[2009 녹색성장 비전] 충전용 전지가 주력제품… CO2배출 줄여 온실효과 막는다
지금은 전기를 충전해 사용하는 2차전지의 시대다. “전기는 저장할 수 없다.”는 말은 이제 옛말이 됐다. 전지기술도 발달, 활용도 한층 다양해졌다. 이미 녹색성장에서 빼놓을 수 없는 존재로 자리잡았다. 일본을 대표하는 산요전기는 중·소형 2차전지를, 일본가이시(NGK)는 엄청난 양의 전력을 저장할 수 있는 대형 2차전지를 양산, ‘그린 정책’에 한발 앞서나가고 있다.
│도쿄 박홍기특파원│산요전기의 브랜드 비전은 ‘싱크 가이아(Think GAIA)’다. 가이아는 그리스신화에서 지구를 의미한다. 지구와 생명에 공헌하는 친환경적 기업이라는 얘기다. 실제 지구 자원을 효과적으로 이용하는 ‘충전지(充電池)사회’의 구현을 내세우고 있다.
도쿄 미나토구에 위치한 산요전기의 글로벌 커뮤니케이션 본부를 찾았다. 본사는 오사카에 있다. 본부의 입구 안쪽에는 산요전기가 생산한 갖가지 2차전지를 전시하고 있다. 2차전지는 한번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 충전할 수 있어 지속적인 사용이 가능하다.
마키노 구미코 글로벌 홍보팀 매니저는 “세계에서 1년간 쓰는 전지는 400억개”라면서 “산요전기가 생산한 충전용 에네루프(eneloop=enery·에너지+loop·순환)로 전환하면 연간 4000만개면 충분하다.”며 2차전지의 중요성을 강조했다. 에네루프는 최근 각광을 받는 충전용 니켈·메탈 하이브리드 전지다. 충전이 무려 1000번이나 가능, 반영구적이다. 전지의 크기도 게임, 통신, 자동차, 오토바이, 자전거, 컴퓨터 등 용도에 따라 다양하다.
●니켈·카드뮴 2차전지 전세계 점유율 40%
산요전기의 주력은 2차전지다. 전지는 재질에 따라 성능이 다르다. 산요전기가 생산한 전지의 세계 시장 점유율은 세계 1위다. 2007년 기준, 최고의 전기용량을 자랑하는 산요전기의 리튬 이온 및 리튬 폴리머전지의 시장 점유율은 30%, 니켈 메탈 하이브리드전지로 불리는 니켈 수소전지는 35% 정도다. 2차전지 가운데 1세대인 니켈 카드뮴전지의 점유율은 무려 40%이다. 쓰임새 쪽으로 보면 휴대전화 전지의 30%, 노트북의 35%, 전동공구의 50%, 디지털카메라의 30%를 차지하고 있다. 사실상 독보적이다.
산요전기의 도전은 끝이 없다. 44년간 독자적인 건전지 개발에서 얻은 노하우가 최고의 자산이다. 마키노 매니저는 “전지는 설비산업인 탓에 품질이 안정된 제품을 효율적으로 생산하는 게 가장 중요하다. 모든 설비를 자체 설계를 하고 있다. 리튬이온전지의 고용량화에는 현 재료로는 한계가 있다. 신재료의 사용이 불가피하다. 때문에 전지구조의 검토를 비롯, 새 재료의 활용을 위한 연구에 착수했다.”고 밝혔다. 그러면서 “신재료나 개발 방향에 대해 구체적으로 말할 수 없다.”고 했다.
그러나 하이브리드차(Hybrid Electric Vehicle·HEV)용 2차전지의 개발은 숨길 수 없는 부문이다. 2004년부터 본격 개발에 나섰다. 산요전기의 자체 추산에 따르면 내년의 HEV용 세계 전지시장 규모는 1500억엔(약 2조 2000억원), 2011년은 2100억엔, 2012년은 2700억엔이다. 산요전기가 2020년을 겨냥한 HEV용인 리튬이온전지의 시장 점유율은 40%이다. 1300만대로 예측되는 HEV의 20대 가운데 1대꼴이다.
●하이브리드차 등 리튬 이온전지 개발 한창
산요전기의 사업계획을 설명한 류 에이에이는 “순수 전기자동차(PEV)는 충전당 주행거리, 비용, 충전 인프라 등 해결해야 할 과제가 많기 때문에 가솔린차의 대체로서는 하이브리드차가 주류가 될 것”이라고 말했다. 때문에 HEV용 리튬이온전지와 가정용 전원으로 충전할 수 있는 차세대 HEV용인 플러그인 리튬이온전지의 개발에 한창이다. 2015년부터 도쿠시마현의 공장에서 월 1000만개의 HEV용 전지를 생산하기 위해 800억엔을 투입하고 있다. 특히 개발중인 플러그인 리튬이온전지는 1셀(데이터센터를 구성하는 최소 단위인 POD가 10∼30개 모인 상태)당 20ah급으로 리튬이온전지에 비해 4배나 용량이 크다.
엷은막(薄膜) 태양전지의 사업도 속도를 내고 있다. 신니혼석유와 공동으로 다음달 오사카에 1000억엔을 투자, 태양전지 자회사를 설립할 예정이다. 특히 태양전지와 2차전지, 천연가스 등의 연료전지와 2차전지를 융합하는 새 에너지 시스템의 구축도 추진하고 있다. 예컨대 태양전지를 이용한 전기자동차용 전지와 연료전지를 복합한 노트북용 전지 등의 상용화를 위해서다.
