[미국] 미국 자동차용 리튬이온 배터리 시장동향

리튬이온 배터리는 미래 에너지 산업의 핵심, 전기자동차를 중심으로 수요 폭발적 증가

주요 배터리 제조업체들은 미국 각지에 공장을 구축, 생산능력을 확대하기 위한 경쟁 중

리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도로 고용량, 고효율 구현이 가능해 소형 가전, IT 기기, ESS, 전기자동차에 이르기까지 활용영역이 매우 넓다. 그뿐만 아니라 최근 글로벌 기후위기로 인해 탄소중립 사회로의 전환 요구가 높아지고 있는바, 리튬이온 배터리는 미래 에너지 산업의 핵심이라고도 볼 수 있다. 리튬이온 배터리의 HS Code는 크게 ‘축전지(격리판을 포함하며, 직사각형이나 정사각형인지에 상관없다)’로 정의된 8507호에 속하며, 세부적으로는 해당 호의 하위 품목인 8507.60호(리튬이온 축전지)로 분류된다.

시장동향

2024년 2월 시장조사기관 IBIS World에서 발행한 배터리 제조시장 분석에 따르면 2024년 미국의 배터리 제조산업의 매출은 총 120억 달러 규모로서, 그 중 리튬이온 배터리가 속한 이차전지 부문은 73억 달러로 전체 시장의 61.4%를 점유하고 있다. 미국에서는 최근 수 년간 점점 더 다양한 전자 제품에 리튬이온 배터리가 탑재되고, 이러한 제품을 생산하는 기술장벽이 점차 낮아지면서 시장이 빠르게 성장했다.

특히 미국에서는 전기차에 대한 수요가 급증하면서 자동차용 리튬이온 배터리 부문이 가장 큰 시장 규모를 형성하고 있는바, 시장조사기관 Freedonia Group은 2023년 2월에 발표한 자동차 배터리 시장보고서에서 미국의 자동차 배터리 수요는 2026년 총 128억 달러 규모로 예상된다고 분석했다. 이는 2021년 72억 달러에서 연간 12% 증가한 수치다. 특히 자동차용 리튬이온 배터리 매출은 2026년까지 연간 28% 증가할 것으로 예상되는바, 이는 개별 제품 부문 중 가장 빠른 속도다. 미국에서 자동차용 리튬이온 배터리에 대한 수요는 2026년에 55억 달러에 이를 것으로 예상된다.

미국의 자동차용 배터리 제품별 수요 동향 및 전망

(단위: US$ 백만, %)

[자료: Freedonia]

미국에서 리튬이온 배터리 기술이 상업적으로 이용된지 30년이 넘었지만 연구 및 신제품 개발 노력은 여전히 지속되고 있다. 그 중 대부분은 ▲ 충전 시간 단축, ▲ 코발트와 같은 희소하고 값비싼 양극재를 줄이거나 대체, ▲ 과열을 방지하고 배터리 안전성을 높이기 위한 열 관리 기술 향상, ▲ 에너지 용량 증가, ▲ 재활용 소재 사용 강화와 같은 핵심 분야에 중점을 두고 있다. 리튬이온 배터리 시장의 하위 유형에는 리튬-인산철(LFP) 배터리도 포함된다. 이들 제품은 일반적으로 현재 전기차 배터리 시장을 장악하고 있는 니켈 코발트 알루미늄(NCA) 및 니켈 망간 코발트(NMC) 화학물질에 비해 성능 특성이 약하지만, 니켈 및 코발트 소재를 배제해서 시장에서 점차 더 매력적인 선택지가 되고 있으며, 테슬라와 같은 회사는 LFP 배터리의 활용도를 확대하기 시작했다. LFP 배터리는 비용이 저렴하고 독성이 낮으며 안정적인 충전 성능을 보이면서 높은 수준의 신뢰성 덕분에 전기 오토바이, 골프 카트, 전기 스케이트보드 및 기타 소형 전기 운송 장치와 같은 운송 응용 분야에서 수요가 매우 높다. 또한 LFP 배터리는 의료기기, 전자 담배, 스마트폰 및 태블릿을 비롯한 다양한 기타 애플리케이션에도 사용되고 있는바, 향후 안정적인 수요를 보일 것으로 전망된다.

