스마트폰을 쓰는 우리는 '보조배터리'의 고마움을 잘 안다. 전력이 부족할 때 언제든 충전해주는 조력자다. 에너지저장장치(ESS·Energy Storage System)는 이를 수천, 수만배 확대한 거대한 보조배터리로서 전력을 적재적소에 유용하게 쓸 수 있게 하는 장치다. 특히 최근엔 인공지능(AI), 전기차 등 엄청난 전력이 필요한 산업이 발전하면서 ESS에 대한 중요도가 더욱 커지고 있다. 차세대 산업의 발전을 위해선 ESS는 이제 필수적인 소재가 된 것이다. ESS를 가장 쉽게 설명하면 대용량 보조배터리다. 태양광·풍력 같은 재생에너지 발전이 불규칙한 특성을 ESS가 보완해 안정적인 전력 공급이 가능하도록 한다. 또 '전기가 쌀 때' 충전해 두고, '전기가 비쌀 때' 꺼내 쓰며 전기요금을 절약하는 기능도 한다. 자동차 배터리와 원리는 같지만, 규모와 활용처에서 차이가 크다. 자동차가 탑재형 배터리를 쓴다면, ESS는 컨테이너 단위로 구축되는 거대한 고정형 배터리 시스템이다. ESS는 단순히 '전력 저장 장치'라는 기술적 개념을 넘어, 쓰임새에 따라 다양한 형태로 진화하고 있다. 크게 다섯 가지로 구분된다. 첫째, 전력용 ESS다. 발전소나 전력망에 설치돼 주파수와 전압을 안정화하고, 태양광·풍력처럼 출력이 들쑥날쑥한 재생에너지의 변동성을 완화하는 역할을 한다. 안정적인 전력계통 운영의 숨은 버팀목인 셈이다. 둘째, 상업용 ESS다. 대형 마트, 빌딩, 공장 등에서는 전기요금이 비싼 '피크 타임'을 피하는 것이 비용 절감의 핵심이다. 낮에 전기를 충전해 두었다가 저녁 고비용 시간대에 활용하면 수익성을 높일 수 있다. 셋째, UPS(Uninterruptible Power Supply)용 ESS다. 데이터센터, 병원, 금융기관처럼 전원 차단이 곧 '치명적 리스크'로 이어지는 시설에서 필수적이다. 정전 시 즉각적인 백업 전력을 공급해 '블랙아웃 공포'를 막아준다. 넷째, 가정용 ESS다. 태양광 패널을 설치한 주택에서 낮에 남는 전기를 저장했다가 밤에 쓰는 방식이다. 정전 시에는 비상 전원 역할도 해 '가정의 전력 안전망'으로 쓰인다. 마지막으로, 통신용 ESS다. 통신 기지국에 안정적으로 전력을 공급해 끊김 없는 통화와 데이터 송수신을 가능하게 한다. 재난 상황에서도 통신망이 작동할 수 있는 배경에는 바로 ESS가 있다. 스마트폰 보조배터리가 개인의 전력 안전망이라면, ESS는 사회 전체의 전력 안전망이라 할 수 있다. 글로벌 전력 수요는 AI, 클라우드, 전기차 보급 확산으로 폭발적으로 증가하고 있다. 재생에너지 비중 확대와 함께 '에너지 저장'은 더 이상 선택이 아닌 필수가 됐다. 실제로 시장조사기관 SNE리서치에 따르면 글로벌 리튬이온 ESS 시장은 2023년 약 185GWh에서 2035년 1232GWh로 6배 이상 커질 전망이다. 특히 ESS에 가장 적합한 배터리로 꼽히는 것이 'LFP(리튬인산철)'다. 가격 경쟁력이 높고, 화재 위험이 상대적으로 적어 대규모 전력망에 안정적으로 쓰일 수 있기 때문이다. 국제에너지기구(IEA)는 2023년 기준 글로벌 ESS 시장에서 LFP가 80%를 차지한다고 분석했다. 국내 배터리 3사는 앞다퉈 북미 ESS 시장 공략에 나서고 있다. LG에너지솔루션은 미국 미시간 홀랜드 공장에서 북미 최초로 대규모 ESS용 LFP 배터리 양산을 시작했다. 롱셀 기반 파우치형 제품으로 테라젠, 델타 등 고객사에 공급을 확정지으며 시장 선점을 노린다. LG엔솔은 애리조나 신규 공장 건설 계획을 당초보다 앞당겨 현지 생산을 강화했고, 관세 영향을 최소화하면서 가격 경쟁력도 확보했다. LG에너지솔루션 관계자는 “현재 북미 지역 다수의 고객들과 ESS용 배터리 공급 협의를 진행 중"이라며 “앞으로도 최고의 기술력과 빠른 현지 대응을 바탕으로 고객가치 실현에 앞장서겠다"고 밝혔다. SK온은 북미 ESS 시장 공략을 위해 엘앤에프와 LFP 양극재 공급 MOU를 체결했다. 향후 공급 계약을 통해 현지 생산 체제를 빠르게 갖추겠다는 전략이다. SK온은 이미 '윈터 프로', '장수명' LFP 배터리 시제품을 선보이며 기술 차별화를 강조해왔다. 이번 협력으로 미국 내 AMPC(첨단제조생산세액공제) 요건을 충족하는 ESS 배터리 생산 기반을 마련한다는 계획이다. 삼성SDI는 2010년부터 ESS용 배터리를 개발해왔으며, 최근에는 SBB(Samsung Battery Box)라는 '완제품 플랫폼'을 내놓았다. 컨테이너 안에 배터리·안전장치·공조시스템을 통합해, 고객은 전력망에 연결만 하면 쓸 수 있는 'ESS 풀 패키지'다. 