"2차전지는 안됐지만" K-배터리 3사 ESS 시장 진출 본격화... 정부 1264억원 투입

전고체·비리튬계 배터리 기술 개발 집중, 국내 ESS 프로젝트 540MW 규모로 확대

정부가 차세대 배터리 기술 확보를 위해 향후 5년간 1264억원 규모의 대규모 R&D 투자에 나서는 가운데, 국내 배터리 3사가 에너지저장장치(ESS) 시장에서 새로운 기회를 맞게 됐다.

차세대 배터리 기술 개발에 1264억원 집중 투자

18일 과학기술정보통신부가 발표한 ‘경제2분과 국정기획위원회 업무보고’에 따르면, 정부는 전고체 배터리와 비리튬계 이차전지 핵심 원천기술 개발을 위해 향후 5년간 총 1264억원을 투입한다고 밝혔다.

투자 대상은 크게 3개 분야로 구분된다. 한계돌파형 전지, LEA 음극재 활용 기술, 선도형 이차전지 등 핵심 원천기술 개발 사업이 단계적으로 추진되며, 2026년부터는 미래핵심 이차전지 개발도 본격화될 예정이다.

특히 전고체 배터리 분야에서는 현재 리튬이온전지의 안전성과 에너지 밀도 한계를 극복하기 위한 고안정성·고용량 소재 개발에 집중한다. 또한 나트륨 이온전지와 수계전지 등 비리튬계 이차전지 기술 개발을 병행해 리튬 의존도를 줄이고 원료 다변화를 추진할 계획이다.

정부는 이를 통해 고효율·고안정성 배터리 플랫폼을 선점하고 글로벌 경쟁에서 우위를 확보하겠다는 전략을 제시했다.

한편, 국내 ESS 시장에서도 큰 변화가 예고되고 있다. 산업통상자원부 전력거래소가 지난달 22일 공고한 ‘2025년 제1차 ESS 중앙계약시장 경쟁입찰’에 LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온 등 국내 배터리 3사가 참여할 것으로 알려졌다.

이번 ESS 프로젝트는 총 540MW 규모로, 2023년 제주에서 진행된 65MW 입찰 대비 8배 이상 확대된 것이다. 사업 범위도 제주 지역에서 전국으로 확장됐다.

주목할 점은 이번 프로젝트에서 리튬인산철(LFP) 배터리가 채택될 것으로 예상된다는 점이다. LFP 배터리는 에너지밀도가 상대적으로 낮지만 수명이 길고 안전성이 뛰어나 ESS용으로 적합하다는 평가를 받는다.

국내 배터리 3사는 각각 다른 전략으로 이번 입찰에 대응할 예정이다.

LG에너지솔루션은 현재 생산 라인 전환을 추진 중인 파우치형 LFP 배터리를 통해 입찰에 참여할 계획이다. 중국 난징 공장과 미국 홀랜드 공장에서 LFP 기반 ESS용 파우치 배터리 생산을 위한 준비를 진행하고 있다.

삼성SDI는 주력 제품인 각형 LFP 배터리로 대응할 예정이다. 현재 울산에 LFP 마더팩토리를 구축해 생산 역량 확보에 나서고 있으며, 장기적으로는 미국이나 헝가리 등 주요 생산거점의 라인 전환을 검토하고 있다.

SK온은 파우치형 LFP 배터리를 기반으로 대응할 가능성이 높지만, 일각에서는 각형 배터리 채택 가능성도 제기되고 있다. 현재 서산 공장에 LFP 마더팩토리를 추진 중이며, 입찰 결과에 따라 중국, 미국 등지 라인 일부 변경을 검토하고 있다.

이번 ESS 프로젝트는 전기차 시장 정체로 40% 내외로 떨어진 국내 배터리 업체들의 공장 가동률 개선에도 도움이 될 것으로 전망된다. 현재 전 세계에 가동하지 않는 유휴 라인이 많은 상황에서, 이를 개조·전환해 가동률을 높일 수 있는 기회가 될 수 있다.

기존 NCM(니켈-코발트-망간) 라인을 LFP로 전환하는 데는 전극 공정 내 공조 환경 일부 변경 등만 필요해 신규 투자 대비 비용 효율적이라는 장점도 있다.

업계 관계자는 “아직 실제 입찰이 이뤄진 단계는 아니지만 LG에너지솔루션, 삼성SDI가 대부분 수주하고 SK온이 일부를 받는 형태가 될 것으로 예상된다”며 “해당 수주가 시작되면 상당한 물량이 될 것”이라고 말했다.

한국은 2010년 중반 높은 배터리 산업 경쟁력을 바탕으로 ESS 대규모 확대를 추진했으나, ESS 화재 사고와 재생에너지 정책 논란 등으로 관련 규제를 강화하고 입찰을 축소한 바 있다.

최근 중국산 LFP 배터리 확산으로 국내 업계가 어려움을 겪는 가운데, 정부가 재생에너지 계통 안정성 구축과 국내 배터리 산업 지원을 위해 ESS 시장 확대를 결정한 것으로 분석된다.

정부의 차세대 배터리 R&D 투자와 국내 ESS 시장 확대가 맞물리면서, K-배터리가 중국 업체들과의 경쟁에서 기술적 우위를 확보하고 시장 점유율을 회복할 수 있을지 주목된다.

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