소듐 배터리 = 나트륨 배터리 = 소금 배터리 경쟁력과 한국 배터리 산업의 미래 전략 | Sodium ion battery

SIB(소듐 이온 배터리, Sodium Ion Battery) 기술의 급부상은 이제 배터리 산업의 또 다른 글로벌 경쟁 포인트가 되고 있다. 최근 국내 배터리 업계에서 리튬인산철(LFP)이 맹렬히 추진되던 분위기에서 LFP가 자리를 잡고 나니, 이제는 나트륨 배터리로의 새로운 전환이 각 기업의 핵심 이슈로 부상하고 있는 상황이다. 과거 삼원계(니켈·코발트·망간, NCM, NCA 등) 중심에서 LFP로 급변했던 흐름을 경험한 만큼, 이번에는 한 번 더 놓치지 않겠다는 의지와 고민이 눈에 띈다. 본문에서는 국내외 SIB 관련 뉴스와 시장 전망을 분석하고, 이와 연계된 정책·산업적 시사점을 집중적으로 알아보려고 합니다.

국내외 배터리 산업의 변곡점

배터리 산업, 특히 에너지저장장치(ESS)와 전기차(EV)용 배터리 분야는 단기간에 놀라운 변화를 거듭해 왔다. 2020년 전후로 내연기관에서 전기차로의 패러다임 전환이 촉발되면서, 배터리 소재의 전환에도 민감하게 반응했다. 한국 기업들은 삼원계 배터리, 즉 고에너지·고성능 모델 위주로 생산역량을 집중했지만, 2020년대 들어서면서 LFP, 소위 ‘리스크 없이 값싸고 안전한 배터리’의 수요가 폭증했다. 전기차, 버스, 트럭, ESS 등 다양한 미래형 산업에서 가격 경쟁력과 안전성, 그리고 리튬 소재의 공급 불안을 줄여 줄 ‘차세대 배터리’로서 LFP에 대한 관심이 급증한 것이다.

현재는 국내 주요 배터리 업체 대부분이 LFP 라인업을 보유하거나 개발 중이며, 소재 기업들도 자체 플랜트 증설과 신제품 개발에 박차를 가하고 있다. 이는 “늦었지만 중국과 격차를 줄이겠다”는 국내 배터리 산업의 의지로 해석된다. 실제로 올해부터는 LFP 사업화가 본격화되었고, 신규 수주 물량에서도 LFP 제품이 꾸준히 확보되고 있다.

SIB의 대두와 글로벌 전략

이제는 LFP의 대세가 된 것도 잠시, 최근 유럽·미국·중국 등 글로벌 시장과 업계에서는 나트륨 이온 배터리(SIB) 개발 및 공급망 구축이 핵심 화두로 떠오르고 있다. 리튬 가격의 변동성, 수급 불안, 환경적 압박, 정책 리스크를 타파할 수 있다는 실용성을 바탕으로, 삼원계-리튬철계와는 또 다른 ‘제3의 길’로 주목받는 것이다.

캐트린 에벅 우드맥핀지(Wood Mackenzie)의 2024년 보고서 등에 따르면, SIB는 2030년까지 최대 100GWh(기가와트시) 시장을 형성할 것으로 전망되며, 저가 전기차와 ESS 중심으로 경쟁력을 확보할 것으로 내다봤다. 시장 형성의 속도와 규모는 중국 베이스드의 동향에 의존적이며, 중국은 2025~2030년 사이에 SIB 관련 생산설비를 대거 늘릴 계획이다. 이전 LFP 열풍의 주역이 중국이었던 만큼, SIB에서도 같은 흐름이 반복될 가능성이 크다.

국내 기업들도 이제 삼원계의 독주, LFP의 난립에서 벗어나 SIB에 집중하는 등 산업 경쟁력을 고차원으로 유지하기 위한 준비를 서두르고 있다. SK온, LG에너지솔루션, 삼성SDI 등은 이미 소듐 이온 배터리 전용 연구조직을 신설하거나, 소듐계 소재 개발에 내부 역량을 집중하고 있다. 정부 역시 2024년 이후 SIB 진입을 국책사업 차원에서 지원할 계획임을 밝혔다.

SIB의 기술적 특성과 시장 대응

리튬 이온 배터리(중점은 니켈, 코발트, 망간이 들어간 삼원계와 철, 인산염이 들어간 LFP)가 에너지 밀도와 성능, 하이엔드 자동차·가전·IT 등 프리미엄 시장에서 우위를 점했다면, SIB는 이와는 완전히 다른 논리가 적용된다. 리튬이 아닌 나트륨(Na)을 주 양극소재로 삼는 구조로, 천연자원 풍부, 가격 안정, 기후변화 대응, 친환경성, 공급망 회복성(resilience) 등 미래형 배터리산업의 오더를 충족한다는 평가를 받는다.