특히 최신형 SBB 1.5에는 'EDI(Enhanced Direct Injection)'라는 신기술을 적용해, 배터리에서 열이 발생하거나 화재가 나더라도 약제가 모듈 내부에 직접 분사돼 인접 셀로 불이 번지지 않도록 했다. ESS 안전성이 시장의 승부처가 된다는 점을 보여준다. 삼성SDI 관계자는 “2017년부터 테스볼트에 ESS용 배터리를 공급하고 있으며, 이번 SBB 공급을 계기로 협력이 더 강화될 것으로 기대된다"며 “앞으로 유럽 등 글로벌 시장 공략을 가속화할 것"이라고 말했다. ESS는 단순히 전력 산업의 문제에 그치지 않는다. 전기차 확산 속에서 ESS는 '충전 인프라의 뒷배터리' 역할을 하며 자동차 생태계와 직결된다. 전기차에서 시작된 배터리 기술은 이제 전력 요금을 낮추고, 정전 피해를 막고, 신재생에너지의 불안정성까지 해결하는 산업 전반의 인프라로 확산되고 있다. 'ESS'라는 낯선 용어 뒤에는 전동화 시대, 자동차와 배터리 업계가 붙잡고 있는 거대한 성장 기회가 숨어 있다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

“더 작고 가볍게, 그리고 더 오래." 전기차 혁신을 이끌 차세대 배터리 기술인 '무음극전지'가 업계의 큰 주목을 받고 있다. 배터리 부피의 상당 부분을 차지하는 음극층을 없애 무게와 부피를 줄이고, 에너지 밀도는 더욱 높인 초격차 기술이다. 특히 무음극전지는 '꿈의 배터리'라 불리는 전고체 배터리에 최적화된 구조를 갖춰, 안정적인 양산이 가능해진다면 미래 전기차 시장을 이끌 주요 제품으로 자리잡을 전망이다. 4일 업계에 따르면, 무음극전지의 최신 기술 개발 이슈가 배터리 업계에 큰 반향을 일으키고 있다. 최근 국내 연구진과 기업들은 무음극전지의 상용화와 성능 혁신을 목표로 연구 성과를 잇따라 발표하며 기술 고도화에 박차를 가하고 있다. 무음극전지는 기존 배터리의 음극 활물질을 없애거나 극소량만 사용하는 차세대 전지 기술이다. 충전 시 리튬이온이 음극 집전체(주로 구리 표면)에 리튬 금속 형태로 도금되고, 방전 시 다시 리튬 이온으로 돌아가는 방식이다. 즉, 음극의 '틀'만 남기고 활물질은 없애 부피를 줄이고, 에너지 밀도를 크게 높일 수 있다는 점이 특징이다. 기존 리튬이온전지는 음극에 흑연이나 실리콘 등의 활물질을 포함해 셀 출고 시 이미 음극층이 존재한다. 이로 인해 배터리 크기와 무게에 한계가 있다. 반면 무음극전지는 출고 시점에서 음극 활물질 없이 집전체만 존재하며, 충전 과정에서 리튬 금속이 음극 표면에 도금되는 구조다. 이 덕분에 기존 대비 에너지 밀도를 최대 두 배까지 끌어올릴 수 있고, 음극 공정이 단순화되어 제조 비용 절감도 기대할 수 있다. 전기차의 성능을 좌우하는 배터리 무게와 주행거리에서 무음극전지는 큰 변화를 예고한다. 음극 활물질 부피를 줄이고 경량화하면서도 저장 용량을 늘려, 한 번 충전으로 최대 800㎞ 이상 주행이 가능해질 전망이다. 고체 전해질과 결합하면 화재 위험을 줄이고, 배터리 수명도 1000회 이상 충방전을 견딜 수 있는 안전하고 튼튼한 전지로 발전하고 있다. 이 덕분에 무음극전지는 차세대 전기차 배터리 중 가장 주목받으며, 빠른 상용화가 기대된다. 특히 무음극전지는 차세대 배터리인 전고체 배터리에 최적화된 구조를 가지고 있다. 무음극전지는 리튬이 도금됐다가 다시 회수되는 과정이 중요하다. 그러나 액체 전해질 기반의 기존 리튬이온배터리에서는 충전 과정에서 리튬이 비가역적 물질로 변해 손실이 발생할 수 있다. 반면 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용해 부반응을 최소화하고, 도금-탈리 사이클이 더 안정적으로 반복되어 리튬 손실을 줄이는 데 유리하다. LG에너지솔루션 관계자는 “무음극전지는 에너지 밀도가 기존 배터리보다 높아 고객의 니즈를 충족시킬 것으로 기대된다"며 “전고체배터리와 접목하면 더욱 안전하고 고성능의 배터리를 제공할 수 있다"고 말했다. 무음극전지 기술은 아직 해결해야 할 과제가 많다. 가장 대표적인 문제는 리튬 금속 도금 시 형성되는 덴드라이트(나뭇가지 모양 결정체)로, 이는 배터리 쇼트 및 폭발 위험을 높인다. 또 리튬 도금의 균일성이 확보되지 않으면 배터리 용량 및 수명 저하 문제가 크다. 최근 한국전자기술연구원(KETI)은 '황화물계 전고체전지용 고체전해질 원천소재'를 개발해, 리튬 도금의 균일성을 높이고 덴드라이트 생성을 효과적으로 억제하는 데 성공했다. 