CNESA, EIA 등 자료에 따르면, 중국, 미국, 유럽 3지역의 에너지저장장치(ESS)의 설치량은 2023년 78.5Gwh를 기록하여 전년 대비 98% 성장할 것으로 예상되고 있으며, 2024년에는 124.1Gw로 yoy로 58% 성장할 것으로 전망됩니다.

중국의 성장률이 가장 높은 가운데, 미국 및 유럽에서의 ESS설치량도 빠르게 증가할 것으로 예측되고 있습니다.

참고로 2022년 기준, 글로벌 EV용 배터리 출하량은 517.9Gw였습니다.

지구온난화와 미중 갈등

● 지구온난화 → 탈탄소 → 에너지변환(화석연료→재생에너지) → 신재생에너지(태양광/풍력) → 전력인프라, 태양광관련 인프라, 배터리(전기차 전환, ESS)
※ 재생에너지 : 수력, 원자력(우라늄도 재생됨) 등 / 신재생에너지 : 태양광, 풍력 등

● 미중 갈등 → 중국의 미국/유럽 시장 진입을 억제 → 국내 배터리, 전력인프라 관련 기업 수혜
※ 미중 갈등은 제조업이 인력중심(중국)에서 자동화(리쇼어링 ; 로봇, AI)로 가속화 시키는 역할도 하고 있음.


○ 에너지산업의 패러다임 변화 (열에너지에서 전기에너지) → 신재생에너지(태양광, 풍력), 전력인프라
※ 열에너지(화석연료)는 저장과 이동이 용이하나 전기에너지는 저장과 이동이 어려움 → 수소, 배터리(ESS), 송배전 전력인프라

○ 자동차산업 패러다임 변화 (내연차에서 전기차) → 배터리

지구온난화 문제와 서방과 중국(+러시아)의 갈등은 세계가 직면해 있는 가장 큰 이슈이며, 현재 한국 주식시장도 탈탄소와 미중 갈등의 수혜주들이 높은 주가 상승률을 보여주고 있는 상황입니다.

지구온난화 문제는 에너지 패러다임을 열에너지(화석연료)에서 전기에너지(신재생에너지)로 바꾸는 것으로, 이 가운데서 선진국과 자원부국(중동, 러시아 등)과의 갈등이 빚어지고 있습니다.

에너지 패러다임으로 인한 국가 간의 갈등에 미국과 중국의 패권 갈등이 증폭되면서 글로벌 제조업을 장악하고 있던 중국으로부터의 De-risking 움직임이 서방(특히 미국)에서 나타나면서, 관련된 국내 업체들이 수혜를 보고 있는데, 국내 배터리와 전력기기 산업이 대표적입니다.
그리고 여기서 한발 더 나가, 제조업 패러다임이 저렴한 노동력을 바탕으로 글로벌 분업화를 통한 효율추구에서 리쇼어링과 가치 중심의 블록화로 전환되면서, 로봇과 AI산업의 성장으로도 연결되고 있습니다.

또한 에너지 전환에서 가장 주목을 받고 있는 산업 중 하나는 100년만에 패러다임 변화(내연차에서 전기차)를 겪고 있는 자동차 산업입니다.

글로벌 경기침체 문제가 끊임없이 제기되고 있는 상황 속에서도 에너지변환과 미중 갈등은 계속 이어질 가능성이 높고, 관련된 산업들은 앞으로도 타 산업 대비 높은 성장성을 구가할 것으로 보여집니다.

태양광 전지(PERC, Topcon, HJT)별 증착공정 가스 및 처리 (엘오티베큠, 지앤비에스 에코)

태양광 전지는 주로 PERC(Passivated Emitter and Rear Cell/Contact), Topcon(Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT(Heterojunction ; 이종접합) 등의 공정을 사용하며, 현재 PERC 전지가 많이 사용되어지고 있음.

