[더구루=김도담 기자] '내연기관 자동차 가격대의 전기차, 수명 7배 늘린 배터리, 배터리 파트너십 확대….'
테슬라의 연례 주주행사이자 전기차와 배터리 신기술의 향연인 '배터리 데이'가 하루 앞으로 다가왔다. 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)와 테슬라의 최고기술책임자(CTO) 드루 바글리노(Drew Baglino)는 미국 서부시간 기준 22일 오후 1시반부터, 한국시간으로 23일 오전 5시반부터 배터리 데이에서 발표한다.
'배터리 데이' 발표 내용은 극비이지만 머스크는 이미 수개월 전부터 '힌트'를 제시해 왔고 최근 테슬라 주가가 이 같은 기대감에 출렁이기도 했다. 주주들은 테슬라가 이날 전기차를 쏟아내고 있는 경쟁사를 압도할 만한 혁신을 보여줄 것을 기대하고 있다.
전문가들은 머스크가 이 자리에서 테슬라 수요 전망과 독일 베를린, 미국 텍사스 주 오스틴 신공장 건설 일정을 공유할 전망이다. 그러나 최대 관심사는 행사 이름에서 볼 수 있듯 배터리 부문의 혁신이다. 배터리는 전기차에서 가장 비싼 부품인 만큼 아주 사소한 변화라도 회사나 차량에는 혁신을 불러 일으킬 수 있다.
다음은 전문가들이 머스크가 이날 발표하리라고 전망한 일곱 가지 혁신 기술이다.
1. 내연기관 자동차 가격대의 전기차
머스크가 이날 내연기관 자동차와 동일한 가격대의 전기차 양산을 선언하리란 전망이 나온다.
미국 카네기 멜론 대학 배터리 전문가 벤칸 비스와나탄(Venkat Viswanathan)은 머스크가 이 자리에서 배터리 가격을 1킬로와트시(㎾h)당 100달러 미만으로 낮췄다는 발표를 할 수 있다고 전망했다. 미국 신에너지 전문 연구소 블룸버그 뉴 에너지 파이낸스(NEF)의 에너지 저장 총괄 담당자 제임스 프리스(James Frith) 역시 테슬라가 2025년까지 배터리 가격을 1㎾h당 80달러까지 낮출 것이라고 전망했다.
미국 에너지청은 10년 전 당시 1㎾h당 1000달러(약 116만원) 이상이던 배터리 팩 가격을 10분의 1 수준인 100달러로 낮춘다는 목표를 설정했다. 이렇게 되면 전기차가 내연기관 엔진을 단 기존 자동차와 동일한 가격이 된다는 계산이었다. 이른바 '코스트 패러티(Cost Parity)'다.
미국 콜로라도 주 볼더의 에너지 저장 전문 컨설팅 회사 카린 에라(Cairn ERA)의 상무이사 샘 쟈피(Sam Jaffe)는 "테슬라가 하고 있는 많은 작업은 새로운 배터리나 완전히 혁신적인 구조가 아니라 배터리를 더 싸게 만드는 것"이라며 "테슬라의 연구가 성공한다면 2만5000달러(약 2900만원)짜리 전기차도 만들 수 있다"고 말했다.
2. 에너지 밀도 극대화
전기차 배터리 내 에너지 밀도를 극대화하는 신기술을 선보일 가능성도 있다. 테슬라가 더 저렴한 배터리를 만들 수 있는 이유는 더 적은 소재를 들여 더 적은 부피로 배터리 팩을 만들기 때문이다. 차량 크기는 유지하면서 한 번 충전으로 더 멀리 갈 수 있도록 한 것이다. 테슬라의 최고급 전기차 '모델S'가 한 번 충전으로 400마일(약 640㎞)을 갈 수 있는 비결이다. 현존하는 양산 전기차 중 최장 주행거리다.
블룸버그 NEF의 제임스 프리스에 따르면 현재 가장 진보한 형태의 배터리는 테슬라의 양산형 전기차 '모델3'로 1㎏당 250와트시(wh)의 에너지 밀도를 자랑하는데 2025년이면 다시 1.6배 늘어난 1㎏당 400wh까지 밀도가 높아질 수 있다고 전망했다.
3. 전극의 혁신
테슬라가 지난해(2019년) 맥스웰 테크놀로지스(Maxwell Technologies)를 인수한 걸 근거로 배터리 핵심 구성요소 부문에서 혁신을 보여주리란 전망도 있다.
미국 투자은행 오펜하이머의 선임 분석가 콜린 루스(Colin Rusch)는 테슬라가 맥스웰을 인수하면서 기존 습식 전극 대신 건식 전극 기술을 확보했다고 분석했다. 건식 전극 기술은 배터리 셀 제조 공정에 필요한 에너지와 공간, 비용을 획기적으로 줄여줄 수 있다.
배터리의 3대 핵심 구성요소는 두 전극(양극, 음극)과 두 전극 사이의 전하 이동을 돕는 전해질이다. 결국 배터리가 얼마나 낮은 비용에 얼마나 많은 에너지를 저장하느냐는 이들 구성요소에 달린 것이다.
테슬라가 지난해 맥스웰과 함께 캐나다 장비 제조사 하이바 시스템즈(Hibar Systems)을 인수한 것도 이 같은 전망을 뒷받침한다.
