※ 테슬라, LG에너지솔루션 2170 배터리 파나소닉으로 변경 관련
테슬라가 한국에서 생산되는(오창공장 추정) LG에너지솔루션의 모델Y용 2170배터리를 파나소닉 제품(네바다)으로 변경한다는 내용이 전해지고 있습니다.
이는 테슬라가 추진하고 있는 글로벌 공급망 조정이라는 측면에서 이해할 수 있는데, 테슬라는 미국 IRA보조금과 미국과 유럽의 대중국 무역장벽 강화에 따른 조치로 2023년부터 글로벌 공급망 재편을 진행 중에 있는 상황이었습니다.
즉, 북미 물량은 IRA 보조금(7,500달러) 자격획득을 위해 공급망을 최대한 미국에서 자체적으로 해결하고자 하고 있으며, IRA/FEOC에 저촉되는 배터리 소재/부품에 대한 배제를 하고 있습니다. (미국에서 조립 및 생산과 미국과 FTA를 체결한 국가에서 소재 조달)
IRA보조금 대상은 요건에 맞는 부품 소재를 사용한 북미에서 조립된 배터리로 한국 오창에서 생산되는 2170배터리는 IRA 보조금 대상이 아니기 때문에 테슬라는 IRA보조금 수령이 가능한 미국 네바다에서 생산된 파나소닉 2170배터리를 사용하고자 하는 것으로 이해할 수 있습니다.
실제로 최근 테슬라의 모델3 LR도 IRA 요건을 충족하여 7500달러의 보조금대상으로 등록되었습니다.
테슬라가 한국에서 생산되는(오창공장 추정) LG에너지솔루션의 모델Y용 2170배터리를 파나소닉 제품(네바다)으로 변경한다는 내용이 전해지고 있습니다.
이는 테슬라가 추진하고 있는 글로벌 공급망 조정이라는 측면에서 이해할 수 있는데, 테슬라는 미국 IRA보조금과 미국과 유럽의 대중국 무역장벽 강화에 따른 조치로 2023년부터 글로벌 공급망 재편을 진행 중에 있는 상황이었습니다.
즉, 북미 물량은 IRA 보조금(7,500달러) 자격획득을 위해 공급망을 최대한 미국에서 자체적으로 해결하고자 하고 있으며, IRA/FEOC에 저촉되는 배터리 소재/부품에 대한 배제를 하고 있습니다. (미국에서 조립 및 생산과 미국과 FTA를 체결한 국가에서 소재 조달)
IRA보조금 대상은 요건에 맞는 부품 소재를 사용한 북미에서 조립된 배터리로 한국 오창에서 생산되는 2170배터리는 IRA 보조금 대상이 아니기 때문에 테슬라는 IRA보조금 수령이 가능한 미국 네바다에서 생산된 파나소닉 2170배터리를 사용하고자 하는 것으로 이해할 수 있습니다.
실제로 최근 테슬라의 모델3 LR도 IRA 요건을 충족하여 7500달러의 보조금대상으로 등록되었습니다.
※ LiPF6의 원가구성 및 제조공정, 원재료구성
이른 오전에 LiPF6의 원가구성에 대해서 문의를 하시는 분이 있어 관련된 내용을 좀 더 자세하게 말씀드리면, (현재 LiPF6 제조에 대해 스터디를 하던 중 이전 자료를 올렸으며 이로 인해 LiPF6원가 구성에 대한 혼돈이 초래된 것으로 보여집니다)
LiPF6는 제조방식이 다양하며 각 제조사마다 원재료 구성 및 조성방법, 제조공법이 다른 특성을 가지고 있습니다. 이에 따라 사용되는 원재료 및 구성비율, 제조원가가 제각각 입니다.
최종 결과물의 차이는 크지 않지만 그 과정에서 수율이나 원가경쟁력이 업체마다 차이가 많이 나며 이것이 해당 업체들의 핵심경쟁력이 됩니다.
반제품 상태가 액상인 액상형이 있고, 고체인 결정형(고체형)이 있으며,
유기용매를 사용하는 유기용매법(PF5와 Li를 유기용매에 용해시켜 만듦), 리튬을 무수불화수소에서 녹여 PF5 가스를 주입하여 생산하는 불화수소용매법로도 제조공법이 나뉘며,
원재료도 불화리튬, 무수불화수소, 오염화인(또는 삼염화인), 수산화나트륨을 사용하여 LiPF6를 만들기도 하고,
탄산리튬, 무수불화수소, 폴리인산, 발연황산을 사용하여 LiPF6를 만들 수 있으며, 또는 탄산리튬, 무수불화수소, 오염화인(또는 삼염화인), 수산화나트륨을 사용하여 LiPF6를 만들 수 있습니다. 이 외에도 회사마다 다양한 제조방법 및 원소재 조합비율이 있습니다.
이처럼 LiPF6의 제조방법과 공정 그리고 원재료 구성은 매우 다양하며, 이는 각 업체들의 경쟁력의 차이이기도 합니다. 가장 중요한 경쟁력은 고객사의 요구사항에 맞는(Spec-in) 품질을 가장 낮은 가격에 만들 수 있는 원가경쟁력입니다.
LiPF6의 원가비중 중 가장 높은 부분을 차지하고 필수적인 원재료는 탄산리튬인데 원가 비중은 탄산리튬의 가격에 따라 달라질 수 있습니다.
탄산리튬 가격이 높게 형성되면, 탄산리튬의 원가비중이 높아지게 되는 것은 당연합니다.
다만 탄산리튬 뿐 아니라 다른 소재들도 공급과잉으로 인해서 가격이 내려가면서 정도의 차이는 있지만 비중이 함께 하락하는 모습을 보여줍니다.
탄산리튬 가격이 높았을 당시, LiPF6에서 탄산리튬의 원가비중은 70 – 80%까지 높아졌으나 최근 50 – 60%대로 낮아져 탄산리튬의 원가구성이 낮아진 상태이며, 무수불화수소가 30%, 오염화인이 15%를 차지하고 있습니다. (2024년 2월 자료)
무수불화수소의 원가비중이 크게 높아진 이유는 타 소재는 배터리에서 많이 사용되기 때문에 배터리 시장상황 및 수급상황에 영향을 크게 받지만, 무수불화수소는 반도체의 핵심소재로 반도체 업황이 배터리산업과 다르게 형성되어 있었기 때문입니다.
참고로 LiPF6 공정에서 불소(F)를 다루는 기술이 핵심이며, 불소를 제어하는 기술이 기술적으로는 핵심입니다.
DFD와 같은 업체도 불소를 다루는 원천기술을 지니고 있는 업체이며, 전해액 업체인 Capchem은불소화합물을 다루는 업체입니다.
배터리 소재는 결국 원가에서 경쟁력이 나오며 이러한 원가경쟁력은 생산능력, 수직계열화, 공정기술, 값싸고 경쟁력 있는 원소재조달 능력이 복합되어 결정됩니다.
지금까지 중국이 낮은 인건비와 대량제조능력, 수직계열화를 바탕으로 2차전지 소재시장을 장악하였으나 현재 미국을 중심으로 한 대중국 견제로 인하여 한국 및 일본 업체들에게 새로운 기회가 열려 있는 상황입니다.
그리고 이는 한국, 일본업체들 끼리의 경쟁을 의미하며, 이들 업체 중 높은 경쟁력을 가지고 있는 업체가 결국 해당 시장의 주도권을 가져갈 것입니다.
