니켈은 매장량이 한정돼 있는 희소광물이여서 수요가 크게 증가할 경우 부족 현상이 발생할 수 있기 때문이다. 

독일의 경제 전문지 한델스블라트가 Öko-Institute의 자료를 인용해 보도한 내용에 따르면 향후 배터리 원자재의 수요는 폭발적으로 증가할 것으로 전망된다. 리튬의 예상 수요량은 2016년 1만 톤에서 2050년 110만 톤으로 110배나 증가할 것으로 보이며, 코발트는 수요량은 약 40배 증가한 80만 톤이 될 것으로 전망된다. 특히 니켈의 경우는 2050년 예상 수요량이 722만 톤으로 2016년 대비 약 340배나 증가할 것으로 예상된다. 한델스블라트는 배터리셀의 주요 원자재인 리튬, 코발트, 니켈의 폭발적인 수요 증가로 인해 심각한 부족 현상이 발생할 수 있다고 경고했다.    

독일의 전문가들은 배터리 원자재 부족 현상과 더불어 공급 과정에서 노동자 인권 문제와 환경 문제 등이 발생할 수 있다는 점도 지적한다. 예를 들어 세계에서 가장 많은 코발트가 매장돼 있는 콩고민주공화국의 경우 광산 노동자들에 대한 처우 문제와 아동노동 착취 문제 등 열악한 노동 환경과 인권 침해에 대한 지적이 꾸준히 있어 왔다. 그리고 리튬 채굴로 인한 수자원 고갈 가능성 문제도 있다. 흔히 리튬 트라이앵글이라 불리는 칠레, 아르헨티나, 볼리비아의 지역에서는 리튬 채굴을 위한 지하수 증발 작업으로 지역주민들의 식수나 농업용수 등 수자원이 부족한 현상이 발생하고 있다. 또한 광물의 채굴 과정에서 발생하는 탄소 문제도 배터리 원자재 공급에 있어서 빠질 수 없는 부작용 중 하나이다. 

이처럼 배터리 원자재의 폭발적인 수요량 증가와 이로 인한 각종 부작용 문제가 대두되면서 독일의 전문가들은 배터리 원자재 공급망에서 투명성과 지속 가능성이 중요하다고 강조한다. 관련해 독일 프라운호퍼 연구소의 에너지 관련 전문가인 세이어(Florian Sayer)는 “배터리 원자재의 희소성과 탄소 중립을 고려할 때, 원자재에서 생산 기술, 효율적인 배터리 사용 및 재활용에 이르기까지 전체적으로 투명하고 지속 가능한 가치사슬이 고려돼야 한다“고 말한다.

투명하고 지속 가능한 원자재 공급망 구축을 위해 노력하는 독일 완성차 업체

그렇다면 독일의 완성차 업체들은 배터리셀 원자재 공급망을 어떻게 관리하고 있을까? 결론부터 말하자면, 독일 업체들은 배터리 원자재 수요 증가에 따라 발생한 각종 문제의 해결과 지속 가능성을 고려하며 공급망을 구축하려고 노력하고 있다. 그럼 독일 완성차 업체들이 친환경적이고 윤리적인 원자재 공급망 구축을 위해 어떤 노력을 기울이고 있는지 업체별로 자세히 살펴보도록 하자.

1) 폴크스바겐 그룹

폴크스바겐 그룹은 책임감 있는 원자재 조달의 방법론을 다룬 <책임 있는 원자재 보고서 2021(Responsible Raw Materials Report 2021)>을 올해 5월에 발간했다. 폴크스바겐은 해당 보고서에서 배터리 원자재인 코발트, 리튬, 니켈을 포함해 16개의 고위험군 원자재에 대한 책임 있는 공급망 관리 방법론을 다루고 공급망에서 인권 및 환경 보호 조치에 대해 구체적으로 제시하고 있다.  