컨설팅 업체 맥킨지는 2030년까지 북미는 전 세계 배터리 셀 생산량의 약 20%를 차지할 것으로 예상되지만 분리막과 전해질 부문은 아시아의 기존 업체보다 훨씬 뒤처질 것으로 예상했다. 따라서 이러한 공급 부족으로 인해 북미 지역에서는 현지에서 생산된 핵심 배터리 부품을 수입해야 할 것으로 전망된다고 분석했다. 또한 인플레이션 감축법 효과로 배터리 셀 및 부품 생산 현지화가 지속되면서 미국 내 기가팩토리가 늘어나면서 글로벌 시장의 초점은 지역화될 것으로 예상되며, 배터리 부품 공급업체와 생산업체 간의 현지 파트너십 및 공동 개발도 더욱 활발해질 것으로 전망했다.

또한 리튬이온 배터리 기술과 관련해서 맥킨지는 앞으로 1) 음극재 부문은 실리콘 음극재가 비용 경쟁력을 확보하면서 장기적으로 기존의 흑연 음극재를 대체, 2) 양극재 부문은 니켈 고함량 양극재가 LFP, 리튬망간(니켈) 산화물, 리튬황 등 다른 양극재와 경쟁 중이며 장기적으로 이러한 유동성 유지, 3) 액체 전해질은 고체 전해질이 성공적으로 산업화될 경우 위험에 직면, 4) 초고분자량 폴리에틸렌(UHPE) 습식 공정 코팅 분리막이 기존의 세라믹 분리막 대체 등의 가능성에 대해 전망했다.

한편, IEA에 의하면 전기차용 리튬이온 배터리 가격은 중요 광물 가격 안정으로 하락세를 보이고 있다. 그런데도 미국에서의 배터리 제조 비용은 중국에서 발생하는 제조 비용보다 약 20% 더 비싸다. 실제로 중국 제조업체들은 현지 재료 생산자로부터 우대 가격을 적용받을 가능성이 높고, 통합된 공급망을 이용할 수 있어 이러한 제조 비용 격차는 더 클 가능성도 있다. 또한, 미국과 유럽과 달리 중국에서 생산되는 대부분의 배터리는 LFP로, 이는 NMC보다 20% 이상 저렴하게 생산된다. 미국은 국내 배터리 생산에 막대한 투자를 통해 이러한 격차를 줄이려고 하고 있다. 미국의 이러한 노력은 중국산 배터리 수입 의존도를 줄이고, 현지 산업을 강화하며, 글로벌 가격, 가용성 및 혁신에 장기적인 영향을 미칠 것으로 예상된다.

수입동향

2023년 리튬이온 배터리가 속하는 HS Code 8507.60 제품군에 대해 미국 전체 수입액은 약 185억4천800만 달러로, 전년 대비 약 37.2% 증가했다. 최대 수입국은 2023년 수입액 약 130억6천600만 달러를 기록한 중국으로 전체 수입 시장의 약 70.4% 비중을 차지한다. 중국의 경우 정부 주도의 강력한 전기차 보급정책으로 내수가 활발하고 주요 기업인 BYD, CATL 등이 선전하며 수입국 1위 자리를 유지하고 있다. 중국으로부터의 수입액은 전년 대비 약 44.5% 증가했으며, 독일, 베트남, 말레이시아를 제외하고 대한민국, 일본, 헝가리 등 수입 상위 7개국으로부터의 수입액이 전년 대비 모두 증가했고, 특히 헝가리는 약 109.6%의 높은 증가율을 보였다.

최근 3년간 미국의 리튬이온 배터리 국가별 수입 동향

(단위: US$ 백만, %)

주: HS Code 8507.60 기준

[자료: U.S. Department of Commerce, Bureau of Census, World Trade Atlas]

한편, 대한민국은 2023년 기준 전 세계에서 두 번째로 미국에 리튬이온 배터리를 수출한 것으로 나타났다. 최근 3년간 한국의 대미 수출액은 2022년에 다소 감소했다가 2023년에 반등했다. 2023년 기준으로 대한민국은 미국으로 약 15억1천300만 달러 규모의 리튬이온 배터리 제품을 미국으로 수출하면서 전년 대비 수출액이 약 25.9% 증가했으며, 시장 점유율은 8.2%를 기록했다.