그리고 소재별로 미국이 FEOC로 강하게 보호를 해주는 소재가 있고 그 강도가 상대적으로 약한 소재들도 있습니다.
미국의 보호강도는 중국업체들과의 경쟁강도로 이어지기 때문에 최대한 중국과의 경쟁강도가 낮은 소재가 가장 큰 혜택을 받게 되는 구조를 이해해야 합니다.
이른 오전에 LiPF6의 원가구성에 대해서 문의를 하시는 분이 있어 관련된 내용을 좀 더 자세하게 말씀드리면, (현재 LiPF6 제조에 대해 스터디를 하던 중 이전 자료를 올렸으며 이로 인해 LiPF6원가 구성에 대한 혼돈이 초래된 것으로 보여집니다)
LiPF6는 제조방식이 다양하며 각 제조사마다 원재료 구성 및 조성방법, 제조공법이 다른 특성을 가지고 있습니다. 이에 따라 사용되는 원재료 및 구성비율, 제조원가가 제각각 입니다.
최종 결과물의 차이는 크지 않지만 그 과정에서 수율이나 원가경쟁력이 업체마다 차이가 많이 나며 이것이 해당 업체들의 핵심경쟁력이 됩니다.
반제품 상태가 액상인 액상형이 있고, 고체인 결정형(고체형)이 있으며,
유기용매를 사용하는 유기용매법(PF5와 Li를 유기용매에 용해시켜 만듦), 리튬을 무수불화수소에서 녹여 PF5 가스를 주입하여 생산하는 불화수소용매법로도 제조공법이 나뉘며,
원재료도 불화리튬, 무수불화수소, 오염화인(또는 삼염화인), 수산화나트륨을 사용하여 LiPF6를 만들기도 하고,
탄산리튬, 무수불화수소, 폴리인산, 발연황산을 사용하여 LiPF6를 만들 수 있으며, 또는 탄산리튬, 무수불화수소, 오염화인(또는 삼염화인), 수산화나트륨을 사용하여 LiPF6를 만들 수 있습니다. 이 외에도 회사마다 다양한 제조방법 및 원소재 조합비율이 있습니다.
이처럼 LiPF6의 제조방법과 공정 그리고 원재료 구성은 매우 다양하며, 이는 각 업체들의 경쟁력의 차이이기도 합니다. 가장 중요한 경쟁력은 고객사의 요구사항에 맞는(Spec-in) 품질을 가장 낮은 가격에 만들 수 있는 원가경쟁력입니다.
LiPF6의 원가비중 중 가장 높은 부분을 차지하고 필수적인 원재료는 탄산리튬인데 원가 비중은 탄산리튬의 가격에 따라 달라질 수 있습니다.
탄산리튬 가격이 높게 형성되면, 탄산리튬의 원가비중이 높아지게 되는 것은 당연합니다.
다만 탄산리튬 뿐 아니라 다른 소재들도 공급과잉으로 인해서 가격이 내려가면서 정도의 차이는 있지만 비중이 함께 하락하는 모습을 보여줍니다.
탄산리튬 가격이 높았을 당시, LiPF6에서 탄산리튬의 원가비중은 70 – 80%까지 높아졌으나 최근 50 – 60%대로 낮아져 탄산리튬의 원가구성이 낮아진 상태이며, 무수불화수소가 30%, 오염화인이 15%를 차지하고 있습니다. (2024년 2월 자료)
무수불화수소의 원가비중이 크게 높아진 이유는 타 소재는 배터리에서 많이 사용되기 때문에 배터리 시장상황 및 수급상황에 영향을 크게 받지만, 무수불화수소는 반도체의 핵심소재로 반도체 업황이 배터리산업과 다르게 형성되어 있었기 때문입니다.
참고로 LiPF6 공정에서 불소(F)를 다루는 기술이 핵심이며, 불소를 제어하는 기술이 기술적으로는 핵심입니다.
DFD와 같은 업체도 불소를 다루는 원천기술을 지니고 있는 업체이며, 전해액 업체인 Capchem은불소화합물을 다루는 업체입니다.
배터리 소재는 결국 원가에서 경쟁력이 나오며 이러한 원가경쟁력은 생산능력, 수직계열화, 공정기술, 값싸고 경쟁력 있는 원소재조달 능력이 복합되어 결정됩니다.
지금까지 중국이 낮은 인건비와 대량제조능력, 수직계열화를 바탕으로 2차전지 소재시장을 장악하였으나 현재 미국을 중심으로 한 대중국 견제로 인하여 한국 및 일본 업체들에게 새로운 기회가 열려 있는 상황입니다.
그리고 이는 한국, 일본업체들 끼리의 경쟁을 의미하며, 이들 업체 중 높은 경쟁력을 가지고 있는 업체가 결국 해당 시장의 주도권을 가져갈 것입니다.
그리고 소재별로 미국이 FEOC로 강하게 보호를 해주는 소재가 있고 그 강도가 상대적으로 약한 소재들도 있습니다.
미국의 보호강도는 중국업체들과의 경쟁강도로 이어지기 때문에 최대한 중국과의 경쟁강도가 낮은 소재가 가장 큰 혜택을 받게 되는 구조를 이해해야 합니다.
※ 육불화인산리튬(LiPF6) 제조과정
● 공정 1. 불화리튬(LiF) 제조과정
1. 탄산리튬(Li2CO3)과 불화수소(HF), 물(H2O), 수산화리튬(LiOH)로 불화리튬(LiF) 제조
● 공정 2. 오불화인(PF5) 제조과정
1. 인산염화화합물(H7P5O16)과 불화수소(HF)를 통해 육불화인산(HPF6) 제조.
2. 육불화인산(HPF6)를 오불화인(PF5)과 불화수소(HF)로 분리
● 공정 3. 육불화인산리튬(LiPF6) 제조
1. 불화리튬(LiF)과 오불화인(PF5)를 통해 육불화인산리튬(LiPF6) 제조
자료인용 : Huaan Securities 발간 “Tinci 보고서” (2024. 06. 05)
● 공정 1. 불화리튬(LiF) 제조과정
1. 탄산리튬(Li2CO3)과 불화수소(HF), 물(H2O), 수산화리튬(LiOH)로 불화리튬(LiF) 제조
● 공정 2. 오불화인(PF5) 제조과정
1. 인산염화화합물(H7P5O16)과 불화수소(HF)를 통해 육불화인산(HPF6) 제조.
2. 육불화인산(HPF6)를 오불화인(PF5)과 불화수소(HF)로 분리
● 공정 3. 육불화인산리튬(LiPF6) 제조
1. 불화리튬(LiF)과 오불화인(PF5)를 통해 육불화인산리튬(LiPF6) 제조
자료인용 : Huaan Securities 발간 “Tinci 보고서” (2024. 06. 05)
※ 2023년 & 2024년 1분기, 글로벌 태양광 시장 리뷰
글로벌적으로 신재생에너지로의 전환이 가속화되고 있는 가운데 유럽연합, 미국 및 기타 지역에서의 신규 태양광 설치가 꾸준히 증가하고 있음.
중동 및 아프리카 지역과 같은 신흥시장에서도 태양광 발전에 대한 수요가 매우 강함.
중국은 지난 1차, 2차에 걸친 대규모 태양광 밸류체인 증설로 인해 태양광 모듈 가격이 급격히 하락하였으며, 이로 인해 태양광 설치업자들의 이익이 증가함으로써 신규 태양광 설치 증가로 이어졌음.