이 소재는 기존 공정에 바로 적용할 수 있어 대량생산의 문턱도 낮췄다. 한국화학연구원과 충남대 연구진도 이황화몰리브덴 2차원 소재 박막을 집전체에 적용해, 무음극 전고체전지 수명을 기존 대비 7배 이상 연장하는 데 성공했다. 이 기술은 최대 300시간 안정적 구동이 가능해 전기차 및 에너지저장장치(ESS) 시장에도 큰 파장을 예고하고 있다. LG에너지솔루션 역시 2029년 하반기 상용화를 목표로, 음극 집전체에 리튬 친화 금속 코팅 및 산화 공정 등 첨단 솔루션을 특허로 확보하고 연구개발에 박차를 가하는 중이다. LG에너지솔루션 관계자는 “무음극전지는 전고체배터리의 기술 개발 로드맵과 동일하다"며 “2029년 하반기 상용화를 목표로 미래기술센터를 비롯해 유관 부서 연구원들이 서로 협업하며 노력하고 있다"고 말했다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

자동차산업이 또 한 번 대전환의 시기에 접어들고 있다. 그 대전환의 중심에 '소프트웨어 정의 차량(Software Defined Vehicle)'으로 불리는 이른바 'SDV'가 자리잡고 있다. 차량의 기능이 하드웨어로 고정됐던 시대가 저물고, 이제는 소프트웨어 한 줄로도 운전 경험을 바꿀 수 있는 시대가 바야흐로 우리 눈 앞에 다가오고 있는 것이다. 23일 글로벌 시장조사 전문기업 마켓앤드마켓에 따르면, SDV 시장 규모는 지난해 2135억달러에서 오는 2030년 1조2376억달러로 연평균 34% 성장할 것으로 전망된다. SDV란 차량의 핵심 기능들이 대부분 소프트웨어로 구현 및 제어되는 자동차를 뜻한다. 기존 내연기관차는 엔진, 미션 등 하드웨어 부품 중심으로 성능과 역할이 정해졌다. 하지만, SDV는 차량의 주행 성능, 인포테인먼트, 자율주행 등 다양한 기능이 전자제어장치(ECU)와 차량용 운영체제(OS)에 의해 실시간으로 작동하고, 무선 업데이트(OTA)를 통해 지속적인 업그레이드가 가능하다. 마치 스마트폰이 시간이 지나도 앱 업데이트나 OS 패치를 통해 새로운 기능을 추가하는 것처럼, SDV는 차량을 구매한 뒤에도 성능 개선과 맞춤형 기능 추가가 가능하다. 이처럼 자동차가 '하드웨어 제품'에서 '소프트웨어 플랫폼'으로 진화하면서 기존의 구매 개념을 넘어, 차량을 하나의 '서비스'로 인식하는 시장 패러다임이 열리고 있다. 글로벌 완성차 기업들은 2025년을 SDV 전환의 분기점으로 보고 기술 투자에 속도를 내고 있다. 테슬라는 이미 소프트웨어 중심 설계와 자율주행 업데이트, OTA 기술에서 독보적인 경쟁력을 확보하며 SDV 평가에서 선두를 달리고 있다. 독일의 폭스바겐, 메르세데스-벤츠, BMW는 각각 VW.OS, MB.OS, BMW OS 등 자체 운영체제를 구축하며 통합 아키텍처 중심의 SDV 전략을 세우는 중이다. GM과 포드는 자율주행 소프트웨어와 클라우드 기반 차량 통제를 결합한 '얼티파이(Ultifi)'와 같은 독자 플랫폼 개발에 나섰고, 중국의 니오, 샤오펑, 리오토 등 신흥 EV 강자들도 대규모 SW 인재를 확보해 빠르게 시장을 확장 중이다. LG전자, 보쉬, 하만 등 글로벌 부품사도 인포테인먼트 시스템(IVI)이나 디지털 콕핏, SDV 전용 반도체 분야에 적극 진출하며 생태계 확장에 기여하고 있다. 국내에서는 현대자동차가 그룹 차원에서 가장 적극적으로 SDV 전환에 나서고 있다. 현대차그룹은 '글로벌 소프트웨어센터'를 중심으로 대규모 개발 조직을 구축하고 있다. 이를 위해 2022년 자율주행 플랫폼 기업 '포티투닷'을 인수하고, 핵심 SW 기술을 내재화하는 작업도 동시에 진행 중이다. 내년에는 본격적인 SDV 시범 모델 'SDV 페이스카'를 공개할 예정이다. 이 차량은 현대차가 전기차 전용 플랫폼을 기반으로 선보이는 첫 SDV 실증 차량으로, 기능 대부분이 SW 중심으로 설계되어 높은 확장성을 자랑한다. 차량 내 기능은 OTA를 통해 수시로 개선되고, 고객 맞춤형 서비스를 제공할 수 있도록 설계돼 있다. 최근에는 차량 내 수만 개의 부품을 제어하는 ECU 소프트웨어를 단일 시스템으로 통합 관리하는 기술도 개발 중이며, 이와 관련해 최근 미국과 한국에 동시에 특허를 출원했다. 주행 안전성뿐 아니라 다양한 신규 서비스, 예컨대 자동 발렛파킹 같은 고도화된 기능도 앞으로 제공될 가능성이 높아졌다. 현대차는 외부 개발자들도 다양한 애플리케이션을 차량에 적용할 수 있도록 '플레오스 플레이그라운드'라는 개방형 SW 환경도 함께 운영하고 있다. 