다만, 테슬라가 이 같은 기술을 확보했더라도 쉽사리 배터리를 직접 생산하는 건 쉽지 않다는 게 전문가의 전망이다.
미국 투자은행 코웬의 애널리스트 제프 오스본(Jeff Osborne)은 "제조업 진출은 장기적으로 (투자자에게) 배당을 늘려줄 순 있겠지만 자본집약적이고 위험한 측면이 있다"며 "테슬라가 파나소닉이나 컨템퍼래리 암페렉스 테크놀로지, LG화학 등 기존 배터리 협력사에서 벗어나 자체 배터리 생산을 발표할 가능성은 낮을 것"이라고 전망했다.
4. 탈 코발트화
탈 코발트 계획을 발표할 가능성도 있다. 코발트는 전기차 배터리의 핵심 광물이지만 비싼데다 윤리적 문제도 있다. 코발트 주 생산지인 콩고 광산이 아이들을 고용하거나 환경 규범을 어기는 등의 문제가 있는 것으로 알려져 있기 때문이다.
머스크는 일찌감치 자사 전기차 배터리 내 코발트 사용을 줄이겠다는 의지를 피력해 왔다. 테슬라에 니켈 코발트 알루미늄(NCA) 배터리 셀을 공급하는 파나소닉도 이에 호응하듯 2~3년 내 코발트 없는 배터리 셀을 상용화할 계획이라고 발표했었다.
중국 배터리 회사 CATL은 이미 더 낮은 가격에 코발트가 없는 리튬 이온 인산염 배터리를 테슬라에 공급하고 있지만 NCA 배터리보다 에너지 밀도가 낮은 단점을 극복하진 못했다.
5. 실리콘 함량 확대
배터리 핵심 구성요소 중 하나인 양극에 실리콘 함량을 확대해 에너지 밀도를 높이는 신기술을 발표할 가능성도 있다.
실리콘은 리튬 친화적이어서 양극에 실리콘이 많이 들어갈수록 배터리의 에너지 밀도는 더 높아진다.
블룸버그 NEF의 제임스 프리스는 일론 머스크가 이 자리에서 테슬라가 흑연 양극에 투입하는 실리콘의 양을 늘릴 방법을 찾았다고 발표할 가능성도 있다고 점쳤다. 일론 머스크는 앞서 테슬라가 배터리 핵심 구성요소인 양극에 실리콘을 포함한 흑연을 섞는다는 언급을 했었다.
프리스는 다만 흑연을 배제한 완전한 실리콘 양극 활용은 시기상조라고 봤다. 전기차에 상용화하기까지 최소 수년이 걸리는 만큼 이번에 이를 발표할 가능성은 낮다는 것이다.
6. 수명 160만㎞의 차세대 배터리
테슬라가 수명이 100만마일(약 160만㎞) 혹은 2만번 충·방전할 수 있는 수명의 차세대 배터리를 선보이리란 전망도 나온다. 중국 배터리 회사 CATL은 이미 앞서 이를 발표했다. 테슬라는 현재 배터리에 대해 15만마일(약 24만㎞) 혹은 8년까지 제품 보증을 하고 있는 만큼 수명이 7배 남짓 늘어나는 셈이다.
'수명 100만마일 배터리'라고 하더라도 다른 부품의 수명 때문에 차량 보증기간을 현재보다 7배 늘리긴 어렵겠지만 자가용보다 주행거리가 긴 자율주행 택시 등 법인차를 상용화하는 데는 큰 도움을 줄 수 있다.
코웬의 제프 오스본은 "이렇게 된다면 테슬라의 전기차가 전력망과 연결돼 재생에너지로 만든 잉여 전력을 사용하거나 교통 인프라의 전력 수요를 줄이는 것도 가능할 수 있다"고 분석했다.
7. 파트너십 전환
배터리 부문의 파트너십에 변화를 줄 것이란 전망도 나온다. 테슬라의 가장 오랜 파트너는 파나소닉이다. 두 회사는 네바다 주 리노 외곽에 대규모 배터리 공장을 공동 운영하고 있다. 파나소닉이 배터리 셀을 만들면 테슬라가 수천 개의 셀을 한 데 묶은 배터리 팩을 만들어 차량에 집어넣고 있다.
일론 머스크는 그러나 핵심 부품을 하나의 공급사에 의존할 생각이 없다는 점을 분명해 해왔다. 테슬라는 이미 파나소닉보다 규모는 작지만 중국 CATL과 한국 LG화학과도 손잡았다. 테슬라는 현재 독일 베를린과 미국 텍사스 주 오스틴에 새 전기차 공장을 짓고 있기 때문에 이곳에 배터리를 공급할 협력사를 확정 발표할 수 있다.
테슬라는 전기차용 배터리 외에도 전력망을 위한 배터리(에너지 저장장치) '메가팩(Megapack)'도 판매하고 있는 만큼 자동차용 배터리 주 공급사와 전력망용 배터리 주 공급사를 달리 할 가능성도 있다.
오펜하이머의 콜린 루스는 "(이번 행사 때) 파나소닉이나 CATL 같은 배터리 셀 파트너십의 업데이트가 이뤄질 수 있다"며 "전기차나 전력망에서의 수요 증가를 고려했을 때 테슬라는 추가적인 배터리 공급사와 밀접한 관계를 맺을 수 있을 것"이라고 전망했다.