공급측면에서 중국 지방정부와 자본시장의 강력한 지원으로 중국 태양광 산업 업스트림과 다운스트림의 생산능력이 단기간에 걸쳐 급격하게 증가하였음.
태양광 과잉공급으로 인해 폴리실리콘, 웨이퍼, 셀, 모듈 가격이 크게 하락하여 현재는 시장이 공급과잉 상태에 놓여 있음.
2024년 기준 일부 제품 가격이 생산원가 아래로 하락하였으며 현재 가격이 바닥권에 진입한 상태로, 노후화된 태양광 관련 생산시설들이 점차적으로 가동을 중지할 것임.
글로벌적으로 신재생에너지로의 전환이 가속화되고 있는 가운데 유럽연합, 미국 및 기타 지역에서의 신규 태양광 설치가 꾸준히 증가하고 있음.
중동 및 아프리카 지역과 같은 신흥시장에서도 태양광 발전에 대한 수요가 매우 강함.
중국은 지난 1차, 2차에 걸친 대규모 태양광 밸류체인 증설로 인해 태양광 모듈 가격이 급격히 하락하였으며, 이로 인해 태양광 설치업자들의 이익이 증가함으로써 신규 태양광 설치 증가로 이어졌음.
공급측면에서 중국 지방정부와 자본시장의 강력한 지원으로 중국 태양광 산업 업스트림과 다운스트림의 생산능력이 단기간에 걸쳐 급격하게 증가하였음.
태양광 과잉공급으로 인해 폴리실리콘, 웨이퍼, 셀, 모듈 가격이 크게 하락하여 현재는 시장이 공급과잉 상태에 놓여 있음.
2024년 기준 일부 제품 가격이 생산원가 아래로 하락하였으며 현재 가격이 바닥권에 진입한 상태로, 노후화된 태양광 관련 생산시설들이 점차적으로 가동을 중지할 것임.
※ 2023년 중국 태양광 밸류체인 생산량
중국 태양광 산업 협회 통계에 따르면, 2023년 중국의 폴리실리콘 생산량은 143만톤으로 전년동기대비 67% 증가하였음.
실리콘 웨이퍼 생산량은 622GW로 전년동기대비 67.5% 증가하였으며,
태양광 셀 생산량은 545GW로 전년동기대비 64.9%증가,
태양광 모듈 생산량은 500GW로 전년동기대비 69.3% 증가하였음.
자료인용 : Central China Securities 발간 “2024년 1분기 태양광 산업 보고서” (2024. 06. 19)
중국 태양광 산업 협회 통계에 따르면, 2023년 중국의 폴리실리콘 생산량은 143만톤으로 전년동기대비 67% 증가하였음.
실리콘 웨이퍼 생산량은 622GW로 전년동기대비 67.5% 증가하였으며,
태양광 셀 생산량은 545GW로 전년동기대비 64.9%증가,
태양광 모듈 생산량은 500GW로 전년동기대비 69.3% 증가하였음.
자료인용 : Central China Securities 발간 “2024년 1분기 태양광 산업 보고서” (2024. 06. 19)
※ 각형배터리 시장 확대 예상
1. 탈중국
2차전지 소재가 그러하듯 부품 또한 탈중국이 필요한 시점입니다.
비록 소재와 같이 IRA/FEOC와 같은 강력한 울타리는 없지만, 완성차 및 배터리업체들은 리스크 관리차원 에서라도 주요 2차전지 부품에 대한 탈중국 필요성은 커져만 가고 있습니다.
특히 각형 폼팩터는 CATL을 중심으로 중국업체들이 높은 경쟁력을 지니고 있었던 폼팩터로 관련 시장 대부분을 중국 업체들이 장악한 상황입니다.
삼성SDI가 각형부분에서 명맥을 유지하면서 나름대로의 밸류체인(신흥에스이씨, 상신이디피, 상아프론테크 등)을 갖추고는 있지만 이들을 제외하면 비중국업체들이 거의 없다시피 한 상황입니다.
참고로 신흥에스이씨와 상신이디피는 삼성SDI의 계획된 물량도 소화시키기 어려운 상황입니다.
유럽 및 기타지역 배터리업체들인 노스볼트, 파워코, 베르코어, ACC, AESC 등 업체들도 각형을 메인 폼팩터로 사용하고 있기 때문에 특히 미국에서 사업을 진행하고자 하는 업체들은 각형에 대한 비중국 공급망 확보가 매우 시급한 상황입니다.
2. 안전성 문제
최근 배터리에 대한 안정성(화재관련)이 중요한 문제로 대두되고 있습니다.
배터리로 인한 전기차 화재는 열폭주(Thermal Runway)와 열전이(Thermal Propagation)에 의해 발생을 하는데, 열폭주와 열전이에 대한 유럽 및 미국의 규정이 갈수록 강화되고 있는 상황입니다.
일례로 2024 – 2025년 발표될 UN GTR 2단계 권고안에서는 열폭주 이후 열전이까지의 지연시간을 15 - 30분까지 요구할 것으로 예상하고 있으며, 궁극적으로는 연전이 자체가 발생하지 않는 수준까지 규제가 강화될 것으로 보여집니다.
때문에 배터리의 열적 안정성 강화는 이제 배터리 제조사들에게 생존이 걸린 문제가 되었으며, 열적 안정성을 위해 BMS에서의 열관리, 냉각시스템, 팩과 모듈 소재를 통한 열전이 지연 등도 함께 개선하고 있지만 근본적으로 배터리 자체의 열관리를 매우 중요하게 여기고 있습니다.
원통형(특히 46파이)과 각형이 최근 관심을 많이 받고 있는 이유도 이러한 맥락과 함께 합니다.
파우치는 태생적으로 가스(H2, O2, CO2, SO2, NH3, Fluoride Compounds 등)를 배출해 줄 수 있는 부품(Ventilation)이 존재하고 있지 않습니다.
배터리에서 발생(주로 전해액과의 화학반응)하는 가스는 배터리 안정성을 크게 훼손시킬 수 있는데, 원통형과 각형은 가스를 배출시켜주는 Vent 외에도 PTC, CID와 같은 물리적 안전장치를 지니고 있어 열관리에 좀 더 용이한 특성을 지니고 있습니다.
파우치도 최근 Vent를 부착하는 방안이 연구되고는 있지만 아직 상용화 단계 이전에 있습니다.
3. ESS시장
ESS 시장은 전기차 시장과 함께 향후 배터리의 메인 수요처가 될 것으로 전망되고 있습니다.
ESS용 배터리로 요구되는 것들 중 특히 경제성과 장수명이 중요하며, 이러한 ESS의 특징으로 인하여 아직까지는 LFP배터리가 ESS용으로는 적합하다고 보고 있습니다.
먼저 경제성 측면에서,
ESS용 배터리는 공간의 제약이 없기 때문에 단위당 에너지밀도보다는 낮은 Cost가 중요하며 이를 위해 최대한 저렴한 소재들을 채택합니다.
양극재는 LFP를 음극재는 흑연을 그리고 전해액은 VC, FEC와 같은 기본적인 첨가제만을 사용하고, 전해질염도 LiPF6 위주(LiFSI나 LiPO2F2 등 특수전해질염을 사용하지 않음)로 사용합니다.
분리막도 코팅된 습식보다는 값싼 건식분리막을 사용합니다.
