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전량 해외수입 의존 이차전지 핵심소재 인조흑연 국산화 성공

하이거 2022. 8. 27. 12:20

전량 해외수입 의존 이차전지 핵심소재 인조흑연 국산화 성공

담당부서 소재부품장비시장지원과등록일 2022-08-25

 


전량 해외수입 의존 이차전지 핵심소재 인조흑연 국산화 성공
- 산업부 1차관, 핵심품목에 대한 공급망 안정 점검을 위해 포스코케미칼 방문
- 중국 등 對세계, 對첨단미래산업, 공급망 등 새정부 소부장 핵심 정책방향 의견수렴 

《 현장 방문 : 인조흑연 음극재 국산화 공장 》

□ 장영진 산업통상자원부 제1차관은 8월 25일(목) 소부장 협력모델을 통해 인조흑연 음극재 국산화에 최초로 성공한 포스코케미칼 공장을 방문하였다.

* 소부장 협력모델 : 소부장 핵심전략품목의 경쟁력 강화를 위해 수요-공급기업간 협력을 전제로 기술개발, 세제·금융, 규제완화 등 패키지 지원(소부장특별법 제49조) 
□ 금번 소부장 협력모델 성공기업인 포스코케미칼은 그간 천연흑연을 주소재로 음극재를 생산했었으나, 국내 이차전지社와 지속적인 협력을 통해 일본과 중국 등 해외에 전량 수입의존 중이었던 인조흑연* 음극재 국산화 기술개발에 국내 최초로 성공하였다.

* (인조흑연) 코크스(Cokes)가 주원료로, 천연흑연 대비 高출력長수명低열팽창성 특징

ㅇ 인조흑연은 이차전지 음극재의 핵심소재로서 천연흑연 대비 전기차의 배터리 수명을 증가시키고 충전속도를 단축하는 등 강점에도 국내 생산기술 부재로 日·中 등에서 그간 전량 수입 해오던 품목이다.

* 전세계 음극재 물질별 생산비중(‘20년, %) : 인조흑연(76.3%), 천연흑연(19.4%), 실리콘(1.2%)

ㅇ 포스코케미칼은 국산화 기술개발과 함께 인조흑연 음극재 생산공장 신축에 2,600억원 규모를 투자하였으며, 현재 1단계 완공*(‘22.1)을 통해 年 8,000톤 규모의 인조흑연 설비를 확보하였고 향후 1.6만톤 수준까지 국내생산을 확대할 계획이다.

* ‘21년 국내 인조흑연 음극재 시장규모 : 1.3만톤(112.5백만불)
ㅇ 이를 통해 인조흑연 국내 및 해외시장 점유율을 상당부분 확보할 수 있을 것으로 예상되며, 특히 美인플레법 통과에 따라 공급망 다변화를 추진하는 해외 이차전지社로의 수출이 크게 증가할 것으로 전망된다.

□ 동 협력모델과제는 지난 제3차 소부장경쟁력강화위원회(‘20.1월)에 협력모델로 선정되어 국비 100억원이 투입된 과제(‘20.1~’22.8)로서, 이차전지 소재 관련 밸류체인 전반에 걸쳐 협력이 이뤄진 모범사례이다. 

ㅇ 인조흑연 음극재 국산화를 위해 화학연구원은 인조흑연 피치* 원천기술 이전, 동양환경은 인조흑연 피치 제조기술을 개발하였으며, 포스코케미칼은 석탄계 콜타르(제철공정 부산물)를 활용한 인조흑연 원료 확보 등 인조흑연 음극재 국산화에 성공하였다.

ㅇ LG에너지솔루션은 인조흑연 음극재 성능평가 및 수요파트너로서 참여하였다.

* (피치) 인조흑연 생산 원재료로서 석유화학 공정의 부산물에서 추출하여 생산

< 인조흑연 음극재 협력모델 >

화학연구원 동양환경 포스코케미칼 LG에너지솔루션

피치 인조 피치 제조 코팅용 피치  인조흑연 제조
흑연 원천기술 이전 개발 및 제조
⇩ ⇩

음극재 피치 코팅 음극재 제조 성능평가


이차전지 음극재 공급 이차전지 제작

□ 산업부 차관의 이번 방문은 최근 연이은 국내 공급망 점검*의 일환으로 포스코케미칼 인조흑연 공장을 방문하여 소부장 협력모델을 통한 국내 공급망 구축과 이차전지 산업 경쟁력 강화 성과를 격려하였으며, 이어 간담회를 개최하여 협력모델을 포함한 향후 소부장 정책방향에 대한 의견을 청취하였다.