경쟁동향

미국의 리튬이온 배터리 시장은 CATL(중국), BYD(중국), LG에너지솔루션(한국), 삼성SDI(한국), 파나소닉(일본), SK이노베이션(한국)과 같은 기업들이 지배하고 있다. 해당 기업들은 리튬이온 배터리 시장에서 견인력을 얻기 위해 고급 신제품을 연구∙개발할 뿐만 아니라, 다양한 기업과의 협력 전략을 채택해 역량을 강화하고 다양한 지역에서 입지를 확장하고 있다. 특히 이들은 글로벌 공급망 재편 추세와 미국의 자국 내 생산강화 기조에 맞춰 미국 각지에 공장을 구축하면서 생산능력을 확대하기 위한 경쟁을 벌이고 있다.

BYD는 2024년 전기차용 차세대 블레이드 배터리 출시를 앞두고 배터리 기술을 강화하고 있는 것으로 알려져 있다. 해당 배터리는 더 높은 에너지 밀도와 더 낮은 비용을 목표로 하며 잠재적으로 전기차의 주행 거리를 크게 향상시킨다고 한다. 또한 BYD는 배터리 생산에 필수적인 리튬 공급량 확보를 위해 시그마 리튬과 제휴하거나 인수하는 등 배터리 사업 확장을 검토하고 있다.

적극적으로 신기술을 개발하고 미국 내 시장 입지를 확대해 온 CATL은 중국의 버스 제조업체인 Yutong과 협력해 최대 100만 마일 또는 15년 동안 지속되도록 설계된 새로운 전기차 배터리를 출시했다. 또한 CATL은 미국 내 배터리 생산 역량을 강화하기 위해 테슬라와 협력하고 있다. 테슬라는 네바다에 새로운 시설을 열고 CATL의 장비를 활용해 인산철리튬(LFP) 배터리를 생산할 계획이다. 해당 시설은 미국에서 배터리 생산을 현지화하려는 테슬라의 전략의 일환으로서, 국내 전기차 제조를 장려하는 미국 연방 규정과도 궤를 함께한다.

파나소닉은 최근 미국 캔자스주에 건설 중인 전기차용 배터리 생산공장에 40억 달러 규모의 자본을 추가로 투자할지 여부를 검토 중인 것으로 알려졌다. 이는 기존 투자 규모와 거의 동일한 규모로서, 업계에서는 파나소닉이 최근 경쟁이 본격화되고 있는 원통형 배터리 경쟁에 대비해 생산 라인을 증설하는 데 목적이 있는 것으로 보고 있다. 원통형 배터리는 그간 시장에서 주류는 아니었지만 글로벌 전기차 업계를 주도하고 있는 테슬라가 에너지 밀도가 높아 주행거리가 늘어난 4680 배터리를 선보이면서 시장 내에서 차세대 배터리로 주목받고 있다. 우리 기업인 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온도 원통형 배터리 양산을 준비하고 있는 것으로 알려졌다.

한편, 최근 미국은 중국산 배터리 수입에 대해 신중한 입장을 취하고 있다. 2024년 국방수권법(National Defense Authorization Act)은 미 국방부가 BYD, CATL를 포함한 특정 중국 기업으로부터 배터리를 조달하는 것을 금지하는 규제 조항을 도입했다. 단, Tesla 및 Ford와 같은 기업이 이들과 상업적으로 거래하는 것은 일시적으로 허용된다. 이러한 조치에 대해 미국의 언론매체나 전문가들은 해당 조치가 여전히 진행 중인 미-중 간 지정학적 긴장과 공급망 보안에 대한 우려를 반영해, 장기적으로 볼 때 배터리 공급망의 중국 의존도를 줄이고 미국 내 배터리 생산을 촉진하는 데 목적이 있다고 평하고 있다.