해당 보고서에 따르면, 폴크스바겐 그룹의 배터리 원자재 공급망 관리는 무엇보다 지속 가능성에 초점을 두고 있다. 즉, 배터리 공급업체와 협력해 광산에서 배터리 생산에 이르기까지 신뢰할 수 있는 공급 인증 체계를 만들고, 지속 가능한 원자재 채굴 및 소싱을 촉진하는 것이다. 이러한 공급망 관리를 목표로 폴크스바겐은 2022년 3월 책임 있는 채굴 보증을 위한 이니셔티브(이하 IRMA)에 가입했으며 자체 배터리 공급망에서 IRMA 표준*을 적용하기로 했다.

 * 주: IRMA 표준은 인권 보호와 지역 사회의 권리, 부패 배제, 근로자의 건강을 보호하기 위한 조치 및 영향을 받는 지역 사회, 직장 안전 및 환경 보호, 특히 광산 입구의 지하수 보호 또는 연령 검사를 포함

폴크스바겐은 또한 배터리 원자재의 지속 가능성을 위해 제조공정에서 나온 폐기물이나 폐배터리로부터 원재료인 리튬, 니켈, 망간, 코발트 등을 회수하는 방법 또한 꾸준히 연구하고 있다. 폐배터리 재활용을 위해 2021년 초 폴크스바겐은 독일 잘츠기터에 관련 공장을 설립했다. 잘츠키터 공장은 폐배터리 재활용을 통해 주요 배터리 원재료를 90% 이상 회수 및 재활용할 수 있는 곳으로, 더 이상 다른 용도로 활용될 수 없는 폐배터리만을 재활용한다는 점이 특징이다. 배터리의 대량 회수는 빠르면 10년 뒤로 예상되며, 초기 공장 설비는 연간 최대 3600개의 배터리를 재활용할 수 있도록 설계됐다. 

한편 지속 가능한 공급망 구축을 목표로 하는 폴크스바겐은 배터리 원자재 확보를 위해 국제적인 협력 또한 이어가고 있다. 예를 들어 올해 8월 올라프 숄츠 총리의 캐나다 방문에 동행한 폴크스바겐은 캐나다 정부와 배터리 원자재인 리튬, 니켈, 코발트 공급 협력에 합의했다. 또한 지난 3월에는 니켈과 코발트 원자재 확보를 위해 중국 화유코발트, 칭산그룹과 합작사 설립을 위한 양해각서를 체결하기도 했다.

2) 메르세데스-벤츠

메르세데스-벤츠는 원자재 조달에 있어 사회적 기준 및 환경 규제를 준수하고 공급망의 투명성을 높이는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 벤츠는 공급업체 심사, 위험 기반 실사 분석 그리고 공급업체를 위한 지속 가능성 교육을 실시하고 있다. 특히 벤츠는 공급업자들에게 책임 있는 소싱 표준을 의무화하도록 요구하고 있다. 이러한 과정을 통해 지속 가능한 공급망을 구축하겠다는 것이 벤츠의 최종 목표이다. 지속 가능한 공급망 구축은 벤츠가 추구하는 전기 모빌리티 전환 비전인 ‘Ambition 2039’에서 가장 핵심이 되는 과제 중 하나라고 할 수 있다.

벤츠의 배터리 원자재 공급을 살펴보면, 현재 벤츠는 배터리 주 원재료인 코발트와 리튬은 직접 조달하고 있지 않다. 하지만 벤츠는 배터리셀 공급업체에 원자재 공급망의 투명성과 지속가능성을 확보할 것을 요구하고 있다. 이를 위해 벤츠는 지난 2020년 11월에 IRMA 표준에 따라 인증된 광산에서 채굴한 코발트와 리튬으로 생산된 배터리 셀만 공급받겠다고 발표했다. 또한 차세대 배터리 셀에서 코발트의 비율을 10% 미만으로 줄이고, 장기적으로는 포스트 리튬이온 배터리 기술을 통해 코발트 사용을 완전히 배제하는 것을 목표로 하고 있다고 언급했다.