PERC 공정에서는 후면 유전체막의 passivation에서 더 많은 공정 폐가스가 발생하며, 이 공정에서 주로 TMA/SiH4,NH3 및 N2O를 사용하는 PECVD 장비를 사용함.
다량의 실란(Silan)은 실란탑에 의해 연소되는 반면 TMA 및 아산화질소 공정은 배기가스 프로세스를 통해 처리해야 함.
TMA의 자연 발화 및 폭발 특성은 옥외에 있는 산(酸)세척 처리 시스템의 위험요소임.
액화 특성으로 인한 폭발 위험성을 줄이기 위해 파이프라인에서 가스들을 미리 처리해야 함.

TOPCon 공정 기술의 업그레이드를 위해서는 PERC 생산라인에 붕소 증폭 장비를 추가해야 해서 PERC 생산라인에 LPCVD 또는 PECVD를 추가해야 함.
처리해야 하는 주요 공정 폐가스는 BC13/SiH4/B2H6/NH3/PH3/H2임.
PH3는 독극물이며, BCI3는 물을 만나면 격렬하게 반응함.

HJT 핵심 장비인 비정질 실리콘 증착 장비는 주로 CVD 공정을 사용하며, 고유 비정질 실리콘층, P형 비정질 실리콘층 및 N형 비정질 실리콘층을 도금하는데 이 단계는 기존 PERC공정의 확산 공정을 대체하고 이종 접합 구조를 구성하여 공정 난이도가 높음.
처리해야하는 주요 공정 폐가스는 NF3/SiH4/B2H6/PH3/CO2/H2임.
챔버 세척가스로 NF3를 더 많이 사용하기 때문에 완전한 분해가 어렵고 일반 배기가스 프로세스가 처리하기 어려워 분해 온도가 95% 이상의 처리 효율을 달성하려면 1,100도 이상에 도달해야 하며 일부 업체는 C2F6 또는 CF4를 챔버 세척가스로 사용하여 유효 분해 온도가 더 높음.

https://www.xwhj-sh.com/?p=16742

주식시장의 주목을 받고 있는 CNT에 관한 내용으로,
MWCNT는 현재 기술적으로 성숙되어져 있어 많은 업체들이 진입을 시도하고 있습니다.

MWCNT는 CNT제조보다 분산기술이 더 중요하며, 나노신소재가 이 분산기술에 있어 장점을 지니고 있습니다.

SWCNT는 제조공정이 매우 어려워, 현재 러시아 옥시알이 글로벌 시장을 독점(90%)하고 있으며, 현재 일부 중국(Cnano) 및 한국 업체(제이오 등)들이 관련 시장에 뛰어들고는 있으나 중국 업체의 속도가 좀 더 빠른 상황입니다.

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● CNT 제조 과정 및 분산제

현재 MWCNT의 경우 단일 생산라인에서 연 수천톤 규모로 양산 가능한 수준까지 올라왔음.
LG화학이 단일 생산라인으로는 세계최대 생산량을 가지고 있음.

MWCNT를 모아서 1m㎡의 단면적을 가지는 와이어를 제작했다고 가정하면 이 와이어는 6.4톤에 해당하는 물체를 들어올릴 수 있을 정도의 강한 기계적 강도를 지닐 수 있음.

CNT는 높은 전도성으로 인해 기존 전도체인 Carbon Black을 대체해 나가고 있음.

그래핀은 2차원적 구조를 지니고 있지만, CNT는 그래핀이 말려 있는 3차원적 구조를 지니고 있음.
직경이 수-수십 나노미터에 이르며 형상이 튜브와 비슷하다고 해서 CNT라고 불림.
즉, CNT는 그래핀이 모양만 변형된 상태이기 때문에 전기전도도가 그래핀과 매우 유사한 특성을 지님.

CNT는 합성 조건에 따라, SWCNT와 MWCNT, 직경(1 – 100nm)과 길이(1 – 수십 마이크론)등이 다양하게 합성될 수 있음.


○ CNT 제조방법

MWCNT의 가장 잘 알려진 생산 방법은 유동층 반응기에 촉매와 에탄 혹은 메탄가스를 주입하여 반응시킴.