유통구조

대부분의 리튬이온 배터리는 완성품의 구동을 위한 부품으로 취급되는 제품 특성상 주로 B2B 거래로 유통되고 있고, 소비자용 소형 리튬이온 배터리는 일반적인 소매 유통채널을 통해 유통되고 있다.

관세율, 인증 및 수입규제

US International Trade Commission에 따르면 리튬이온 배터리는 기본세율 3.4%가 부과되는 제품이지만, 한미 FTA 협정세율 대상으로 무관세가 적용된다. 한편 리튬이온 배터리는 화재 위험성 때문에 비행기로 운송 시 여러 가지 제약 조건들이 있으므로 자세한 사항은 IATA(International Air Transport Association) 54th Edition Table 4.2를 참고(https://agashirinov.files.wordpress.com/2015/10/ekp000017565.pdf)할 필요가 있다. 또한 강제사항은 아니지만 리튬이온 배터리 생산 업체는 UL 인증을 통해 배터리 셀의 성능, 신뢰성 및 안전성을 보장하기 위해 적용 가능한 모든 산업 표준을 테스트하고 증명할 수 있다(자세한 사항 확인: https://www.ul.com/services/battery-certification-services-cell-manufacturers).

시사점

미국의 리튬이온 배터리 시장은 전례 없는 급격한 성장 후 최근 일시적인 수요 둔화 현상을 보이기도 했지만, 전기차 전환 추세와 정부 주도의 지속 가능한 에너지 솔루션이 주목받는 한 앞으로도 수요는 계속될 것으로 전망되고 있다. 미국은 정부가 미국 내 배터리 제조기업에 대해 다양한 인센티브와 보조금을 제공하고 있어 매력적인 시장이기도 하지만, 환경 규제와 노동 법규를 포함한 엄격한 규제 기준이 마련돼 있기에 미국 시장 진입을 염두에 두고 있는 우리 기업들은 진입에 앞서 규제를 이해하고 적응하는데 많은 투자를 해야한다.

이와 관련해 맥킨지는 미국의 배터리 부품 시장에 진입하고자 하는 기업들이 겪는 가장 큰 어려움 중 하나로 배터리 구성 요소를 테스트하고 검증 및 승인받는데 매우 긴 시간이 필요하다는 점을 지적했다. 또한 제품이 잠재 고객으로부터 인기를 얻기 시작할 경우 파일럿 단계에서 공장 규모 전환을 고려하게 되는데, 공장을 건설할 때에도 건설 허가 결정을 받는 데만 1년이 넘는 기간을 걸린다는 점을 염두에 두어야 한다. 또한 배터리를 미국 내에서 생산할 경우 배출되는 가스에도 유의해야 하는바, 연방 규정 및 관할 주의 규정이 적용될 가능성에 대비해야 한다. 예를 들어, 양극 활물질 공급업체는 미국의 대기질 규정을 준수하기 위해 니켈 배출량을 면밀히 관리해야 한다.

파트너십 및 현지화 전략도 중요하다. 우리 기업은 현지 파트너와의 협력을 통해 시장 접근성 향상, 기술 전문성 공유, 규제 이행 용이성 등 많은 장점을 누릴 수 있다. 미국 기업과의 합작 투자 또는 전략적 제휴는 시장 진입과 관련된 위험을 완화하는데 도움이 될 수 있으며, 현지 생산 시설을 설립해 물류비용을 줄이고 공급망 효율성을 개선할 수 있다. 경쟁 시장에서 차별화를 이루기 위해서는 지속적인 혁신과 R&D도 빼놓을 수 없는 요소다. 차세대 배터리 기술로 주목받고 있는 고체 배터리, 원통형 배터리 등의 개발에 투자하거나, 미국의 연구 기관 및 대학과 협력해 미국 시장의 특정 요구 사항을 파악하는 것도 좋은 전략이다.

자료: IBIS World, Freedonia, Mckinsey, Bloomberg, IEA, BYD, CATL, Electrek, Panasonic, Global Trade Atlas, U.S. Department of Commerce, Bureau of Census, US International Trade Commission, International Air Transport Association, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합

[출처 = KOTRA GlobalWindow(http://news.kotra.or.kr) / 2024년 4월 26일]