제조공정에 있어서도 제조 cost가 높은 노칭앤스태킹을 사용하는 파우치 보다는 젤리롤 방식의 각형을 선호합니다. 젤리롤 방식의 와인딩공법이 노칭앤스태킹보다 단위당 생산성이 매우 높고 수율관리도 쉽기 때문입니다.
안전성과 장수명 측면에서 ESS용 배터리는 열적안정성과 수명이 상대적으로 좋은 LFP를 사용합니다.
전력망(그리드)용 ESS는 장수명이 중요한데 이는 태양광 발전소가 기본 10년 이상의 운용을 계획하고 지어지기 때문에 ESS도 10년 이상 운용이 가능해야 합니다.
화재 안전성 측면(저 C-rate 범위)에서 아무래도 에너지밀도와 출력이 높은 3원계보다 LFP가 상대적 우위에 있습니다.
폼팩터의 경우 각형이 타 폼팩터 대비 안전성 측면에서 우수한 이유는,
장기간 운영되는 ESS시설의 특성 상 SOH가 중요하며, SOH를 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지하기 위해서는 가스제거를 위한 Vent가 있는 각형이 유리합니다.
원통형은 46파이의 경우 제조단가가 높으며, 소형 원통형은 셀수가 많아 배터리 관리(BMS)가 어려운 문제가 있습니다.
또한 ESS는 화재가 나서는 안 되는데 이를 위해 배터리의 열적안정성을 유지하기 각종 쿨링시스템, 배터리 관리시스템이 중요합니다.
각형배터리는 Vent, CID, PTC 등 여러 물리적 장치들로 배터리 자체적으로 열적안정성을 유지시킬 수도 있기 때문에 타 폼팩터 대비 쿨링시스템에 대한 비용이 상대적으로 적게 들어가는 장점이 있습니다. 또한 이러한 안전장치들로 인해 좀 더 오랫동안 셀을 운영하기에 적합합니다.
또한 각형배터리는 셀의 크기가 커서 BMS 측면에서도 유리한 측면이 있습니다.
셀이 많으면 많을수록 관리하기가 어려워집니다.
4. CTP, CTC
주행거리를 늘리기 위해 배터리가 아닌 모듈이나 팩을 없애고 이로부터 줄어든 중량이나 늘어난 공간을 활용하여 배터리 탑재를 늘리는 CTP, CTC 방식이 LFP배터리를 위주로 많이 적용되고 있습니다.
주행거리 뿐 아니라 모듈을 생략함으로써 배터리 팩 단가를 낮출 수도 있습니다.
삼원계 또한 CTP, CTC 방식을 통해 전기차의 주행거리를 늘려야 하는데, 테슬라의 사이버트럭(CTC) 비롯하여 몇몇 기업들이 이미 이러한 방식을 적용하고 있는 중입니다.
CTP나 CTC를 적용하기 위해서는 배터리가 물리적 충격에 강해야 하는데, 모듈이나 팩이 사라지게 되면 아무래도 사고시 충격이 배터리에 직접 전달되어 배터리가 손상될 확률이 높아질 수밖에 없습니다.
때문에 아무래도 CTP, CTC에는 외부 충격에 강한 원통형배터리나 각형배터리가 파우치배터리 보다는 우수한 특성을 지니고 있습니다.
또한 모듈이 사라지기 때문에 개별 셀 관리도 난이도가 높아지는데, 상대적으로 셀 당 에너지 용량이 높은 각형이나 46파이 배터리가 CTP, CTC에 좀 더 적합한 특성을 지니고 있습니다.
1. 탈중국
2차전지 소재가 그러하듯 부품 또한 탈중국이 필요한 시점입니다.
비록 소재와 같이 IRA/FEOC와 같은 강력한 울타리는 없지만, 완성차 및 배터리업체들은 리스크 관리차원 에서라도 주요 2차전지 부품에 대한 탈중국 필요성은 커져만 가고 있습니다.
특히 각형 폼팩터는 CATL을 중심으로 중국업체들이 높은 경쟁력을 지니고 있었던 폼팩터로 관련 시장 대부분을 중국 업체들이 장악한 상황입니다.
삼성SDI가 각형부분에서 명맥을 유지하면서 나름대로의 밸류체인(신흥에스이씨, 상신이디피, 상아프론테크 등)을 갖추고는 있지만 이들을 제외하면 비중국업체들이 거의 없다시피 한 상황입니다.
참고로 신흥에스이씨와 상신이디피는 삼성SDI의 계획된 물량도 소화시키기 어려운 상황입니다.
유럽 및 기타지역 배터리업체들인 노스볼트, 파워코, 베르코어, ACC, AESC 등 업체들도 각형을 메인 폼팩터로 사용하고 있기 때문에 특히 미국에서 사업을 진행하고자 하는 업체들은 각형에 대한 비중국 공급망 확보가 매우 시급한 상황입니다.
2. 안전성 문제
최근 배터리에 대한 안정성(화재관련)이 중요한 문제로 대두되고 있습니다.
배터리로 인한 전기차 화재는 열폭주(Thermal Runway)와 열전이(Thermal Propagation)에 의해 발생을 하는데, 열폭주와 열전이에 대한 유럽 및 미국의 규정이 갈수록 강화되고 있는 상황입니다.
일례로 2024 – 2025년 발표될 UN GTR 2단계 권고안에서는 열폭주 이후 열전이까지의 지연시간을 15 - 30분까지 요구할 것으로 예상하고 있으며, 궁극적으로는 연전이 자체가 발생하지 않는 수준까지 규제가 강화될 것으로 보여집니다.
때문에 배터리의 열적 안정성 강화는 이제 배터리 제조사들에게 생존이 걸린 문제가 되었으며, 열적 안정성을 위해 BMS에서의 열관리, 냉각시스템, 팩과 모듈 소재를 통한 열전이 지연 등도 함께 개선하고 있지만 근본적으로 배터리 자체의 열관리를 매우 중요하게 여기고 있습니다.
원통형(특히 46파이)과 각형이 최근 관심을 많이 받고 있는 이유도 이러한 맥락과 함께 합니다.
파우치는 태생적으로 가스(H2, O2, CO2, SO2, NH3, Fluoride Compounds 등)를 배출해 줄 수 있는 부품(Ventilation)이 존재하고 있지 않습니다.
배터리에서 발생(주로 전해액과의 화학반응)하는 가스는 배터리 안정성을 크게 훼손시킬 수 있는데, 원통형과 각형은 가스를 배출시켜주는 Vent 외에도 PTC, CID와 같은 물리적 안전장치를 지니고 있어 열관리에 좀 더 용이한 특성을 지니고 있습니다.
파우치도 최근 Vent를 부착하는 방안이 연구되고는 있지만 아직 상용화 단계 이전에 있습니다.
3. ESS시장
ESS 시장은 전기차 시장과 함께 향후 배터리의 메인 수요처가 될 것으로 전망되고 있습니다.
ESS용 배터리로 요구되는 것들 중 특히 경제성과 장수명이 중요하며, 이러한 ESS의 특징으로 인하여 아직까지는 LFP배터리가 ESS용으로는 적합하다고 보고 있습니다.
먼저 경제성 측면에서,
ESS용 배터리는 공간의 제약이 없기 때문에 단위당 에너지밀도보다는 낮은 Cost가 중요하며 이를 위해 최대한 저렴한 소재들을 채택합니다.
양극재는 LFP를 음극재는 흑연을 그리고 전해액은 VC, FEC와 같은 기본적인 첨가제만을 사용하고, 전해질염도 LiPF6 위주(LiFSI나 LiPO2F2 등 특수전해질염을 사용하지 않음)로 사용합니다.