클라우드, 커넥티비티, 보안 등 종합적인 플랫폼 경쟁력을 통해 2026년부터는 자체 OS를 양산 차량에 적용할 계획이다. SDV는 단순한 기술 업그레이드 수준이 아니라 자동차 산업 전반의 질적 전환을 의미한다. 하드웨어 중심의 제조업 모델에서, 소프트웨어 역량을 중심으로 한 서비스 중심 산업으로의 전환이 본격화되고 있는 것이다. 이에 따라 차량의 부가가치 상당 부분이 기존 기계적 완성도보다 IT 기술력, 플랫폼 운영 능력, 사용자 맞춤 서비스에 의해 결정될 것으로 전망된다. 반면, 소프트웨어 중심 차량은 보안성이 관건으로 떠오르고 있다. 특히 OTA를 통한 기능 업데이트는 외부 해킹 가능성을 동반하며, 이로 인한 교통사고나 개인정보 문제 등 잠재적 위험 요소에 대한 대비도 함께 요구된다. 현대차를 비롯한 글로벌 완성차 기업들은 이러한 보안 위협에 대비해 암호화 기술 고도화와 보안 시스템 내재화에도 지속적으로 투자 중이다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

전기차 전환이 예상보다 더디게 진행되면서 하이브리드차가 글로벌 자동차 시장의 대세로 자리 잡고 있다. 겉보기에는 모두 '하이브리드'라는 이름을 달고 있지만, 실제로는 구동 방식과 기술, 활용성에서 뚜렷한 차이가 있다. 하이브리드차의 다양한 종류와 기술, 그리고 시장을 이끄는 브랜드들을 집중 조명한다. 6일 한국자동차산업협회(KAMA)에 따르면, 올해 국내 하이브리드차 시장 점유율은 26.5%를 돌파했다. 더불어 미국과 유럽 등 주요 시장에서도 하이브리드 판매가 전기차를 앞지르는 현상이 나타나고 있다 전기차 보조금 축소, 충전 인프라 부족, 배터리 원가 부담 등으로 전기차 전환이 늦어지면서 하이브리드차가 친환경차 시장의 주류로 부상하고 있는 것이다. 하이브리드(hybrid)란 서로 다른 성질을 가진 요소를 둘 이상 뒤섞은 것을 의미한다. 하이브리드 자동차는 전기와 휘발유 등 두 종류 이상의 동력원을 번갈아가며 사용할 수 있어 연료비 절감에 효과적이다. 종류는 크게 3가지로 나뉜다. 각 종류마다 구동방식과 구조가 달라서 연료비 절감 효과도 상이하다. 이같은 이유로 이용자의 수요에 맞는 하이브리드 자동차를 구매해야 한다. 마일드 하이브리드는 내연기관에 48V 소형 전기모터와 소형 배터리를 추가한 구조다. 전기모터가 엔진을 보조해 출발·가속 시 연비를 높이고, 정차 시 엔진을 자동으로 꺼 연료 소모를 줄인다. 전기모터만으로 주행은 불가하며, 구조가 단순해 가격이 저렴하고 기존 내연기관차 설계를 거의 그대로 활용할 수 있다. 벤츠, 볼보, 레인지로버 등 유럽 브랜드에서 주로 채택하고 있다. 최근엔 프랑스 브랜드 푸조가 보다 발전된 MHEV인 '스마트 하이브리드' 기술을 선보이며 업계의 시선을 끌고 있다. 스마트 하이브리드는 1.2L 가솔린 엔진과 48V 리튬이온 배터리, 하이브리드 전용 6단 듀얼클러치 자동변속기(e-DCS6)를 결합해 시속 30㎞ 이하 저속 구간에서는 전기모터만으로도 주행이 가능하다. 도심 주행 시간의 최대 50%를 전기 모드로 운행할 수 있다는 점이 특징이다. 내연기관과 대형 전기모터, 중형 배터리를 탑재해 저속·정차·출발 시 전기모터만으로 주행이 가능하다. 고속·가속 시에는 엔진과 모터가 함께 작동하며, 배터리는 회생제동으로만 충전된다. 연비 개선 효과가 크고 별도 충전이 필요 없으며, 토요타(프리우스, 캠리), 현대(그랜저, 쏘나타, 싼타페), 기아(니로, 쏘렌토), 혼다 등이 대표적이다. 같은 풀 하이브리드지만 토요타, 혼다, 현대차의 기술도 자세히 보면 다르다. 토요타는 '직병렬형(파워스플릿)' 구조를 채택한다. 엔진과 두 개의 모터가 동력분할기어를 통해 결합돼, 주행 상황에 따라 엔진과 모터가 독립적이거나 동시에 바퀴를 굴린다. 저속이나 출발 시에는 전기모터만으로 주행이 가능하고, 변속기 대신 전자식 무단변속기(e-CVT)를 사용해 부드러운 주행감과 높은 연비를 구현한다. 혼다는 '2모터 직렬·병렬 전환형' 시스템을 쓴다. 저속이나 일상 주행에서는 엔진이 발전만 담당하고, 모터가 직접 바퀴를 구동한다. 고속이나 고출력 상황에서는 엔진이 직접 바퀴를 굴리며, 필요에 따라 모터가 보조 역할을 한다. 이 방식은 전기차에 가까운 주행감과 높은 효율성을 제공하는 것이 특징이다. 현대차는 '병렬형' 하이브리드 시스템을 적용한다. 엔진과 모터가 동시에 바퀴를 구동하며, 일반 자동변속기(AT/DCT)를 사용해 빠른 응답성과 다이내믹한 주행 성능을 강조한다. 구조가 단순해 경량화와 비용 절감에 유리하며, 다양한 차종에 폭넓게 적용되고 있다. 