* 업종별 공급망점검(산업자원안보TF, 8.18), 방산분야 공급망점검(한화에어로스페이스, 8.24), 이차전지분야 공급망 점검(포스코케미칼, 8.25)

< 소부장 협력모델 성공기업 현장방문 개요 >

◇ 일시/장소 : ‘22.8.25(목), 포스코케미칼 인조흑연 공장
◇ 주요내용 : ➊생산시설 시찰, ➋협력모델 참여기관 간담회(새정부 소부장 정책방향 논의 등)
◇ 참석자 : (산업부) 장영진 차관, 이강덕 포항시장, 소부장 협력관 등
(업계) 포스코케미칼, LG에너지솔루션, 동양환경
(유관기관) 화학연구원, 산업기술진흥원, 산업기술평가원, 소부장 전문위원장
《 협력모델 추진현황 및 향후계획 》

□ 소부장 협력모델은 소부장 100대 핵심전략기술 관련 품목을 중심으로 기술 경쟁력 강화 및 공급망 안정화 등을 위해 추진(’19.11월 최초 승인)된 것으로,

ㅇ ‘19년 11월 최초 승인이후 총 50건을 승인하여, R&D(약 4,700억원)·규제특례(환경, 노동 등)·세제·정책금융 등 부처간 협력을 통해 패키지* 지원 하였다.

* R&D(산업부), 정책자금(금융위), 세제(기재부), 장비도입연구인력(과기부), 인허가·환경규제 특례(고용부, 환경부 등), IP-R&D(특허청) 등 관계부처 합동 지원

□ 금번 성공사례인 인조흑연 협력모델(‘20.1~’22.8)을 비롯하여 업종별 밸류체인 완결형 협력모델 지원을 통해 반도체, 이차전지 등 첨단산업의 핵심 소재·부품(4종*) 기술개발 및 조기 양산 등 성과가 본격화 되고 있으며,

* 반도체(CVD 정전척히터), 이차전지(인조흑연 음극재, 분리막용 산화알루미늄, 파우치) 등

ㅇ 희토류* 등의 국내 생산기반 마련 및 국내 소부장 협력 생태계 조성을 통한 국내 투자고용 증대** 등 성과도 도출되고 있다.

* 해외 희토류 원석 채굴 업체부터 국내 최종 수요기업(완성차)까지의 전주기적 공급망 확보
** (투자) 합작 투자법인 설립, M&A 등 약 2조 4천억원 규모 추진, (고용) 약 3,700명 등

□ 향후 소부장 협력모델이 우리 기업들의 위기 돌파 창구로 확실하게 자리매김할 수 있도록 지원분야를 공급망 안정화 품목 등으로 확대하고

ㅇ 우수 소부장 기업의 참여를 활성화를 위해 상시 공개모집 방식 도입, 협력유형 다양화 등 협력모델 발굴선정 방식을 개편하는 한편,

ㅇ 인력·인프라, 규제특례 등 기업지원 사항을 전담기관이 관계부처에 일괄 취합신청하여 원스톱 지원되도록 개선할 계획이다.

《 「새정부 소부장 정책방향」 의견청취 》

□ 이와 함께, 장영진 1차관은 對세계, 對첨단미래산업, 공급망안정화 등 「새정부 소부장 정책방향」에 대해 기업현장의 의견을 수렴하였다.

□ 과거 일본 수출규제 대응 중심의 소부장 정책을 통해 ’22년 상반기 소부장 對日 의존도가 역대 최소를 기록하는 등 성과를 창출하였으나, 

< ‘19년 이후 소부장정책 주요성과 >
➀ 100대 핵심기술 對日 의존도 6%p 감소(‘19년 30.9% → ’21년 24.9%)
➁ 100대 핵심기술 매출 4,089억원, 투자 4,517억원, 고용 2,784명 창출 
➂ IP R&D연계 의무화해 총663개 중소‧중견 R&D 특허전략 지원 → 특허출원 1,181건

⇒ 금년 상반기 소부장 對日 의존도 역대 최저(15.4%) 기록

ㅇ 특정국, 고난이도 기술 중심의 관리체계로 최근 러-우 전쟁 장기화, 미-중 기술패권 경쟁 심화 등 상시화된 글로벌 공급망 위기에 유연하게 대처하기 어려워 작년 요소수 사태에 대해 적기 대응하지 못하는 등 한계도 일부 존재하였다.