벤츠는 지속가능한 배터리 원자재 관리를 위해 국제 협력도 강화하고 있다. 예를 들어 코발트 공급망의 투명성 확보를 위해 2018년부터 감사 및 자문회사인 RCS Global에 의뢰해 OECD 기준에 따라 모든 단계에서 배터리셀 공급업체를 감사하도록 의뢰했다. 2021년 3월까지 183개 회사가 식별됐고 위험 평가 후 61개 업체에 대한 감사가 진행됐다. 또한 현재 IRMA 표준에 인증된 코발트 광산이 없기 때문에 벤츠는 IRMA 및 RCS Global과 협력해 코발트 최대 매장지인 콩고민주공화국의 일부 코발트 광산을 특정 요구 사항에 따라 감사할 수 있도록 하는 방안을 마련하고 있다. 

한편, 올해 3월 벤츠는 독일 쿠펜하임, 중국 그리고 미국에 폐배터리 재활용 공장을 건설한다는 글로벌 전략을 발표했다. 독일 쿠펜하임 공장은 벤츠의 배터리 시스템 재활용을 위한 자체 파일럿 공장이다. 해당 공장에는 회수율이 96% 이상인 특허받은 습식 공정 시설이 마련될 예정이다. 벤츠는 해당 공장 운영을 위해 자회사 LICULAR GmbH를 설립하고 기술 파트너인 배터리 재활용 전문업체 Primobius GmbH와 협력하고 있다. 벤츠는 향후 중국과 미국에도 배터리 재활용 공장을 건설하기 위해 파트너들과 논의하고 있다.

<벤츠 코펜하임 폐배터리 재활용 공장 정보>

[자료: 메르세데스-벤츠]

3) BMW 그룹

BMW 그룹은 지속 가능 공급망 네트워크를 구축하기 위해 공급업체 계약 시 인권, 노동 환경에 관한 OECD나 UN의 사회적 표준과 독일 연방의 공급망법 등에 기초해 공급업체를 선별하고 있다. 또한 선별 후에도 꾸준한 평가를 통해 지속 가능성을 유지하도록 노력하고 있다. 그리고 BMW는 공급망을 투명하게 관리하기 위해 조작 방지 및 일관성 있는 데이터 수집이 가능하도록 블록체인 기술을 도입하기도 했다.  

배터리 원자재와 조달과 관련해 BMW는 원자재별 공급망 위험 기준에 따라 위험 요소를 분석하고 위험 요소가 발견된 지역은 공급망에서 배제하고 있다. 우선 코발트의 경우 BMW가 버클리 대학교에 의뢰한 위험 분석 결과, 콩고민주공화국의 코발트 광산에서 인권 및 환경  문제 등 위험 요소가 확인됐고, 이에 따라 BMW는 코발트를 호주와 모로코에서 구매하기로 결정했다. 또한 알래스카 앵커리지 대학과 매사추세츠 대학에 의뢰해 리튬 채굴이 라틴아메리카 지역 물 균형에 미치는 영향을 분석한 결과, 흔히 남미 리튬 삼각지로 불리는 칠레, 아르헨티나 및 볼리비아에서 위험 요소가 확인됐고, 따라서 리튬을 호주에서 조달하기로 했다.

[자료: BMW 그룹]

BMW는 배터리 원자재의 지속 가능성을 위해 다양한 프로젝트에도 참여하고 있다. 코발트와 관련해서 BMW는 BASF SE, 그리고 한국 S사의 두 계열사와 함께 시범 프로젝트인 'Cobalt for Development'를 콩고민주공화국에서 진행했다. 이 프로젝트의 목적은 지속 가능성 교육을 통해 콩고민주공화국 광산의 인권 및 환경 문제를 개선하는 데 있다. BMW는 이 프로젝트를 통해 수천 명의 광부를 고용하는 14개 협동조합을 대상으로 지속 가능성 교육을 실시했다. 그리고 지역사회를 대상으로 광업 외에 다른 일자리를 찾을 수 있도록 대체 소득 및 가계 관리 교육도 실시했다.