플러그인 하이브리드는 풀 하이브리드와 작동 방식이 동일하지만 외부 전기 충전장치가 달렸고 전기만으로 약 50㎞ 정도 주행할 수 있는 것이 특징이다. 시내 주행 시 전기차와 다름없이 사용할 수 있어 유류비를 매우 아낄 수 있지만 대용량 배터리가 탑재됐기 때문에 전기 충전이 필수적이다. 다소 귀찮음이 있지만 단거리 주행이 잦은 소비자에게 적합한 모델이다. 반면 국산 모델이 없고, 대용량 배터리 등으로 인해 다소 높은 가격대를 형성하고 있다. 토요타(프리우스 PHEV), BMW, 볼보, 벤츠 등이 대표적이다. 토요타는 하이브리드의 원조이자 글로벌 1위 브랜드로, 올해 1분기(1~3월) 미국 시장 점유율 약 57%를 기록했다. 2위는 혼다로 CR-V, 어코드 등 풀 하이브리드 라인업을 보유하고 있으며, 현대차·기아가 그랜저, 쏘나타, 니로 등 다양한 하이브리드 모델로 글로벌 3위를 차지하고 있다. BMW, 볼보 등은 플러그인·마일드 하이브리드로 프리미엄 시장을 공략 중이다. 업계 관계자는 “전기차 전환이 늦어지는 현실 속에서, 각기 다른 하이브리드 기술이 소비자들의 다양한 요구에 맞춰 진화하고 있다"며 “마일드, 풀, 플러그인 하이브리드 등 각 기술의 차이를 이해하고, 자신의 주행 환경과 예산에 맞는 모델을 선택하는 것이 현명한 소비 전략"이라고 말했다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

전기차의 단점을 보완한 새로운 친환경차 EREV(주행거리 연장형 자동차)에 업계의 관심이 높아지고 있다. 현대차그룹, KG모빌리티 등 국내 업계뿐만 아니라 중국, 미국, 유럽 등의 여러 기업들이 EREV 개발에 뛰어들고 있다. 27일 완성차 업계에 따르면, 현대차그룹은 최근 제네시스 전기차 신형 플랫폼 개발에 착수했다. 특히, 이 플랫폼에선 EREV까지 생산할 수 있는 것으로 알려지면서 업계의 이목이 집중되고 있다. EREV(Extended-Range Electric Vehicle)는 전기 모터와 배터리를 기반으로 주행하지만, 배터리가 부족할 때 내연기관 엔진이 발전기 역할을 하여 배터리를 충전하는 기술을 적용한 차량이다. 즉 엔진은 바퀴를 직접 돌리지 않고 오로지 전기를 생산하는 데만 쓰이며, 차량의 구동은 항상 전기 모터가 담당한다. 이런 구조 덕분에 EREV는 '발전기를 단 전기차'로 불리기도 한다. 이런 구조 덕분에 EREV는 순수 전기차(BEV)의 정숙성과 즉각적인 가속 성능을 유지하면서도, 한 번 충전과 주유로 1000km 이상 장거리 주행이 가능하다. 전기차(BEV), 하이브리드차(HEV/PHEV), 그리고 최근 주목받고 있는 EREV는 모두 친환경차로 분류되지만 구동 방식과 에너지 관리에서 뚜렷한 차이를 보인다. 우선 전기차는 오직 배터리와 전기 모터만으로 주행한다. 배터리가 방전되면 반드시 외부 충전이 필요하며, 대용량 배터리를 탑재해 일반적으로 400~600km의 주행거리를 제공한다. 하이브리드차(HEV/PHEV)는 내연기관 엔진과 전기 모터가 모두 '바퀴를 구동'할 수 있다. 특히 플러그인 하이브리드(PHEV)는 배터리를 외부에서 충전할 수 있고, 배터리 소진 시에는 엔진이 직접 차량을 움직인다. 이로 인해 연료와 전기를 모두 사용할 수 있어 주행거리가 600~1000km에 달한다. 반면 'EREV'는 항상 전기 모터로만 주행한다는 점에서 BEV와 유사하지만 배터리가 부족할 때 내연기관 엔진이 발전기 역할을 해 배터리를 충전한다. 즉, 엔진은 바퀴를 직접 돌리지 않고 오로지 전기 생산에만 사용된다. 이 덕분에 EREV는 중~대용량 배터리를 탑재하면서도, 한 번 충전과 주유로 900~1300km에 달하는 장거리 주행이 가능하다. EREV의 가장 큰 강점은 '주행거리 극대화'다. 전기차, 하이브리드차와는 비교가 안되는 1000km 이상의 주행거리를 확보했기 때문에 충전 빈도가 전기차 대비 훨씬 적다. 이는 '충전 스트레스 해소'와도 이어진다. 특히 EREV는 배터리가 부족할 때 주유만으로도 배터리를 충전할 수 있다. 엔진이 전기모터를 충전하는 용도로 사용되기 때문에 엔진에 기름을 넣는 것만으로도 배터리를 충전할 수 있는 것이다. 가격 경쟁력 역시 주목할 만하다. EREV는 대용량 배터리가 필요하지 않아 전기차 대비 원가 부담이 낮고, 하이브리드보다 더 큰 배터리로 전기차에 가까운 주행 경험을 제공한다. 이로써 친환경차 진입 장벽을 낮추는 역할을 하고 있다. 이처럼 많은 장점을 가졌기에 글로벌 기업들의 경쟁도 치열하다. 