촉매 입자를 반응기에 투입한 후 온도를 700도까지 상승시킨 이후 질소와 수소의 혼합가스를 주입하여 촉매입자를 반응기에서 움직이게 하고 동시에 탄소의 원료인 에탄이나 메탄 가스를 주입함.

CNT를 제조하기 위해서는 촉매입자 위에서 메탄/에탄 가스가 분해되어야 하는데 이러한 반응은 고온에서 만 일어날 수 있음.

고온으로 가열된 촉매 입자가 반응기 내부에서 주입되는 가스(질소, 수소 혼합가스)에 의해 부양되어진 상태에서 탄소원자의 소스가 되는 메탄가스가 주입됨.
메탄가스(CH4)는 촉매 표면과 접촉하면 고온에서의 촉매작용에 의하여 탄소와 수소의 결합이 깨지면서 탄소원자 하나와 수소원자 4개로 분리되며, 수소원자들은 서로 결합하여 수소가스로 변환되어 반응기로부터 빠져나가게 됨.

다량의 메탄가스가 촉매 표면에서 이런 과정을 반복하게 되면 촉매표면에 다수의 탄소원자가 존재하게 되고, 원자상태의 탄소는 탄소원자들끼리 결합을 시도하게 됨.

촉매 표면에 산재된 탄소원자들은 주어진 조건에서 가장 안정된 형태로 성장하게 되는데 이때 탄소원자들은 튜브의 구조를 택하게 됨. (CNT)

이때 CNT의 성장재료인 메탄가스의 투입량과 시기를 조절하면서 CNT의 양과 길이, 직경 등을 조절할 수 있음.

이때 생성된 CNT들은 얽힌 실타래와 같은 형상을 가지게 되며 CNT를 2차전지 첨가제로 사용하기 위해서는 얽힌 실타래를 풀어줘야 하며, 용매에 균일하게 분포시킬 수 있게 분산시켜줘야 함.

개별 CNT와 CNT사이에 상호작용이 강하게 나타나기 때문에 엉켜져 있는 CNT다발을 기계적으로 서로 띄어 놓더라도 시간이 지나면 다시 뭉치게 됨.

뭉쳐있는 CNT들을 밀링머신이라는 장비에 투입시켜 물리적 힘을 가함으로써 CNT간의 상호작용을 약화시킴.
이렇게 분리된 CNT들을 다시 엉키지 않게 표면처리를 해주는데, 이때 표면처리용으로 사용되는 물질은 한쪽은 CNT와의 상호작용이 큰 화학적 구조를 지니고 있으며, 다른 한쪽은 용매와의 상호작용이 크게 만들어져 있음.
이런 성질을 지닌 물질로 CNT를 코팅하게 되면 CNT들이 장시간 얽히는 현상을 억제할 수 있음.

이런 성질을 지닌 물질들을 통상 분산제라고 함.

CNT의 경우 주로 고분자 형태로 된 분산제를 사용

이렇게 제조된 CNT 분산용액은 2차전지 양극재와 음극재에 혼합되어 사용되면, 기존의 탄소 도전재(Carbon Black)에 비해 소량만 사용하더라도 전기전도도를 높여주는 특성을 지닐 수 있음.

MWCNT의 생산과 분산방법은 현재 상당한 기술적 성숙이 이뤄져 있으며, 한국, 일본, 중국에서 대부분의 생산이 이뤄지고 있음.
MWCNT 관련 업체 : LG화학, 제이오, 금호, CNano(중국) 등

SWCNT의 경우 OCSiAL이라는 러시아 업체에 의해서 독점되고 있음. (글로벌 생산량의 90%)
최근 중국 CNano가 SWCNT의 본격적 양산 진입을 선언하였음.

https://www.youtube.com/watch?v=8EFk3pjaWzw

중국 리튬시장은 7월초부터 약세를 이어가고 있는 상황으로 탄산리튬가격이 30만위안/톤을 하회한 상태입니다.