또한 BMW는 칠레 아타카마 염수(Salar de Atacama)의 책임 있는 리튬 파트너십(Responsible Lithium Partnership) 프로젝트에 참여하고 있다. 이 프로젝트는 리튬 채굴과 관련해 아타카마 염수의 수자원을 보호하기 위한 것으로 BMW는 독일의 바스프(BASF), 메르세데스 벤츠, 다임러 트럭, 폴크스바겐 그룹, 페어폰(Fairphone) 등 5개 사에 이어 여섯 번째 멤버로 해당 프로젝트에 참여하고 있다.

한편, BMW 그룹은 올해 9월에 원통형으로 생긴 6세대 배터리셀을 공개했다. 2025년부터 전기화·디지털화 전략 모델인 ‘뉴 클래스(Neue Klasse)’ 제품군에 사용될 차세대 배터리 셀은 코발트 함량을 줄인 대신 니켈 사용량을 높인 제품으로 5세대에 비해 에너지 밀도는 20% 이상 높고, 주행 거리와 충전 속도는 최대 30% 이상 증가할 전망이다. 무엇보다 BMW는 6세대 배터리셀 제조를 위해 배터리셀 제조사들이 주원료인 코발트, 리튬, 니켈 원재료 중 일정량을 재활용해 얻은 2차 원자재로 사용하도록 하고, 배터리셀 생산에는 오직 친환경 재생 에너지만을 활용하도록 할 예정이다. 이를 통해 지속 가능한 원자재 공급을 가능하게 하고, 이산화탄소 배출량을 5세대 배터리 생산 시 배출량과 비교해 최대 60%까지 감소시킨다는 계획이다. BMW는 6세대 배터리셀을 위한 원자재 역시 직접 조달해 배터리셀 공급사에 제공할 예정이다.

시사점

전기 모빌리티 시대가 본격적으로 시작되면서 전기차의 핵심 부품인 배터리셀 생산량이 크게 증가하게 됐다. 그 영향으로 희소 광물인 배터리 원자재의 수요가 폭발적으로 증가했고, 이에 따라 광물 원자재의 고갈 가능성이 제기되고 있다. 또한 원자재 공급과 관련해 환경 문제와 노동 문제 등 해결해야 할 많은 문제도 불거져 나오기 시작했다. 탄소 중립이라는 좋은 목표를 위한 발걸음이 여러 부작용을 양산하는 아이러니한 상황이 펼쳐지는 것이다. 

이러한 맥락에서 독일 완성체 업체들이 지향하는 것과 같이 지속 가능하고 투명한 원자재 공급망을 구축하고 관리하는 것은 분명 필요해 보인다. 물론 독일 업체들이 배터리 원자재를 직접 조달하고 관리하는 것은 배터리셀 공급 경쟁에서 우위를 차지하기 위한 하나의 전략이기도 하다. 그럼에도 불구하고 전 세계 자동차 시장을 선도하는 독일 완성차 업체들이 친환경적이고 사회적 인권 기준에 부합하는 공급망을 구축하려는 방향성은 전 세계 자동차 산업에 좋은 이정표를 제시한다는 점에서 분명 의미가 있어 보인다. 

자료: Handelsbaltt, Spiegel, Automobilwoche, Volkswagen Group, BMW Group, Mercedes-Benz, battery-news.de, Technik+Einkauf, Elektroauto-News, Bimmer Today, 코트라 함부르크무역관 보유 자료 종합

[출처 = KOTRA GlobalWindow(http://news.kotra.or.kr) / 2022년 11월 24일]