시장의 선두주자는 역시 중국이다. 중국의 리오토(Li Auto)는 2024년 한 해에만 50만대에 가까운 차량을 판매하며, EREV 시장을 주도하고 있다. 리오토의 L7, L9 등 대표 모델은 1000km가 넘는 주행거리를 자랑하며, 올해에는 중국 내 EREV 판매가 100만대에 달할 것으로 전망된다. 중국 정부 역시 EV, PHEV, EREV를 모두 '신에너지차'로 분류해 정책 지원을 강화하고 있다. 미국과 유럽에서는 과거 GM의 쉐보레 볼트, BMW i3 Rex 등 EREV 모델이 출시됐고, 최근에는 미국 픽업트럭 브랜드 Ram의 1500 Ramcharger, 폭스바겐의 Scout Motors 등 SUV·트럭 중심의 신형 EREV가 주목받고 있다. 특히 폭스바겐 산하 스카우트는 800km 이상 주행 가능한 EREV SUV와 픽업트럭을 2026년 출시할 예정이며, 사전예약의 70% 이상이 EREV 버전에 집중되는 등 시장의 높은 관심을 입증하고 있다. 미국 GMC 역시 EV 픽업에 '익스텐디드 레인지' 옵션을 추가해 소비자 선택지를 넓히고 있다. 국내에서는 현대차그룹이 2026년 말부터 북미·중국 시장을 중심으로 EREV 양산에 돌입해 2027년부터 본격 판매를 시작할 계획이다. 현대차는 제네시스 GV70, 싼타페 등 중형 SUV부터 EREV를 적용하고, 이후 픽업트럭 등 다양한 차종으로 확대할 방침이다. 이들 모델은 기존 전기차 대비 배터리 용량을 약 30% 줄이고, 소형 고효율 엔진과 AI 기반 배터리 관리 시스템을 적용해 가격 경쟁력과 효율을 높일 예정이다. 연간 11만대(북미 8만, 중국 3만) 판매 목표를 세웠으며, 2030년까지 EREV를 포함한 전동화 라인업을 21개 모델로 확대한다는 전략이다. 최근엔 KG모빌리티(KGM)도 하이브리드 시스템을 기반으로 EREV 기술 개발을 본격화하며, 국내 시장 경쟁에 합류했다. KGM은 지난 17일 중장기 비전 발표회 'KGM FORWARD'에서 EV, HEV 뿐만 아니라 EREV 개발에도 적극적으로 나서겠다고 발표했다. 권용일 기술연구소장은 “최대 출력 듀얼코어, 최대 용량 하이브리드 배터리, 최고 효율의 하이브리드 전용 엔진 등으로 EV 주행을 극대화하고 있다“며 “이 기술을 EREV, PHEV까지 확대할 것"이라고 밝혔다. 글로벌 시장조사업체들은 EREV 시장이 2031년까지 연평균 20% 이상 성장해 5180억달러 규모로 확대될 것으로 내다보고 있다. 특히 충전 인프라가 부족한 신흥국과 장거리 운행 수요가 많은 지역에서 수요가 집중될 전망이다. 그러나 시장 확대와 함께 뚜렷한 한계와 과제도 드러나고 있다. 우선 정책적 측면에서 각국의 친환경차 분류 기준이 다르다. 이는 곧 '보조금 지급 여부' 문제로 이어지기 때문에 매우 민감한 사안이다. 실제로 유럽연합(EU)에서는 EREV가 플러그인 하이브리드(PHEV)로 분류돼 보조금 혜택이 제한되는 반면, 중국은 '신에너지차'로 인정해 지원을 강화하고 있다. 기술적으로는 발전기 시스템 추가로 차량 무게가 10~15% 늘어나 에너지 효율이 저하될 수 있고, 배터리와 엔진의 최적 온도 관리 등 복잡한 열관리 기술이 요구된다. 또 전기와 내연기관 시스템을 동시에 관리할 수 있는 정비 인프라를 구축해야 한다는 점도 과제다. 이에 업계는 해결책 찾기에 열중하고 있다. 현대차는 발전기 가동 시간을 크게 줄이는 AI 관리 시스템을 적용할 계획이며, 폭스바겐 등은 합성연료 적용 실험을 확대하고 있다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

전기차 배터리 시장에 새로운 변수가 등장했다. 니켈·코발트 의존도를 낮추고 망간 비중을 높인 LMR(Lithium Manganese Rich, 리튬망간리치) 배터리가 글로벌 완성차업체 GM과 국내 배터리 기업들의 차세대 전략으로 부상하면서 기존 LFP(리튬인산철)·NCM(니켈코발트망간) 체제를 넘어설 기술로 주목받고 있다. 14일 업계에 따르면, 미국 완성차 기업 GM은 삼성SDI와의 합작공장 설립을 추진하며 LMR 배터리 생산을 적극 검토 중이다. 앤디 오우리 GM 배터리 및 지속가능 기획 수석 엔지니어는 최근 “삼성SDI, LG에너지솔루션 등과 최신 배터리 기술을 활용한 각형 LMR 배터리를 생산할 것"이라고 밝혔다. GM은 이미 LG에너지솔루션과 협력해 오는 2027년 시범 양산에 이어 2028년부터 합작사 얼티엄셀즈에서 대형 전기트럭·SUV에 LMR 배터리를 본격 적용할 계획이다. LMR 배터리는 기존 리튬이온 배터리의 한계를 뛰어넘는 새로운 조합이다. 