미국서 전기차 배터리 리튬 수급 계획 세운 GM, LG화학 수혜는?


GM, 리튬 추출회사에 투자…GM과 배터리 합작사 만드는 LG화학 호재될까?

미국 1위 자동차제조업체 제너럴모터스(GM)가 캘리포니아주 남동쪽의 한 호수에서 경제성이 뛰어난 전기차 배터리용 리튬 확보의 물꼬를 텄다. 오는 2023년부터 연 1만5000톤의 리튬(LCE)을 생산하게 될 전망이다. 이는 GM이 생산하는 전기자동차 배터리용 리튬의 15%를 충당하게 될 것으로 예상되고 있다.

GM은 지난 2일(현지시각) 캘리포니아 남부 캘리패트리아 근처의 솔튼 해(Salton Sea)로 불리는 호수에서 리튬을 확보하기 위해 리튬 추출회사에 투자하기로 했다고 발표했다.

▲캘리포니아 남부 임페리얼 밸리에 있는 솔튼 해(Salton Sea). (사진=위키피디아)

전세계 자동차 회사들이 내연차에서 전기차로 대거 전환함에 따라 엄청난 양의 리튬이 필요한 가운데 엄청난 호재로 꼽힌다. GM과 배터리 합작사를 만들고 미국 테네시에 추가 배터리 공장을 지을 LG화학(자회사 LG에너지솔루션)의 수혜효과 여부도 주목된다.

정확히 말해 리튬이 드문 것은 아니지만 분석가들은 테슬라 같은 회사들이 호주나 중국 같은 곳에서 매년 수만 톤의 리튬 염을 확보하려하기 때문에 광업계가 다가올 수요에 제대로 대비하지 못하고 있다고 말하고 있을 정도이기 때문이다.

GM은 이 날 일부 자사 전기차배터리용 리튬 공급이 집에서 훨씬 더 가까운 곳에서 올 수도 있다고 발표했다. GM은 캘리포니아 솔턴 해에서 리튬염을 개발하기 위해 CTR(Controlled Thermal Resources)과 투자하고 협력할 것이며 이 프로젝트이름은 ‘지옥의 부엌(Hell's Kitchen)’이라고 발표했다.

GM은 LG화학(자회사 LG에너지솔루션)과 얼티엄(Ultium) 배터리로 알려진 공통 배터리 플랫폼을 사용해 만들어진 일련의 새로운 배터리 전기차를 출시할 예정이다. GM의 신형 얼티엄 배터리는 대형 파우치 형태의 셀을 배터리 팩 내부에 가로 혹은 세로로 배치할 수 있는 구조로 설계됐다. 각 차량의 디자인에 따라 배터리 공간과 레이아웃을 최적화할 수 있는 장점이 있다.

얼티엄 배터리는 LG화학과 함께 미국 오하이오주에 건설하는 23억 달러(약 2조6000억원) 규모의 합작 배터리 공장에 만들어질 예정이다. GM은 이미 신형 전기차용 원자재를 가능한 한 많이 미국내에서 조달하고 싶다고 밝힌 바 있다.

더그 파크스 GM 제품 개발·구매·공급망 담당 상무는 “미국 내 리튬 공급망 확보 및 현지화를 통해 강력하고 경제적이며 주행 거리가 높은 전기차를 만들 능력을 확보하는 동시에 환경적 영향을 완화하고 전반적으로 저가 리튬을 시장에 출시할 수 있도록 지원하고 있다”고 말했다.

CTR의 ‘지옥의 부엌’ 프로젝트는 솔턴 해의 지열로 뜨거워진 소금물에서 리튬 염을 추출한다. 뜨거운 소금물에서 나오는 열을 이용해 2023년에 탄산리튬 1만5000톤과 49.9메가와트(MW)의 에너지를 생산한다.

▲솔턴 해는 최근 물이 빠지면서 바닥을 드러내기 시작하고 있다. (사진=서클오브블루닷오알지)

GM이 리튬추출을 위해 투자하고 협력한다는 CTR은?

GM이 이번 발표에서 투자하고 협력하겠다고만 밝힌 CTR사는 어떤 회사일까.

CTR은 이미 지난 2019년 9월 6일 자사 홈페이지에서 “‘글로벌 자동차회사’와 이 호수(솔튼 해)의 뜨거운 소금물에서 리튬을 추출해 공급하는 방안을 논의중”이라고 밝혔다. 물론 CTR은 ‘글로벌 자동차회사’라고만 했을 뿐 이 회사가 ‘GM’이라는 사실은 밝히지 않았다.

당시 로드 콜웰 CTR 최고경영자(CEO)는 “CTR은 임페리얼 밸리에서 2023년까지 1만5000t급 탄산리튬 공장과 49.9MW급 발전소를 상업적으로 운영하는 것을 목표로 ‘지옥의 부엌’ 리튬추출 및 발전 프로젝트를 계속 진행하고 있다”고 밝혔다. .

그는 당시 수개월 동안의 리티아휘석(리튬광석) 공급 과잉과 그에 따른 부정적 시장가격에 대한 언론의 냉소적 반응을 예상하며 몇가지 해명까지 내놓을 정도였다. 하지만 2년도 안돼 GM의 투자와 협력을 이끌어 냈다.

GM이 자국내에서 확보한, 그리고 암석이 아닌 소금물호수의 소금물을 가공해 전기차용 리튬배터리를 확보하는 것이 왜 경제성있는 것인지는 CTR 사장의 설명을 들어보면 이해할 수 있다.