분리막도 코팅된 습식보다는 값싼 건식분리막을 사용합니다.
제조공정에 있어서도 제조 cost가 높은 노칭앤스태킹을 사용하는 파우치 보다는 젤리롤 방식의 각형을 선호합니다. 젤리롤 방식의 와인딩공법이 노칭앤스태킹보다 단위당 생산성이 매우 높고 수율관리도 쉽기 때문입니다.
안전성과 장수명 측면에서 ESS용 배터리는 열적안정성과 수명이 상대적으로 좋은 LFP를 사용합니다.
전력망(그리드)용 ESS는 장수명이 중요한데 이는 태양광 발전소가 기본 10년 이상의 운용을 계획하고 지어지기 때문에 ESS도 10년 이상 운용이 가능해야 합니다.
화재 안전성 측면(저 C-rate 범위)에서 아무래도 에너지밀도와 출력이 높은 3원계보다 LFP가 상대적 우위에 있습니다.
폼팩터의 경우 각형이 타 폼팩터 대비 안전성 측면에서 우수한 이유는,
장기간 운영되는 ESS시설의 특성 상 SOH가 중요하며, SOH를 장기간에 걸쳐 안정적으로 유지하기 위해서는 가스제거를 위한 Vent가 있는 각형이 유리합니다.
원통형은 46파이의 경우 제조단가가 높으며, 소형 원통형은 셀수가 많아 배터리 관리(BMS)가 어려운 문제가 있습니다.
또한 ESS는 화재가 나서는 안 되는데 이를 위해 배터리의 열적안정성을 유지하기 각종 쿨링시스템, 배터리 관리시스템이 중요합니다.
각형배터리는 Vent, CID, PTC 등 여러 물리적 장치들로 배터리 자체적으로 열적안정성을 유지시킬 수도 있기 때문에 타 폼팩터 대비 쿨링시스템에 대한 비용이 상대적으로 적게 들어가는 장점이 있습니다. 또한 이러한 안전장치들로 인해 좀 더 오랫동안 셀을 운영하기에 적합합니다.
또한 각형배터리는 셀의 크기가 커서 BMS 측면에서도 유리한 측면이 있습니다.
셀이 많으면 많을수록 관리하기가 어려워집니다.
4. CTP, CTC
주행거리를 늘리기 위해 배터리가 아닌 모듈이나 팩을 없애고 이로부터 줄어든 중량이나 늘어난 공간을 활용하여 배터리 탑재를 늘리는 CTP, CTC 방식이 LFP배터리를 위주로 많이 적용되고 있습니다.
주행거리 뿐 아니라 모듈을 생략함으로써 배터리 팩 단가를 낮출 수도 있습니다.
삼원계 또한 CTP, CTC 방식을 통해 전기차의 주행거리를 늘려야 하는데, 테슬라의 사이버트럭(CTC) 비롯하여 몇몇 기업들이 이미 이러한 방식을 적용하고 있는 중입니다.
CTP나 CTC를 적용하기 위해서는 배터리가 물리적 충격에 강해야 하는데, 모듈이나 팩이 사라지게 되면 아무래도 사고시 충격이 배터리에 직접 전달되어 배터리가 손상될 확률이 높아질 수밖에 없습니다.
때문에 아무래도 CTP, CTC에는 외부 충격에 강한 원통형배터리나 각형배터리가 파우치배터리 보다는 우수한 특성을 지니고 있습니다.
또한 모듈이 사라지기 때문에 개별 셀 관리도 난이도가 높아지는데, 상대적으로 셀 당 에너지 용량이 높은 각형이나 46파이 배터리가 CTP, CTC에 좀 더 적합한 특성을 지니고 있습니다.
※ 2024년 1분기 미국 ESS 시장 및 향후 5년 예측
2024년 1분기 미국 대형(유틸리티) ESS 설치는 전년동기대비 2배이상 증가하였으며, Wood mackenzie는 향후 5년의 ESS 설치량 전망을 상향 조정하였음.
Wood Mackenzie는 2024년 미국의 ESS 설비가 12.9GW/35.8Gwh로 2023년대비 44%/33% 증가할 것으로 예상하고 있으며, 2024년부터 2028년 전력망 ESS 설비 예측을 이전 보다 5% 상향 조정하였음.
2024년부터 2028년까지 누적 ESS 설치량 예측은 75GW/251.2Gwh에 달할 것으로 예상하고 있음.
Wood mackenzie에 따르면, 미국은 2024년 1분기 신규 ESS 설치량이 1.27GW/3.51Gwh로 전년대비 84%(GW)/89%(Gwh) 증가하였음.
2024년 1분기 기준 분류별 ESS 비중은, 대형(유틸리티) ESS가 79%, 상업용 ESS 2%, 가정용 ESS가 20%를 차지하였음.
1) 대형(유틸리티) ESS
2024년 1분기 대형 ESS 설치량은 993MW/2.95Gwh로 전년동기대비 101%/130% 증가하였음.
이 중 캘리포니아와 텍사스, 네바다가 90% 이상을 차지하였음.
2) 상업용 ESS
2024년 1분기 상업용 ESS 설치량은 19.4MW/44.4Gwh로 전년동기대비 41%/58% 감소하였음.
캘리포니아의 대부분의 프로젝트들은 여전히 NEM2.0정책을 따르고 있으나, 향후 NEM 3.0의 시행에 따라 2024년과 2025년 미국의 상업용 ESS 수요도 회복할 것으로 예상됨.
3) 가정용 ESS
2024년 1분기 가정용 ESS 설치량은 252.4MW/515.7Gwh로 전년동기대비 48%/33% 증가하였음.
이 중 캘리포니아의 수요가 전년대비 2배 증가하였으며, 1분기 기준 캘리포니아 가정용 ESS의 지원율은 41%로 여전히 성장여력이 높음.
자료인용 : Huaan Securities 발간 “전력설비 주간 보고서” (2024. 06. 23)
2024년 1분기 미국 대형(유틸리티) ESS 설치는 전년동기대비 2배이상 증가하였으며, Wood mackenzie는 향후 5년의 ESS 설치량 전망을 상향 조정하였음.
Wood Mackenzie는 2024년 미국의 ESS 설비가 12.9GW/35.8Gwh로 2023년대비 44%/33% 증가할 것으로 예상하고 있으며, 2024년부터 2028년 전력망 ESS 설비 예측을 이전 보다 5% 상향 조정하였음.
2024년부터 2028년까지 누적 ESS 설치량 예측은 75GW/251.2Gwh에 달할 것으로 예상하고 있음.
Wood mackenzie에 따르면, 미국은 2024년 1분기 신규 ESS 설치량이 1.27GW/3.51Gwh로 전년대비 84%(GW)/89%(Gwh) 증가하였음.
2024년 1분기 기준 분류별 ESS 비중은, 대형(유틸리티) ESS가 79%, 상업용 ESS 2%, 가정용 ESS가 20%를 차지하였음.
1) 대형(유틸리티) ESS
2024년 1분기 대형 ESS 설치량은 993MW/2.95Gwh로 전년동기대비 101%/130% 증가하였음.
이 중 캘리포니아와 텍사스, 네바다가 90% 이상을 차지하였음.
2) 상업용 ESS
2024년 1분기 상업용 ESS 설치량은 19.4MW/44.4Gwh로 전년동기대비 41%/58% 감소하였음.