양극재 내 니켈 함량을 30% 미만으로 낮추고 망간 비율을 60~65%까지 대폭 높인 것이 핵심이다. 망간은 가격이 저렴하고 매장량이 풍부해 원가 안정성과 공급망 리스크를 동시에 잡을 수 있다. 따라서, LMR 배터리는 △원가 안정성 확보 △LFP 대비 30% 이상 높은 에너지 밀도 △기존 NCM 생산라인과 호환성 유지라는 3중 경쟁력을 갖췄다. LFP(리튬인산철) 배터리는 낮은 원가와 열안정성으로 저가형 전기차에 적합하지만 구조상 부족한 에너지 밀도의 한계로 대형차 적용이 어려웠다. 또, NCM(니켈코발트망간)은 고에너지밀도로 프리미엄 전기차에 사용되지만 고가의 니켈·코발트 의존도와 재활용 복잡성이 걸림돌이었다. LMR은 두 기술의 단점을 보완해 LFP 대비 40% 낮은 kWh당 원가, NCM 대비 20% 높은 재활용 효율을 구현하며 중간시장을 공략한다. 국내 배터리·소재 기업들도 LMR 배터리 상용화와 기술 선점에 총력을 기울이고 있다. 단순한 가격 경쟁이 아닌 기술력과 공급망 경쟁력, 제품 포트폴리오의 다변화 등으로 글로벌시장에서 우위를 확보한다는 전략이다. 포스코퓨처엠은 LMR 양극재 내 망간을 안정화하는 구조 설계를 통해 망간 용출 문제 등 기술적 난제를 해결하고 기존 NCM(니켈·코발트·망간) 생산라인을 활용해 대규모 신규 투자 없이 양산체제를 구축할 방침이다. 연내 LMR 양극재 양산을 목표로 하고 있으며, GM 등 글로벌 완성차 업체의 LMR 상업화 일정에 맞춰 대형 수주를 추진 중이다. 포스코퓨처엠 관계자는 “LMR 양극재 개발에 이어 향후 포스코홀딩스 미래기술연구원과 함께 에너지용량을 한층 높인 차세대 LMR 양극재 개발을 통해 LMR 제품 포트폴리오를 엔트리·스탠더드에서 프리미엄·대형 EV 시장까지 확대할 계획"이라고 밝혔다. 아울러 “시장 변화와 고객 요구에 따라 전구체, 구형흑연 등 공급망 경쟁력을 더욱 강화할 방침"이라고 덧붙여 말했다. LG에너지솔루션은 GM과 합작법인 얼티엄셀즈를 통해 미국에서 오는 2027년 말 LMR 각형 배터리셀 시범생산에 이어 2028년 상업 생산에 돌입할 예정이다. 생산되는 LMR 배터리는 쉐보레 실버라도 전기트럭, 에스컬레이드 IQ 등 대형 전기차에 탑재한다. 그러나, 상용화를 위해서는 아직 넘어야 할 기술적 과제와 한계가 적지 않다. 대표적으로 LMR 양극재는 충·방전 과정에서 층상구조가 불안정해지며 전압이 점진적으로 감소하는 '전압 감소' 현상이 발생한다. 이 때문에 배터리 수명이 500사이클 이내로 단축될 수 있어 장기 신뢰성 확보가 관건이다. GM 등 주요 기업들은 도펀트와 코팅 등 다양한 보완 기술을 적용하고 있으나 대량생산 과정에서의 재현성과 일관성 확보는 여전히 과제로 남아 있다. 또한, 충전과 방전 시 전압 차이가 커지는 '전압 이력' 문제도 지적된다. 이 현상은 에너지 효율 저하로 이어져, 실제 주행거리와 성능에 영향을 줄 수 있다. 망간 함량이 높아지면서 열폭주 위험성이나 구조적 불안정성도 NCM 대비 높아질 수 있다는 점 역시 해결해야 할 숙제다. 공정 측면에서도 LMR 양극재는 900°C 이상의 고온 소성 등 제조 과정이 복잡해, 기존 NCM 대비 에너지 소비가 더 크고, 전구체 합성 등에서 새로운 기술 개발이 요구된다. 여기에 망간이 전해액으로 용출되는 현상, 재활용 과정에서의 망간 분리 효율 저하 등도 실질적 상용화의 걸림돌로 꼽힌다. 특히, 아직까지 극저온 환경이나 급속충전 등 실차 조건에서의 장기 신뢰성 검증 데이터가 부족하다는 점도 한계로 꼽힌다. GM·포스코퓨처엠 등 국내외 기업들은 올해까지 전압 감소 문제를 대폭 개선하고, 에너지 밀도와 내구성을 끌어올리기 위한 연구개발에 속도를 내고 있다. LMR이 전기차 배터리 시장의 새로운 표준으로 자리잡기 위해서는 이 같은 기술적 난제와 공정상의 장벽을 극복하는 것이 필수다. 한편, 배터리업계는 LMR이 단순히 LFP 배터리를 대체하는 역할에 그치지 않는다는 점에 주목하고 있다. LMR은 LFP와 비교해 에너지 밀도가 30% 이상 높아 '더 긴 주행거리'와 '더 적은 배터리 무게'로 대형 전기차와 SUV, 상용차 등 중·대형 차량 시장에 적합하다. 반면에 LFP는 가격이 저렴하고 열 안정성이 뛰어나 소형차나 에너지저장장치(ESS) 등에서 여전히 강점을 가진다. 포스코퓨처엠 관계자는 “배터리 시장 세분화되고 있는 상황 속에서 LMR이 LFP를 완전히 대체하기보다는 전기차 다양화에 따라 가격대와 성능에 맞춰 다양하게 선택될 것으로 보고있다"며 “LFP 개발도 지속적으로 추진하고 있다"고 설명했다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr

급변하는 전동화 시대, 자동차와 배터리 산업에서 쏟아지는 낯선 전문 용어들이 독자들을 혼란스럽게 할 수 있습니다. '카워드'는 자동차와 관련한 어려운 용어들을 쉽게 풀어 설명하고, 관련 업계 동향을 함께 소개해서 독자들이 빠르게 자동차 산업의 트렌드를 따라갈 수 있도록 돕는 코너입니다. 글로벌 배터리 시장 1위 중국 CATL이 '소금 배터리'로 불리는 소듐이온 배터리를 공개했다. 배터리와 소금이라는 다소 어색한 조합에 소비자들의 관심이 쏠리고 있다. 23일 업계에 따르면 중국 배터리 제조사 CATL(닝더스다이)은 지난달 열린 '테크데이'에서 2세대 소듐이온 배터리 '낙스트라(Naxtra)'를 선보였다. 이 배터리는 리튬 대신 나트륨을 주원료로 사용해 '소금 배터리'라는 별칭이 붙었다. CATL은 “LFP와 달리 저온 환경에서도 성능 저하가 적고, 화재 위험도 낮다"고 강조했다. CATL은 연말부터 본격적으로 소듐이온 배터리 양산에 돌입할 계획이다. 소듐이온 배터리는 리튬 대신 나트륨 이온이 양극과 음극을 오가며 전기를 저장·방출하는 방식으로 기본 구조와 작동 원리는 리튬이온 배터리와 유사하다. 가장 큰 강점은 원재료인 나트륨이 지각과 해수에 풍부해 리튬보다 훨씬 저렴하고 공급망 리스크가 적다는 점이다. 탄산나트륨(1톤당 약 27만원)은 탄산리튬(1톤당 약 1300만원) 대비 50분의 1 수준으로 배터리 가격을 크게 낮출 수 있다 또 열폭주 위험이 낮아 화재 등 안전성 면에서도 우수하다. 소듐이온 배터리는 저온(-40℃)과 고온(70℃) 등 극한 환경에서도 안정적으로 작동한다. 더불어 중금속 사용이 적어 환경 부담도 줄일 수 있다. 이전까지는 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 낮아 전기차 적용에 불리했으나, CATL의 2세대 소듐이온 배터리는 에너지 밀도 175Wh/kg을 달성하며 경쟁력을 확보했다. 이는 최근 전기차 시장의 트렌드로 자리 잡은 LFP(리튬인산철) 배터리(185Wh/kg)와 비슷한 수준이다. 특히 CATL 제품의 경우 1회 충전 시 500㎞ 주행이 가능하고 5분 급속충전으로 80% 용량을 채울 수 있는 것으로 알려졌다. 단점도 있다. 나트륨 이온은 리튬보다 무거워 충·방전 과정에서 음극(흑연) 구조에 더 큰 스트레스를 주고 이로 인해 수명(충방전 반복 가능 횟수)이 짧은 편이다. 또 아직은 상용화 초기 단계여서 대량 양산 및 다양한 제품 적용에는 시간이 더 필요하다는 한계가 있다. 소듐이온 배터리가 본격 양산되면, 전기차와 ESS 등 가격 민감도가 높은 시장에서 리튬이온 배터리를 빠르게 대체할 수 있을 것으로 업계는 전망한다. CATL은 2025년 하반기부터 소듐이온 배터리를 전기차와 상용차에 적용할 계획이다. 리튬, 코발트 등 희소금속 의존도를 낮춰 공급망 리스크도 줄일 수 있다. 실제로 중국은 이미 소듐이온 배터리 소재 공급망을 구축해 대량 양산에 유리한 입장이다. 한국 배터리 업계는 시장을 선점당할 수 있다는 위기감이 커지고 있다. 이미 시장의 트렌드가 LFP로 넘어가면서 기존 NCM에 주력하던 국내 업계가 설 자리를 잃어가는 가운데 또 다른 신제품이 중국에서 나와버린 것이다. 이에 국내 업계는 소듐이온 배터리를 비롯해 차세대 배터리 기술 개발에 속도를 내고 있다. 소듐이온 배터리는 아직 적극적으로 개발 중인 기업이 적다. 국내에선 에코프로비엠, LG에너지솔루션 등이 소듐이온 배터리 샘플 테스트를 진행 중인 것으로 알려졌다. 대신 국내 기업들은 리튬망간리치(LMR) 개발 등에 힘을 쏟고 있다. LG에너지솔루션은 GM과 공동 개발한 리튬망간리치(LMR) 배터리를 2028년부터 양산할 계획이다. LMR은 니켈과 코발트 비율을 10%대로 낮추고, 전 세계에 풍부한 망간 비율을 60~65%로 높인 것이 특징이다. 정제가 쉽고 비용이 낮아 가격경쟁력이 높다. 특히 땅이 넓은 미국 시장에서는 LFP보다 LMR이 더 적합하다는 평가다. LG에너지솔루션은 LMR 관련 특허를 200건 이상 보유하고 있다. 삼성SDI는 LFP에 하이니켈을 섞어 에너지 밀도를 높이고, 셀 안전성도 LFP 수준으로 유지하는 소재 기술을 확보했다. SK온은 코발트 함량을 줄인 고전압 미드니켈 배터리를 선보이며, 가격경쟁력과 열안정성에서 강점을 내세우고 있다. 이찬우 기자 lcw@ekn.kr