료 하기와라 홍보팀 직원은 “산요전기가 추구하는 충전지 사회는 이산화탄소(CO2)의 삭감, 지구온난화와 직결돼 있다.”고 자랑했다. 산요전기는 오는 2020년까지 태양전지로 550만t, HEV용 전지로 1300만t, 에네루프전지로 100만t 등 모두 2000만t의 이산화탄소 삭감 효과를 거두기 위한 중장기 전략을 세워놓았다.
hkpark@seoul.co.kr
●산요전기 지난 1947년 2월 창업됐다. 충전지와 태양전지 등 친환경 에너지 분야 사업에 강점을 가진 글로벌 기업이다. 국내와 해외에 각각 66개와 119개의 자회사, 30개씩의 지분법적용회사 등 관계회사만 무려 245곳이다. 2007년 매출액은 2조 178억엔, 현 직원은 9만 9875명이다. 지난해 12월 파나소닉의 자회사로 합병에 합의, 절차가 진행되고 있다. 합병된 후에도 산요전기의 브랜드는 그대로 사용된다.
■세계 최고 대규모 전력저장업체 NGK
│나고야 박홍기특파원│“전기도 저장할 수 있다.” 세계에서 처음으로 대용량의 전력을 저장, 사용할 수 있는 축전지(NAS전지)를 개발한 ‘일본가이시(NGK)’의 자랑이자 자부심이다. ‘전기는 장기간 대량으로 저장할 수 없다.’는 상식을 깬 NGK는 지난 1919년 창립 이후 90년간 전력 관련사업에만 전념해온 ‘알짜’기업이다. 가이시라는 기업명도 전기공사에 쓰이는 절연제품인 애자(碍子)를 의미한다.
NGK가 지난 2003년부터 대량 생산에 나선 ‘NAS(나트륨·유황)전지’는 일본 국내뿐만 아니라 세계 곳곳에서 몰려드는 주문을 맞출 수 없을 정도다. 올해의 NAS전지 생산량 90㎿는 이미 계약이 끝난 상태다. 오자와 야스시 이사 겸 영업총괄부장은 “태양광발전·풍력발전 등 자연에너지를 이용한 발전 붐과 함께 NAS전지의 수요가 크게 늘고 있다.”면서 “내년에는 생산량을 160㎿로 확대할 계획”이라고 밝혔다.
NAS전지는 간단히 말해 값싼 야간의 전력을 비축해 값비싼 낮에 쓸 수 있도록 충·방전이 가능한 획기적인 축전지다. 일반적으로 쉽게 찾을 수 있는 중·소형 2차전지와는 달리 대용량·고출력·내구성 등의 특징을 갖고 있다. 축전 성능은 승용차의 축전지에 비해 3배 가량 높은 데다 용량은 6시간 이상 안정적으로 연속 출력할 수 있다. 수명은 15년이다. 때문에 일반 가정이 아닌 공장이나 변전소, 회사 등 전력 사용이 많은 곳에서 절전을 비롯, 정전 등 비상시에 대비한 전력공급용이다.
●1919년 창업이래 전력 관련사업에 전념
NGK가 NAS전지의 개발에 나선 것은 1984년부터다. 도쿄전력과 공동으로 정부가 추진한 국가프로젝트로 참여했다. 84년 NAS전지용 전해질 개발을 시작으로 97년 변전소 실험 등의 과정을 거쳐 2002년에 비로소 상품화에 나섰다. NAS전지의 첫 실용화다. 1967년 미국의 포드사가 NAS전지의 원리를 처음 발표한 이래 35년만의 일이다.
미쓰타니 다카오 영업부 매니저는 “NGK는 원래 일본의 도자기로 유명한 ‘노리타케’ 그룹에서 90년전 분리된 기업”이라면서 “전력을 저장하는 세라믹스기술의 실현”이라고 강조했다. NAS전지의 개발에 오랫동안 축적된 세라믹스의 원리를 적용했다는 얘기다.
●작년 매출 170억엔… 2015년 500억엔으로
NAS전지의 효과는 대단하다. NGK의 나고야 본사에는 500㎾규모의 NAS전지시스템을 설치, 연간 1300만엔(약 1억 700만원)의 절약효과를 거두고 있다. 1㎿규모의 시스템을 둔 도쿄의 한 하수처리장의 연간 절약액은 4000만엔에 이른다. 국내의 200곳에 NAS전지시스템이 설치됐다. 총용량은 무려 270㎿정도다. NAS전지는 수요의 용량에 맞게 전지를 조합한 시스템 형태로 사용된다.
NAS전지가 최근 가장 각광을 받는 곳은 풍력발전시설이다. 태양광발전도 물론이다. 오자와 이사는 “자연에너지 발전은 기후와 일조량 등 기상조건에 크게 영향을 받기 때문에 출력 변동에 대응, 일정한 전력을 확보해 안정적으로 공급하기 위해서는 축전지가 필요하다.”고 설명했다. 그러면서 “NAS전지는 불안정한 자연 에너지를 저장을 통해 안정된 에너지로 바꾼 혁신적인 기술”이라고 자신했다.
NGK는 지난 2007년 5월 아오모리현에 건설한 일본 최대인 51㎿급 풍력발전시설에 세계 최대 규모인 34㎿의 NAS전지시스템을 설치했다. 사토 히로시 홍보실 매니저는 “미국 미네소타주에 위치한 2600㎿급 풍력발전을 보유한 엑셀사에 1㎿급 NAS전지시스템을 비롯해 미국 등 세계의 7곳에 납품했다.”고 밝혔다. 또 세계 10여곳도 관심을 보이고 있다. 지난 1월 아랍에미리트연합(UAE)과 50㎿급 NAS전지시스템을 100억엔에 계약했다. 미쓰타이 매니저는 “NAS전지의 매출액은 지난해 170억엔에서 2011년 350억엔, 2015년 500억엔 이상으로 늘어날 것”이라고 전망했다.
hkpark@seoul.co.kr
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