캘리포니아의 대부분의 프로젝트들은 여전히 NEM2.0정책을 따르고 있으나, 향후 NEM 3.0의 시행에 따라 2024년과 2025년 미국의 상업용 ESS 수요도 회복할 것으로 예상됨.
3) 가정용 ESS
2024년 1분기 가정용 ESS 설치량은 252.4MW/515.7Gwh로 전년동기대비 48%/33% 증가하였음.
이 중 캘리포니아의 수요가 전년대비 2배 증가하였으며, 1분기 기준 캘리포니아 가정용 ESS의 지원율은 41%로 여전히 성장여력이 높음.
자료인용 : Huaan Securities 발간 “전력설비 주간 보고서” (2024. 06. 23)
※ LG엔솔 각형 배터리 개발
LG에너지솔루션도 기존 파우치와 원통형에 이어 각형 배터리 개발을 본격화하고 있습니다.
이는 기사에서도 언급되었듯 고객사들의 폼팩터 요구가 다양해지고 있기 때문인데, 지금까지 국내 배터리사들(LG에너지솔루션, SK온)의 전기차용 주력 폼팩터는 파우치형이었으나, 고객사들의 요구에 따라 원통형(특히 46파이) 및 각형 배터리로도 폼팩터를 확장시키고 있습니다.
● 탈중국
각형은 CATL을 중심으로 한 중국업체들이 시장을 주도해 왔으나, 최근 중국에 대한 서방의 견제로 인한 공급망 다변화의 일환으로 서구 완성차 업체들은 중국 외 업체들로부터 각형배터리를 소싱할 필요가 생겼으며, 이에 LG에너지솔루션도 각형 배터리 사업을 본격화 하는 것으로 보여집니다.
참고로, 폭스바겐, BMW, 벤츠 등 유럽업체들은 각형을 많이 사용해 왔습니다.
● 안전성
최근 배터리의 화재 안정성이 강화되면서 여러 고객사들이 상대적으로 열관리가 용이한 46파이나 각형 배터리에 대한 관심이 높아지고 있는 것이 사실입니다.
기존 파우치형 배터리를 주력으로 사용하였던 현대/기아차나 GM도 각형 배터리에 관심을 보이고 있는 상황입니다.
Vent와 같은 가스제거 장치나 PTC, CID와 같은 물리적 안전장치를 지니고 있는 각형/원통형 배터리가 열관리에 있어 좀 더 유리한 장점을 지니고 있습니다.
● 노칭앤스태킹 공법 적용
기존 각형 배터리는 와인딩 공법의 사용으로 생산성은 높지만, 스웰링현상과 모서리의 변형 그리고 경박단소한 탭으로 인해 높은 출력에 한계를 가지고 있었습니다. 또한 배터리 내의 저항이 매우 높아 열관리가 어려웠던 단점도 존재했습니다.
그러나 삼성SDI가 노칭앤스태킹 공법을 각형배터리에 적용(Gen5 배터리)하는 것과 같은 신공법이 각형배터리에도 적용되면서 기존의 문제점들을 해결하게 되어 고성능 전기차용 배터리로도 폭넓게 사용될 수 있게 되었습니다.
https://n.news.naver.com/article/030/0003217065
LG에너지솔루션도 기존 파우치와 원통형에 이어 각형 배터리 개발을 본격화하고 있습니다.
이는 기사에서도 언급되었듯 고객사들의 폼팩터 요구가 다양해지고 있기 때문인데, 지금까지 국내 배터리사들(LG에너지솔루션, SK온)의 전기차용 주력 폼팩터는 파우치형이었으나, 고객사들의 요구에 따라 원통형(특히 46파이) 및 각형 배터리로도 폼팩터를 확장시키고 있습니다.
● 탈중국
각형은 CATL을 중심으로 한 중국업체들이 시장을 주도해 왔으나, 최근 중국에 대한 서방의 견제로 인한 공급망 다변화의 일환으로 서구 완성차 업체들은 중국 외 업체들로부터 각형배터리를 소싱할 필요가 생겼으며, 이에 LG에너지솔루션도 각형 배터리 사업을 본격화 하는 것으로 보여집니다.
참고로, 폭스바겐, BMW, 벤츠 등 유럽업체들은 각형을 많이 사용해 왔습니다.
● 안전성
최근 배터리의 화재 안정성이 강화되면서 여러 고객사들이 상대적으로 열관리가 용이한 46파이나 각형 배터리에 대한 관심이 높아지고 있는 것이 사실입니다.
기존 파우치형 배터리를 주력으로 사용하였던 현대/기아차나 GM도 각형 배터리에 관심을 보이고 있는 상황입니다.
Vent와 같은 가스제거 장치나 PTC, CID와 같은 물리적 안전장치를 지니고 있는 각형/원통형 배터리가 열관리에 있어 좀 더 유리한 장점을 지니고 있습니다.
● 노칭앤스태킹 공법 적용
기존 각형 배터리는 와인딩 공법의 사용으로 생산성은 높지만, 스웰링현상과 모서리의 변형 그리고 경박단소한 탭으로 인해 높은 출력에 한계를 가지고 있었습니다. 또한 배터리 내의 저항이 매우 높아 열관리가 어려웠던 단점도 존재했습니다.
그러나 삼성SDI가 노칭앤스태킹 공법을 각형배터리에 적용(Gen5 배터리)하는 것과 같은 신공법이 각형배터리에도 적용되면서 기존의 문제점들을 해결하게 되어 고성능 전기차용 배터리로도 폭넓게 사용될 수 있게 되었습니다.
https://n.news.naver.com/article/030/0003217065
Naver
LG엔솔, 각형 배터리 개발 나섰다...“업계 유일 3개 폼펙터 대응”
LG에너지솔루션이 각형 배터리 개발에 착수했다. 양산 성공 시 LG에너지솔루션은 각형·원통형·파우치형 등 모든 배터리 폼팩터를 생산하는 유일한 회사가 된다. 24일 업계에 따르면 LG에너지솔루션은 최근 각형 배터리
※ NMP와 CNT분산사업
NMP(바인더 용매)는 독일의 BASF와 미국 Ashland 양사가 과점하고 있는 매우 고가의 소재로, 양극재 바인더 원가의 70%를 차지하고 있습니다.
때문에 배터리 업체들은 리사이클링 된 NMP를 사용함으로써 배터리의 원가 절감을 위해 노력하고 있습니다.
국내업체로는 엔켐과 재원산업(비상장)이 NMP리사이클링 사업을 진행하고 있습니다.
NMP는 양극재 바인더 외에 CNT 분산액의 핵심원료이기도 한데, CNT 분산액에서 NMP가 차지하는 조성 비율은 약 95%에 달합니다. (원가 비중 80% 이상 추정)
CNT도전재 분산사업에 있어 신규NMP와 리사이클링 NMP 사용여부 또는 혼합 여부가 CNT분산액 가격의 가장 큰 요소가 됩니다.
때문에 CNT도전재 분산사업을 하는 업체들에게 NMP는 매우 중요한 핵심 원재료가 되어, NMP의 수급이 매우 중요합니다. CNT 분산사업을 하는 업체들은 배터리업체로부터 지정된 NMP를 구매합니다.
참고로 재원산업은 삼성SDI에 CNT분산을 하여 공급하고 있습니다.
나노신소재는 SK온에 납품을 하고, LG에너지솔루션(얼티엄)은 LG에너지솔루션이 자체적으로 분산사업을 진행하고 있습니다.
