차세대 전지 기술 개발·검증 원스톱… 충북 ‘K배터리 심장’ 발돋움
한번 쓰고 버리는 일차전지와 달리 이차전지는 충전 후 재사용이 가능하다. 이 때문에 무선가전뿐 아니라 로봇과 드론, 전기차, 전기선박 등 이차전지의 적용 영역은 계속 확장되고 있다. 전기차용 이차전지 시장만 따져도 2020년 304억 달러에서 2030년 3047억 달러 등 앞으로 10년간 10배 정도의 성장이 전망되고 있다.
이차전지가 반도체의 뒤를 이어 국가 성장을 주도할 핵심산업으로 뜨면서 세계 각국이 이차전지 육성에 뛰어들고 있다. 국내 지방자치단체들도 차세대 먹거리로 부상한 이차전지로 눈을 돌리고 있다.
특히 충북도가 한국 배터리 산업을 견인해 세계 이차전지 시장을 주도하겠다는 ‘통 큰’ 계획을 수립했다. 도는 이차전지 육성을 위해 3대 전략, 9대 핵심과제, 45개 세부사업을 추진한다고 16일 밝혔다. 이를 위해 2030년까지 국비와 지방비, 민간투자 등 총 8조 7417억원을 투자한다는 구상이다. 도의 육성 전략은 기술개발과 상용화를 지원하기 위한 다양한 인프라 구축에 초점이 맞춰졌다. 도는 청주시에 303억원을 들여 이차전지 소재부품시험평가센터를 구축하고 이차전지고도분석센터도 마련할 예정이다.현재 양극재와 음극재 등 이차전지 핵심 소재를 생산하는 기업들은 이차전지 완제품을 만드는 대기업에 성능검증 의뢰를 하고 있다. 대기업들은 성능검증까지 하다 보니 생산력 손실이 발생하고, 소재 회사들은 답을 기다리는 데 많은 시간을 허비하고 있다. 설계 중인 시험평가센터가 구축돼 성능검증을 전담하면 소재 생산기업들은 빠른 시간 내에 결과를 알 수 있고, 대기업은 완제품 생산에 올인할 수 있다.
내년에 설계가 시작될 예정인 고도분석센터는 이차전지를 구성하는 핵심 소재의 특성과 파손, 고장, 사고 등의 원인을 분석해 기업들에 제공하는 역할을 하게 된다. 또 배터리 시험제작을 통해 성능과 안전성 등을 평가할 수 있는 신뢰성평가센터도 충북에 마련될 예정이다. 도는 민관, 수요·공급기업들이 공동연구개발을 추진할 수 있는 이차전지 전문연구소를 설립하고 실증을 위한 연구공장을 건립하는 등 오픈이노베이션 시스템도 구축하기로 했다.
또 정부가 추진 중인 차세대전지 상용화지원센터도 유치해 기술개발을 선도한다는 계획도 세웠다. 리튬이온전지가 이차전지의 주를 이루고 있는 가운데 세계 각국은 현재 전고체 전지, 리튬황전지, 리튬금속전지 등 차세대 전지 개발에 적극 나서고 있다. 전지 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 기존 액체에서 고체로 대체한 전고체 전지는 안정성이 뛰어나다는 장점이 있다.
리튬황전지는 무게가 가벼워 항공이나 드론에 널리 쓰일 수 있다. LG에너지솔루션은 지난해 9월 리튬황 배터리를 탑재한 태양광 무인기를 높이 22㎞까지 비행시키는 데 성공했다. 리튬금속전지는 에너지밀도와 안전성을 동시에 극대화할 수 있다.도는 현장의 수요에 맞는 고급·중급·초급 실무인력 육성도 추진한다. 고급 인력을 위해 대학과 연계해 석·박사 과정을 운영하고 중급기술자 배출을 위해 한국전지산업협회와 손을 잡는다는 계획이다. 또 충북에 위치한 특성화고등학교와 함께 초급기술자도 양성한다. 기업 간 기술교류 등을 위해 충북 이차전지산업 육성 협의체를 구성하고 한국전지산업협회 충북 분원도 만들기로 했다. 충북도 관계자는 “이런 다양한 인프라가 구축되면 관련 기업들이 몰려와 충북이 이차전지 제조 및 연구개발 거점으로 자리매김할 수 있다”면서 “충북도는 앞으로 K배터리 산업의 심장 역할을 할 것”이라고 강조했다.
도가 공격적인 전략을 수립해 세계 시장까지 노리는 것은 이미 상당한 인프라를 갖추고 있어서다. 충북의 이차전지 생산액은 10조 7000억원으로 국내 전체의 48%를 달성하며 전국 1위를 기록하고 있다. 수출액 역시 21억 9000만 달러로 전국 1위다. 전기차 배터리 생산능력 세계 1위 기업인 LG에너지솔루션도 청주시에 있다. 핵심소재부품 기업도 40개나 자리잡고 있다.
최근에는 전국에서 유일하게 이차전지 소재부품장비 특화단지로 지정됐다. 2027년 청주시 오창테크노폴리스 산업단지에는 방사광가속기도 구축된다. 국비 8000억원, 지방비 2000억원 등 1조원이 투입되는 가속기는 전자를 빛의 속도로 가속할 때 발생하는 ‘방사광’이란 빛으로 물질의 미세구조를 관찰하는 초정밀 거대현미경이다. 신약과 차세대 신소재, 초소형 기계부품 등 다양한 분야에서 활용돼 ‘기초과학의 꽃’으로도 불린다. 도는 가속기 인근에 한국전자기술연구원 등 국내 곳곳에 흩어져 있는 전문생산기술연구기관들을 모으는 방안도 구상하고 있다. 이들의 클러스터 형성은 이차전지 개발에도 큰 힘이 될 수 있다.
정부도 이차전지 산업을 이끌 지자체로 충북을 주목하고 있다. 산업통상자원부가 지난 7월 8일 청주시 오창읍의 LG에너지솔루션 제2공장부지에서 정부의 ‘K배터리 발전전략’ 행사를 한 것도 이 때문이다. 문재인 대통령까지 참석한 이날 행사에는 국내 이차전지 관련 기업 50여곳과 유관기관 및 대학 관계자 등 국내 이차전지 분야의 핵심 인사들이 대거 참석했다. 이날 정부는 국내 이차전지 연구개발에 40조원을 투자한다고 밝혔다.
또 정부 300억원, 이차전지 3사(LG에너지솔루션·삼성SDI·SK이노베이션) 200억원, 펀드운용사 300억원 등 총 800억원 규모의 연구개발혁신펀드 조성 계획도 밝혔다. 이시종 충북지사는 “소재부품장비 특화단지 지정에 이어 정부의 배터리 발전전략 행사가 열린 것은 이차전지산업의 중심지로 공인받은 셈”이라며 “충북의 전략이 원활하게 추진되면 미래의 글로벌 이차전지 시장을 주도하게 될 것”이라고 밝혔다. 이어 이 지사는 “이차전지 관련 연구소 및 인프라를 충북에 집적화해 거점으로 조성하는 사업이 대선 공약에 반영될 수 있도록 할 방침”이라고 강조했다.