ㅇ 아울러, 정책의 초점이 現 주력산업 핵심기술의 경쟁력 강화에 맞춰져 있어, 미래 글로벌 공급망 시장을 선도하기 위한 노력은 부족했던 것으로 평가된다.

□ 산업부는 이와 같은 문제점을 인식하고, 現 對일‧주력산업 중심의 공급망 정책을 중국 등 對세계와 미래 첨단산업 분야로 확장하고, 요소와 같은 범용품‧원소재를 포함한 공급망 관리‧지원방향을 마련하고 있으며,

※ ‘20년 「소부장 2.0 전략」을 통해 對日 100대 품목을 대세계 338+α 품목으로 확대 발표한 바 있으나, 구체적 지원수단 부재로 모니터링 중심으로 관리

ㅇ 이를 위해 100대 소부장 핵심전략기술 대폭 확대1), 소부장 R&D 혁신2), 우리기업의 글로벌 진출 전폭적 지원3), 공급망 종합지원체계 구축4) 등을 검토중인 것으로 알려졌다.

* 1) 반도체(예시): 소재, 메모리반도체 중심 → 공정기술(패키징 등), 시스템반도체로 확대
2) 첨단R&D 비중 확대(신규, ‘22: 9.3% →’23: 20.7%), 메가 프로젝트, 다수 수요기업 연계 등
3) 글로벌 수요기업 연계 R&D, 해외진출 지원사업 연계 강화 등
4) 소부장특별법 개정: 국내생산, 비축, 수입다변화 등 지원근거 마련 등

□ 장영진 산업부 1차관은 “과거 주력산업 현안 해결을 위한 패스트 팔로어 전략 중심의 소부장 정책을 넘어, 글로벌 공급망 위기와 제조업 패러다임 대전환의 시대를 대비한 공급망 정책을 수립중”이라고 언급하면서,

ㅇ “향후 추가적인 기업‧전문가 의견수렴, 관계부처 협의 등을 거쳐 발표할 계획”이라고 밝혔다.

참고 인조흑연 개요 

□ (개 요) 코크스(Cokes)를 주원료로, 열처리(2,800℃ 이상) 및 바인딩 피치를 통해 제조된 흑연 결정구조를 갖는 탄소 결정체로,

ㅇ 리튬이온의 저장이 가능하여 음극재 소재로 활용되며, 천연흑연 대비 低팽창·長수명·高출력 등 특징으로 수요 확대 전망

인조흑연 원료  음극재 원료 음극재 제품 
코크스 ⇨ 인조흑연 ⇨ ⇨ 2차전지


바인더 피치  코팅용 피치


□ (활 용) △이차전지(음극재), △전기로 제강(전극봉), △원자료(감속재, 내벽), △태양광·반도체(도가니, 히터), △자동차(브러쉬, 베어링) 등에 활용

* 국내 주요 배터리社의 인조흑연 음극재 수요량 : (‘21년) 1.3만톤
< 이차전지 부품별 가격 비중(%) >
ㅇ (이차전지) 음극재의 활물질(천연·인조흑연 등)은 이차전지의 충전속도, 수명 등을 결정하는 핵심 요소로, 이차전지 생산 비용의 14.3% 차지

* 음극재 부품별 가격 비중(%) : 흑연(95%), 바인더(5%)

­ 중대형 이차전지 수요증가에 대응하여, 천연흑연 대비 화학·물리적 물성이 뛰어나고, 수명이 긴 인조흑연을 활용한 음극재 수요 ↑

* 활물질별 음극재 생산비중(‘20년, %) : 인조흑연(76.3%), 천연(19.4%), 실리콘(1.2%)

□ (해외 의존도) 인조흑연 생산기술을 보유하고 있는 국내 기업은 없어(‘20년 기준), 日·中 등에서 전량 수입

* 인조흑연의 원재료(코크스)는 제철과정의 부산물을 활용하여 제조(국내 수급 가능)