분산된 CNT는 시간이 지나면(3개월 이상) 재응집하는 특성을 지니고 있어, 분산사업은 배터리 업체 인근에서 진행하는 것이 일반적입니다. (현지화가 중요)
CNT 분산사업에 있어 NMP의 비중이 절대적이기 때문에, NMP 리사이클링을 진행하는 업체는 분산사업에 있어 매우 강력한 경쟁력을 확보하게 됩니다.
NMP리사이클링 사업을 통해 고가의 NMP를 매우 저렴하게 확보할 수 있기 때문이며, 엔켐과 재원산업이 이 분야에서 높은 경쟁력을 지닐 수 있는 요인이 됩니다.
엔켐이 전해액 외에 신규산업으로 CNT도전재 분산사업에 진출할 수 있는 이유도, NMP리사이클링 산업과 CNT도전재 분산이 매우 강력한 시너지를 낼 수 있기 때문입니다.
------
양극재 슬러리는 NMP와 양극 활물질, 도전재, 바인더 등의 혼합물로, NMP는 양극활물질 슬러리 제조 과정에서 사용되는 유일한 유기용매 소재임.
글로벌 NMP시장은 소수 업체들이 독점적 지위를 바탕으로 매우 고가에 판매되고 있어, 고품질의 NMP 리사이클링 소재에 대한 수요는 매우 큰 상황임.
CNT는 도전재 분산액에 사용되는 소재로 카본블랙 등에 기존 소재 대비 전기적, 열적, 기계적 특성이 우수해 카본블랙의 20% 함량만으로도 동일한 성능을 낼 수 있어, 배터리의 에너지 밀도 향상에 크게 기여할 수 있음.
https://www.newsis.com/view/NISX20240626_0002787303
NMP(바인더 용매)는 독일의 BASF와 미국 Ashland 양사가 과점하고 있는 매우 고가의 소재로, 양극재 바인더 원가의 70%를 차지하고 있습니다.
때문에 배터리 업체들은 리사이클링 된 NMP를 사용함으로써 배터리의 원가 절감을 위해 노력하고 있습니다.
국내업체로는 엔켐과 재원산업(비상장)이 NMP리사이클링 사업을 진행하고 있습니다.
NMP는 양극재 바인더 외에 CNT 분산액의 핵심원료이기도 한데, CNT 분산액에서 NMP가 차지하는 조성 비율은 약 95%에 달합니다. (원가 비중 80% 이상 추정)
CNT도전재 분산사업에 있어 신규NMP와 리사이클링 NMP 사용여부 또는 혼합 여부가 CNT분산액 가격의 가장 큰 요소가 됩니다.
때문에 CNT도전재 분산사업을 하는 업체들에게 NMP는 매우 중요한 핵심 원재료가 되어, NMP의 수급이 매우 중요합니다. CNT 분산사업을 하는 업체들은 배터리업체로부터 지정된 NMP를 구매합니다.
참고로 재원산업은 삼성SDI에 CNT분산을 하여 공급하고 있습니다.
나노신소재는 SK온에 납품을 하고, LG에너지솔루션(얼티엄)은 LG에너지솔루션이 자체적으로 분산사업을 진행하고 있습니다.
분산된 CNT는 시간이 지나면(3개월 이상) 재응집하는 특성을 지니고 있어, 분산사업은 배터리 업체 인근에서 진행하는 것이 일반적입니다. (현지화가 중요)
CNT 분산사업에 있어 NMP의 비중이 절대적이기 때문에, NMP 리사이클링을 진행하는 업체는 분산사업에 있어 매우 강력한 경쟁력을 확보하게 됩니다.
NMP리사이클링 사업을 통해 고가의 NMP를 매우 저렴하게 확보할 수 있기 때문이며, 엔켐과 재원산업이 이 분야에서 높은 경쟁력을 지닐 수 있는 요인이 됩니다.
엔켐이 전해액 외에 신규산업으로 CNT도전재 분산사업에 진출할 수 있는 이유도, NMP리사이클링 산업과 CNT도전재 분산이 매우 강력한 시너지를 낼 수 있기 때문입니다.
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양극재 슬러리는 NMP와 양극 활물질, 도전재, 바인더 등의 혼합물로, NMP는 양극활물질 슬러리 제조 과정에서 사용되는 유일한 유기용매 소재임.
글로벌 NMP시장은 소수 업체들이 독점적 지위를 바탕으로 매우 고가에 판매되고 있어, 고품질의 NMP 리사이클링 소재에 대한 수요는 매우 큰 상황임.
CNT는 도전재 분산액에 사용되는 소재로 카본블랙 등에 기존 소재 대비 전기적, 열적, 기계적 특성이 우수해 카본블랙의 20% 함량만으로도 동일한 성능을 낼 수 있어, 배터리의 에너지 밀도 향상에 크게 기여할 수 있음.
https://www.newsis.com/view/NISX20240626_0002787303
뉴시스
엔켐, NMP 리사이클링·CNT 도전재 등 신사업 추진
[서울=뉴시스] 김경택 기자 = 이차전지 전해액 전문기업 엔켐이 전 세계 배터리 공급망 내 영향력 강화와 이를 통한 실적 퀀텀점프에 나선다. 엔켐은 NMP(유기용매) 리사이클링 사업 확대와 CNT(탄소나노튜브) 도전재 분산액 신사업을 추진해 배터리 핵심 소재·사업 포트폴리오를 한층 다각화할 계획이라고 26일 밝혔다.회사 측에 따르면 북미에 단일 최대 규모 ..
※ AI데이터 센터와 에너지
● AI데이터 센터 발, 전력사용 증가 : 신재생에너지 & ESS
데이터 센터향으로 증가하는 전력은 대부분 친환경 무탄소 전원으로 이뤄질 전망.
전력수요 증가에 따른 수혜는 신재생에너지원(태양광/풍력)과 ESS부문에 집중될 것.
2026년까지 글로벌 데이터 센터 전력수요 800Twh 감안 시, 신규 태양광 설치량은 117GW로 전망.
연평균 39GW에 해당하는 것으로 미국 연간 신규 설치량에 맞먹는 시장이 형성.
태양광 발전의 확대는 ESS수요 확대로 이어질 전망. ESS수요는 26년까지 25Gwh의 신규 수요 창출이 가능.
● 구리공급 부족
구리가격의 중장기적 강세요인
1) TC가격 급락으로 인해 정제동 공급 확보가 어려움
2) 구리 광산 개발업체들의 Capex 감소로 동정광 수급이 타이트해질 가능성이 높음.
15년 이상의 구리광산 개발 리드타임 감안 시, 장기 공급 부족은 지속될 전망.
자료인용 : 미래에셋증권 발간 “데이터는 전력이다” (2024. 06. 25)
● AI데이터 센터 발, 전력사용 증가 : 신재생에너지 & ESS
데이터 센터향으로 증가하는 전력은 대부분 친환경 무탄소 전원으로 이뤄질 전망.
전력수요 증가에 따른 수혜는 신재생에너지원(태양광/풍력)과 ESS부문에 집중될 것.
2026년까지 글로벌 데이터 센터 전력수요 800Twh 감안 시, 신규 태양광 설치량은 117GW로 전망.
연평균 39GW에 해당하는 것으로 미국 연간 신규 설치량에 맞먹는 시장이 형성.
태양광 발전의 확대는 ESS수요 확대로 이어질 전망. ESS수요는 26년까지 25Gwh의 신규 수요 창출이 가능.
