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중국에서 생산하는 테슬라 모델 3의 LFP 배터리

[오토헤럴드=김필수 교수] 전기차 판매가 주춤하면서 하이브리드카가 강세를 보이고 있다. 보조금 하락과 충전 요금 인상, 인프라 부족, 화재 등 여러 악재가 누적된 탓이 크다. 국내뿐만 아니라 글로벌 시장도 다르지 않다. 정부가 한시적으로 보조금을 늘려 전기차 보급을 늘리려고 안간힘을 쓰고 있지만 내년 사정은 더 좋지 않을 전망이다.

전기차 장점을 살리고 보급을 늘리기 위해서는 가격 부담을 줄이는 것이 급선무다. 전기차 부담을 줄이기 위해서는 보조금 확대와 함께 차량 가격의 약 40%를 차지하는 배터리의 가격을 낮추는 방법이 가장 적절하고 빠른 방법이다.

제작 공정에서 원가를 낮추는 노력과 함께 최근 NCM 배터리 대신 에너지 밀도는 떨어지지만 가격이 낮은 중국산 리튬인산철 배터리(LFP)를 많이 사용하는 것도 가격을 낮추기 위해서다. LFP 배터리는 NCM 배터리 대비 에너지 밀도가 약 30% 정도 떨어지지만 최근 셀투펙(Cell to Pack) 등 공정 기술 개선으로 상당 부분 개선이 됐다.

무엇보다 낮은 가격을 무기로 글로벌 시장에서 점유율을 높이고 있다. 특히 중국 정부의 노골적인 지원을 통해 다양한 기술이 고안되면서 우리가 주도하는 NCM 배터리 시장의 기반을 흔들고 있다. 시장에서는 LFP 배터리를 기반으로 한 '반값 전기차'의 등장도 가능하다고 보고 있다.

당장은 테슬라를 시작으로 국산 전기차도 경·소형 모델을 중심으로 중국산 LFP 배터리를 탑재하기 시작했다. LFP 배터리를 탑재한 전기차는 NCM 배터리 대비 수천만 원 가격이 저렴하다. 중국 상해공장에서 제작한 테슬라 모델 Y는 LFP 배터리를 탑재해 기존보다 약 2000~3000만원 저렴하게 판매되고 있다.

이러한 움직임은 국내뿐만 아니라 글로벌 시장에서 중저가 모델을 중심으로 많이 늘어날 것으로 보인다. 중국을 제외한 글로벌 시장에서 NCM 배터리와 LFP 배터리 점유율이 아직은 압도적으로 높지만 중국산 LFP 배터리의 비중은 하루가 다르게 높아지고 있다. 한국산 NCM과 중국산 LFP의 배터리 전쟁이 시작됐다. 

그러나 FP 배터리는 성능 이외의 다른 영역에서 상당한 문제를 갖고 있다는 점을 주지해야 한다. 가장 중요한 사항은 환경 영향이다. LFP 배터리는 재사용·재활용 측면에서 심각한 부작용을 갖고 있다. 전기차 배터리는 폐차 후 상태에 따라 다른 용도로 재사용이 가능할 뿐 아니라 리튬은 물론 니켈, 코발트 등 대부분의 고부가가치 원료를 재활용하는 리사이클링으로 환경에 기여한다.

그러나 중국산 LFP 배터리는 리튬 이외에 재활용이 가능한 소재가 없다. 그만큼 환경적 비용이 크게 상승할 수 있다는 얘기다. 이미 중국은 LFP 배터리의 재사용, 재활용에 따른 비용 부담이 크다는 이유로 그대로 땅에 묻어 버리는 것으로 알려져 있다.

국내에서도 최근 급증한 LFP 배터리 전기차가 같은 이유로 재사용, 재활용을 포기하는 일이 얼마든지 발생할 수 있다. 그 다음 환경적 부담은 물론 주변 오염 등 심각한 부작용으로 이어질 수 있다는 점에서 경계해야 할 부분이다. 

내연기관차도 폐기 시 약 95% 정도를 재사용 및 재활용하고 유해 폐기물은 별도로 처리하는 체계적인 친환경 리사이클링이 구축돼 있다. 그러나 전기차용 배터리는 500kg 이상인 무게와 부피 그리고 무엇보다 환경에 치명적인 소재가 사용되고 있어 사후 관리가 제대로 이뤄지지 않으면 환경 재앙이 될 수 있다. 

따라서 LFP 배터리는 환경 부담금을 높게 부과할 필요가 있다. 초기에 비용을 부담하게 해  전기차 폐기 후 배터리 처리를 친환경적으로 할 수 있도록 해야 한다. 이러한 방법은 유럽 등 선진국에서 일반 자동차 폐차 비용을 신차에 부과하는 것과 다르지 않다고 할 수 있다.

유럽의 핵심원자재법도 ‘요람에서 무덤까지’의 환경적 비용을 제조사가 부담하게 하는 것이다.  따라서 우리 정부도 LFP 배터리와 NCM 배터리 등 전기차 배터리의 재사용, 재활용 그리고 환경적 영향을 꼼꼼하게 살펴 요람에서 무덤까지, 생애 전주기에 필요한 비용을 부과하는 적극적인 대책을 마련해야 한다.

급증하는 LFP 배터리가 그대로 땅속에 묻히는 일은 막아야 한다. 더불어 전기차 전반의 폐기물을 어떻게 관리할 것인지에 대한 문제도 고민해야 한다. 

김필수 교수/[email protected]