중국내 리튬광산의 공급 증가와 해외(아프리카 중심)산 리튬 공급 증가로 공급이 증가한 상태에서 리튬이 중국 선물시장에 상장되어 거래되기 시작하면서 주초 리튬가격의 하락심리를 자극하였습니다.

당분간 리튬가격의 약세는 계속 이어질 것으로 보여집니다.

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주간 2차전지 소재시장 동향 (2023. 07. 24 – 2023. 07. 28) : 리튬

리튬광석 : 조심스러운 시장 거래심리, 리튬광석 가격 하락

주초 탄산리튬 선물 하락세로 원료 측의 단기 시장 심리에 영향을 미치면서 수요가 미미하여 시장 거래가 많지 않았음. 당분간 리튬광석 가격은 약세를 보일 것으로 예상.
锂矿：市场交投心态谨慎，锂矿价格偏弱运行
周初碳酸锂期货跌势影响原料端短期内市场情绪，叠加下游需求平淡，市场难有成交出现。预计短期内锂矿价格偏弱运行。

주간 리튬광석 가격은 톤당 150 - 300위안 하락하였으며, 탄산리튬의 선물시장 상장은 시장심리에 안 좋은 영향을 미쳐 시장거래에 대한 관망세가 높아진 상황임.
중국 광산의 공급 증가와 홍콩의 상품 증가가 겹치면서 시장 거래를 어렵게 만들었음.
锂矿：周内锂矿价格下调150-300元/吨度。碳酸锂期货上市严重影响市场情绪，收货心理谨慎，观望态势较重。成本倒挂风险下，锂盐厂需求弱势，叠加国内矿山供应增量叠加到港货物增多，市场难有成交。下游采购压价力度进一步提升，锂矿价格逐步下调，部分持货商挺价停止出货，也有贸易商主动下调报价为促成交。预计短期内锂矿价格偏弱运行。

리튬염 : 수요단의 가격 인하심리가 강하고, 리튬염 현물거래도 활발하지 못함.

주간 리튬염 가격 약세가 계속되었고, 원가(리튬광석) 또한 약세를 보여주고 있음.
주간 거래 분위기는 보통이었으며, 탄산리튬 선물 시장 개장으로 공매도 거래가 강하였음.
현재 시장 현물 거래가 제한되어 있고, 수요단의 구매 의지도 좋지 않아 가격 인하 심리가 비교적 강한 상태임.
锂盐：下游压价心理强烈，锂盐现货成交有限
周内锂盐价格弱势难改，成本支撑相继走弱。周内交投氛围一般，本周碳酸锂期货开盘，受情绪带动，看空情绪强烈。目前市场现货成交有限，下游采买积极性不佳，压价心理较强烈。

주간 탄산리튬 가격은 1.2만 – 1.3만위안 하락하였으며, 수산화리튬가격은 0.6만 – 0.75만 위안 하락하였음.
이번 주는 선물 시장 개장으로 인해 탄산리튬에 대한 공매도가 늘어나면서 현물 가격이 함께 하락하였음.
현물 거래는 산발적인 저가 가격 문의만 있을 뿐, 구매와 판매측 모두 경색된 상태임.
锂盐：周内碳酸锂价格下调1.2-1.3万元，氢氧化锂价格下调0.6-0.75万元。周内锂盐价格延续下行态势，本周期货开盘，碳酸锂合约在周初下行后逐渐上涨，市场参与者对后续行情看空情绪明显，受看空情绪带动，现货方面商谈重心下移，持货方报价向下调整，下游压价心态较重，入市积极性不足，仅有零星低价试探行为，买卖双方博弈僵持，短期内预计锂盐价格继续下探。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1772653157976466370

리튬가격 하락에도 불구하고 중국 리튬인산철 시장은 안정적인 모습을 보여주고 있는 가운데, 공장 가동률도 높은 상태로 유지되고 있습니다.

현재 리튬인산철 가격은 안정세를 보여주고 있지만, 향후 중국 자동차시장 성수기인 하반기에 가격이 올라갈 것으로 전망되고 있습니다.