● 구리공급 부족
구리가격의 중장기적 강세요인
1) TC가격 급락으로 인해 정제동 공급 확보가 어려움
2) 구리 광산 개발업체들의 Capex 감소로 동정광 수급이 타이트해질 가능성이 높음.
15년 이상의 구리광산 개발 리드타임 감안 시, 장기 공급 부족은 지속될 전망.
자료인용 : 미래에셋증권 발간 “데이터는 전력이다” (2024. 06. 25)
※ AI데이터 센터와 에너지 (2)
● AI데이터 센터
슈나이더에 따르면, 데이터 센터에서 사용되는 전력량은 2023년 67GW에서 2030년 164GW로 연평균 13.6% 성장할 것으로 전망.
AI관련 비중은 2023년 22.4%에서 2030년 41.5%로 약 19.1% 증가해 AI가 데이터센터 전력 소모량 증가의 주요 원인임.
전통적인 데이터센터의 전력 소모량은 랙 당 10 – 20KW 전력을 소모하는 반면, AI랙의 경우 랙당 최대 60kW의 전력을 소모함.
데이터센터 전력 소모량 증가는 냉각시스템 시장 성장의 기폭제로 작용할 것.
데이터 센터는 평균 40 – 50%의 전력을 냉각을 위해 사용.
● 태양광 & ESS
2026년까지 신재생에너지 전력생산량은 총 3,199Twh가 증가할 것으로 예상.
재생에너지 중 태양광의 성장세가 높을 것으로 예상하는 이유.
1) 낮은 LCOE로 인해 비용 부담이 적음.
Lazard에 따르면, 태양광의 LCOE는 MWh당 61달러로 육상풍력(50달러) 다음으로 비용 부담이 낮음. 중국의 태양광 과잉 생산으로 LCOE는 더욱 낮아졌을 것으로 추정.
미국 태양광 발전소는 ITC 세액공제를 통해 Capex 30%를 돌려받을 수 있음. 발전효율이 높은 곳이면, ITC대신 PTC를 통해 더 큰 혜택을 받을 수 있음.
보조금과 탄소배출권을 감안하면, 태양광을 선택하는 것이 합리적인 선택.
2) 프로젝트 완공기간이 짧음.
태양광 발전소의 계획-인허가-건설-운영까지의 시간은 약 2 – 4.5년으로 타 발전원 대비 짧음.
풍력은 3.5 – 7년
BNEF는 2024 - 35년까지 약 10년간 미국에서 태양광이 풍력보다 약 2.7배 더 많이 설치될 것으로 전망. (짧은 건설 소요 시간, 적은 건설 비용, 그리도 병목 현상, 공급망 제약 등에서 우위)
3) 하이퍼스케일러들이 가장 선호하는 에너지원
2023년 미국 기업들(하이퍼스케일러 포함)이 구매한 재생에너지의 비중은 태양광 65%, 풍력 35%임.
지난 5년 간 기업들이 구매한 PPA 중 태양광의 비중은 80%로 압도적.
최근 5년간 미국 4개 기업(Amazon, Microsoft, Meta, Google)이 PPA 시장에서 차지하는 비중은 70% 수준. 유틸리티 태양광 수요의 약 40%
글로벌 ESS 시장은 2023년 82Gwh에서 2030년 436Gwh로 성장할 것으로 예상.
주요 성장요인
1) 신재생에너지 투자확대
2) AI 데이터센터 등 신규 수요처 확대
3) 배터리 가격 하락으로 인한 설치 비용 하락
LG에너지솔루션은 2024년 하반기부터 9Gwh의 중국 난징공장에서 ESS용 LFP배터리 양산 시작, 북미 지역으로 판매.
2026년 미국 애리조나 LFP라인(16GWh)의 가동이 시작되며 AMPC 수령도 가능할 것으로 판단.
중장기 관점에서 LG엔솔의 ESS 사업가치는 18 – 39조 원 수준으로 판단.
자료인용 : 미래에셋증권 발간 “데이터는 전력이다” (2024. 06. 25)
● AI데이터 센터
슈나이더에 따르면, 데이터 센터에서 사용되는 전력량은 2023년 67GW에서 2030년 164GW로 연평균 13.6% 성장할 것으로 전망.
AI관련 비중은 2023년 22.4%에서 2030년 41.5%로 약 19.1% 증가해 AI가 데이터센터 전력 소모량 증가의 주요 원인임.
전통적인 데이터센터의 전력 소모량은 랙 당 10 – 20KW 전력을 소모하는 반면, AI랙의 경우 랙당 최대 60kW의 전력을 소모함.
데이터센터 전력 소모량 증가는 냉각시스템 시장 성장의 기폭제로 작용할 것.
데이터 센터는 평균 40 – 50%의 전력을 냉각을 위해 사용.
● 태양광 & ESS
2026년까지 신재생에너지 전력생산량은 총 3,199Twh가 증가할 것으로 예상.
재생에너지 중 태양광의 성장세가 높을 것으로 예상하는 이유.
1) 낮은 LCOE로 인해 비용 부담이 적음.
Lazard에 따르면, 태양광의 LCOE는 MWh당 61달러로 육상풍력(50달러) 다음으로 비용 부담이 낮음. 중국의 태양광 과잉 생산으로 LCOE는 더욱 낮아졌을 것으로 추정.
미국 태양광 발전소는 ITC 세액공제를 통해 Capex 30%를 돌려받을 수 있음. 발전효율이 높은 곳이면, ITC대신 PTC를 통해 더 큰 혜택을 받을 수 있음.
보조금과 탄소배출권을 감안하면, 태양광을 선택하는 것이 합리적인 선택.
2) 프로젝트 완공기간이 짧음.
태양광 발전소의 계획-인허가-건설-운영까지의 시간은 약 2 – 4.5년으로 타 발전원 대비 짧음.
풍력은 3.5 – 7년
BNEF는 2024 - 35년까지 약 10년간 미국에서 태양광이 풍력보다 약 2.7배 더 많이 설치될 것으로 전망. (짧은 건설 소요 시간, 적은 건설 비용, 그리도 병목 현상, 공급망 제약 등에서 우위)
3) 하이퍼스케일러들이 가장 선호하는 에너지원
2023년 미국 기업들(하이퍼스케일러 포함)이 구매한 재생에너지의 비중은 태양광 65%, 풍력 35%임.
지난 5년 간 기업들이 구매한 PPA 중 태양광의 비중은 80%로 압도적.
최근 5년간 미국 4개 기업(Amazon, Microsoft, Meta, Google)이 PPA 시장에서 차지하는 비중은 70% 수준. 유틸리티 태양광 수요의 약 40%
글로벌 ESS 시장은 2023년 82Gwh에서 2030년 436Gwh로 성장할 것으로 예상.
주요 성장요인
1) 신재생에너지 투자확대
2) AI 데이터센터 등 신규 수요처 확대
3) 배터리 가격 하락으로 인한 설치 비용 하락
LG에너지솔루션은 2024년 하반기부터 9Gwh의 중국 난징공장에서 ESS용 LFP배터리 양산 시작, 북미 지역으로 판매.
2026년 미국 애리조나 LFP라인(16GWh)의 가동이 시작되며 AMPC 수령도 가능할 것으로 판단.
중장기 관점에서 LG엔솔의 ESS 사업가치는 18 – 39조 원 수준으로 판단.
자료인용 : 미래에셋증권 발간 “데이터는 전력이다” (2024. 06. 25)