그는 지난 2019년 솔턴해 호수 개발 프로젝트에 부정적인 현지 여론을 의식해 지옥의 부엌 리튬 프로젝트에 대해 알아야 할 내용이라며 다음과 같은 내용의 별도 발표문을 내놓았는데 이 리튬 프로제트의 경제성과 지속가능성 등을 잘 설명하고 있다.

▲GM이 솔턴해에서 CTR(Controlled Thermal Resources)사와 손잡고 전기차 배터리용 리튬자원 추출에 나선다고 2일(현지시각) 밝혔다. (사진=CTR)

고려해야 할 몇 가지 사실

경암(hard rock)에서 채굴되는 리티아휘석(주로 호주산)의 배터리급 리튬 제품은 배터리 시장에서 가장 비싼 가격대의 리튬 제품이다. 경암 원료는 약 4~6% 농도의 리튬을 함유하고 있다. 광산을 채굴한 후에는 보통 중국으로 운송돼 배터리급 리튬 화학 물질로 추가 가공된다. 원제품을 채굴하는 과정은 비교적 간단하지만 실제 배터리 처리 단계에서 어느 지점에서든 병목 현상이 발생할 수 있어 ‘공급 과잉’과 매우 유사한 시장상황을 발생시킬 수 있다.

많은 미디어에서 전기 이동 및 에너지 스토리지 부문의 성장 속도를 인식하지 못하고 있다. 간단하다. 전 세계의 시장 분석가들은 배터리급 리튬 제품에 대한 수요가 연간 약 20만 톤에서 2028년에는 적어도 120만~150만 톤으로 증가할 것이라는 데 동의하며, 이르면 2023년에 공급부족이 발생할 것으로 예상하고 있다.

타이밍은 저비용 지속 가능한 솔루션 개발에 있어 매우 중요하다.

뜨거운 소금물에서 직접 리튬 추출

뜨거운 소금물에서 직접 리튬을 추출하는 것은 배터리급 리튬 제품을 얻을 수 있는 가장 저렴한 방법 중 하나다.

배터리급 리튬 제품은 소금물에서 직접(1시간 미만 소요) 생산되며, 재생 가능한 열은 다양한 형태의 리튬 생산과정의 에너지로 활용한다.

▲리튬이 녹아있는 뜨거운 소금물에서 리튬을 추출하는 과정. 암석에 있는 것과 달리 1시간만에 추출할 수 있어 경제적이다. (사진=CTR)

캘리포니아 솔턴 해의 고광물화된 지열 소금물 자원은 북미에서 가장 크고 가장 강력하다. 사실상 지구상에서 가장 크고 가장 많이 연구된 지열 에너지 자원이다.

CTR은 전 세계적으로 수요가 공급을 앞지를 것으로 예상되는 만큼 2023년 배터리 급 탄산리튬을 공급할 계획이다.

현재 논의 중인 한 글로벌 자동차 제조업체에 따르면 우리가 1단계로 생산할 LCE(탄산리튬상당) 1만5000톤은 연간 수요의 약 15%를 차지한다고 한다. 그들은 이 비율에 매우 만족하고 있고 그 결과, 우리는 강하고 장기적인 관계를 구축하기 위해 계속 노력하고 있다.

전기차 투자 강화하는 GM은 LG화학과 배터리 생산 협력사

GM은 LG화학(자회사 LG에너지솔루션)과 미국에 ‘얼티엄 셀즈’ 배터리 공장을 세우고 협력관계를 공고히 하고 있는 업체다.

GM은 현재 건설 중인 오하이오, 테네시 공장 외에 미국 내 울티움 셀 공장 2곳의 신설을 추진할 예정이라고 최근 발표했다.

최근 GM은 오는 2025년까지 전기차 및 자율주행차에 대한 글로벌 투자를 350억달러(약 39조5430억원)로 늘리겠다면서 이같은 계획을 함께 밝혔다. 이는 지난해 11월 발표한 투자 계획보다 약 80억달러 더 늘어난 규모다.

GM은 투자 확대를 통해 4년 뒤인 2025년까지 총 30대의 신형 전기차를 전 세계 시장을 대상으로 출시하고 2035년까지 탄소 배출 제로를 달성하겠다는 목표를 설정했다. 여기에는 미국과 캐나다를 포함한 북미시장 전용 전기 픽업트럭까지 포함된다.

▲벤치마크 미네랄 인텔리전스는 오는 2028년까지 전기차용 배터리 생산 규모가 최대 2000GWh(왼쪽)가 될 것으로 예상했다. 블룸버그 NEF는 오는 2040년까지 5600만대의 승용차 판매(중앙)를 예상했다. RK이쿼티의 로드니 후퍼는 배터리급 리튬의 잠재적 공급부족이 2023년부터 시작(오른쪽)될 것이라는 예상을 내놓았다.

이미 GM은 LG에너지솔루션과 전기차 배터리 합작사인 얼티엄 셀즈를 설립해 제 1공장을 오하이오주에 짓고 있고, 지난 4월엔 테네시주에 제2공장을 짓겠다고 공지한 바 있다. 오하이오주와 설립될 예정인 테네시주 배터리 공장 생산규모는 각각 35GWh다.

LG에너지솔루션은 2025년까지 미국에 5조 원을 투자해 70GWh 이상의 배터리 생산능력을 확보하는 ‘그린필드 프로젝트’도 발표했다. 이를 합치면 LG에너지솔루션의 미국 내 배터리 생산규모가 140GWh에 이를 전망이다.

LG에너지솔루션은 대규모 투자를 위한 자금 확충을 위해 기업공개(IPO)를 진행중이다.

이재구 기자

jklee@tech42.co.kr
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