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중국 인산철 생산시설의 가동률은 높은 상황이지만, 가격은 여전히 낮은 상태에서 형성되어져 있음.
인산철 시장은 안정되어 있으며, 수요 및 가격 모두 뚜렷한 변화가 없는 상황임.

인산철 생산공장은 높은 수준으로 조업을 계속하고 있으며, 신규 생산 라인의 생산능력이 점차적으로 늘어나고 있음.
공업용 암모늄과 인산 제조업체는 비교적 안정적인 가격을 유지하고 있으나, 리튬철 양극재료는 주재료인 리튬염 가격 하락의 영향을 받고 있는 상황임.
그러나 인산철에서 가공비의 비중이 높기 때문에 인산철 가격은 계속 안정적으로 유지될 것으로 전망되고 있음.
향후 자동차 소비 성수기가 도래할 때 수요증가를 발판으로 판매가격을 인상할 것으로 전망 됨.

磷酸铁厂家继续保持高位开工仍有新产线产能逐步释放中，工铵、磷酸的厂家报价较为平稳磷酸铁采购成本相对强力支撑，下游铁锂正极材料受到主要原料锂盐的影响价格预期表现不佳但对磷酸铁的采购仍以加工费为主要影响因素，磷酸铁短期价格预计将继续持稳，长期来看在传统汽车消费旺季到来时或以需求支撑为发力点提高售价。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1772650082209002243

7월 27일 발표된 국가에너지국에 따르면, 2023년 상반기 태양광 발전 설치용량은 78.423Gw로 전년 동기대비 154% 증가하였음.
이 중 집중식(그리드 연계형)은 37.46Gw였으며, 분포식(분산전원)은 40.963Gw이었음.
분포식(분산전원) 중 가정용은 21.522Gw였음.

2023년 6월까지 총 누적 태양광 설치량은 470Gw이며, 이 중 집중식(그리드 연계형)은 271Gw, 분포식(분산전원)은 198Gw임.


자료인용 : Shanxi Securities 발간 “주간산업동향” (2023. 07. 28)

“30일 관련 업계에 따르면 2020년 24만t(톤)이었던 글로벌 전해액 수요는 연평균 27% 고속 성장하며 2030년에는 12배가 넘는 286만t 규모로 늘어날 전망이다. 이때 LFP 시장의 확대로 내년 전후로 전해액 공급 부족 상황이 발생할 것으로 전망된다. LFP는 삼원계 배터리 대비 전해액이 45%에서 50% 가량 더 필요하기 때문이다.”
“또 ESS의 성장도 전해액 수요를 늘리는 배경 중 하나다. 최근 ESS에 탑재되는 배터리로 삼원계 대신 LFP로 빠르게 대체되고 있기 때문이다. 특히 올해부터는 전기차용 배터리 수요보다 ESS 배터리 수요가 더욱 빠르게 성장할 것으로 전망된다. 2023년에서 2026년까지의 전기차 배터리 수요는 연평균 34% 성장하는 반면, ESS 배터리 수요는 연평균 135% 성장할 것으로 예측된다.”

전해액도 2024년 전후로 공급부족 현상이 전망된다는 기사인데, 삼원계 대비 전해액이 더 많이 소요되는 LFP배터리 시장 확대와 LFP를 주로 사용하는 ESS 시장이 빠른 성장이 전해액 쇼티지 전망의 배경이 되고 있습니다.

또한 현재 전해액업체들은 원자재인 리튬과 LiPF6의 가격 변동을 판가에 바로 연동하기 어렵기 때문에 수직계열화가 중요한데, 중국 외 업체 중에서는 엔켐이 수직계열화에 가장 앞서 나가고 있습니다.

전해액은 IRA에 따라 미국에서 생산되어져야 하며, 원재료인 LiPF6 등도 미국이나 FTA체결국에서 생산되어야 하기 때문에 전해액 업체들은 미국 현지공장과 원재료 수직계열화가 중요할 수 밖에 없습니다.

https://www.ajunews.com/view/20230730133654782