그러나 SIB의 에너지 밀도는 리튬 이온 배터리 대비 평균 70~80% 수준밖에 되지 않는다. 그럼에도 불구하고, ‘비필수적’ 성능을 요구하지 않는 저가형 전기차, 2륜차, ESS, 기저발전용, 스마트팜, 정수사업 등에서는 가격, 안정성, 발화 위험 저감이라는 장점을 부각시킬 수 있다. 실제로 중국 BYD, CATL, 유럽과 미국의 스타트업들은 SIB의 상용화와 양산 체제를 본격화하고 있다.

이 같은 환경에서 ‘소규모·저가형’ 일부 시장은 SIB가 완전히 새로운 선택지로 동정될 가능성이 높아졌다. 한편, 글로벌 자동차 OEM과 에너지 허브(구축·운영·컨설팅·모니터링)들은 여러 배터리 플랫폼을 동시에 구비하고 있지만, SIB는 일종의 ‘리튬 프리미엄 트랩’(Lithium premium trap)에 대응하는 대표적인 솔루션으로 부상할 수 있다.

한국 산업과 정부의 반응

한국 정부와 산업계의 반응은 “과거에 배운 교훈을 잊지 않겠다”는 데 집중되어 있다. 리튬 소재 위기, 중국의 시장 주도, 미중 갈등 등은 이미 체감한 이슈다. 지난 LFP 열풍 때 삼원계와 LFP 사이의 속도 조절에 미흡했던 점을 반성하며, 이번에는 SIB로의 진입 타이밍을 선제적으로 포착하겠다는 의지다.

KETEP(한국에너지기술평가원) 등 정부 산하기관은 2025년 이후 SIB 개발사업을 본격화하고, 중소·중견 소재기업, R&D 선두주자, 대형 셀업체와의 체계적인 연합체 구성을 논의 중이다. 이와 함께, 중국 등 글로벌 리더들과 표준·특허, 공급망 신뢰 구축 등에서 협력할 가능성도 모색 중이다.

한편, 산업 현장에선 여전히 다양한 논쟁점이 남아 있다. SIB의 실질적 상용화 시점, 에너지 밀도 한계 극복 가능성, 고령 분산(aging dispersion) 등 양산 기술적 과제, 그리고 지배적 플레이어(중국, 인도, 유럽 스타트업)와의 생태계 경쟁이 피할 수 없는 현실이기 때문이다.

글로벌 사례와 협력 전략

중국 기업 BYD, CATL, Envision AESC, 유럽의 Faradion, 미국의 Natron Energy 등은 SIB와 리튬프리(Li-free) 배터리 도입 사례를 빠르게 늘리고 있다. 특히 CATL은 전기트럭, 버스, ESS, 스마트그리드 계통 등 실증 사업을 확대하며, 2023년 공식 발표를 통해 “네트워크 구축과 공급망 안정화를 통해 SIB 시대를 선도하겠다”는 강한 의지를 드러냈다. 이들 기업은 대규모 투자와 글로벌 M&A를 통한 시장 장악, 정부와의 밀착, 탄소중립 논리에 대응하는 친환경 포지셔닝에 나서고 있다.

한국 기업 역시 현 시점에서 삼원계, LFP, SIB를 모두 R&D 포트폴리오에 두고, 시장 수요와 기술 진보 속도에 맞춰 유연하게 대응하는 전략을 구사해야 할 것이다. 삼성SDI의 사내 벤처 ‘SMG(소듐 머티리얼 그루)’ 등은 이미 국제 표준 논의에 참여하며, SIB 소재 특허 일부를 선점하는 등 초기 경쟁구도 차원에서 역량 강화 중이다.

정책적 시사점과 추진 과제

정부의 지원이 없이는 SIB 산업의 글로벌 경쟁력 확보가 어렵다는 점은 LFP 교훈에서도 입증된 바다. 따라서 산업부, 환경부 등 관계부처는 표준화, 대폭적인 R&D 투자, 인증 기준 마련, 인프라 구축(충전소, 스마트그리드 등)에 동반 투자해야 한다. 아울러 대학, 정부출연연구기관, 민간기업, 국제기구와의 협력 네트워크를 공고히 하여, 기술 간 융합·혁신을 촉진해야 할 것이다.

SIB 소재는 리튬, 코발트 등 희토류 의존도 완화 효과가 분명하다. 또한, 스마트시티, 분산에너지, 기후위기 대응 차원에서 미래 에너지산업의 제2의 도약점이 될 수 있다. 다만, 아직까지는 에너지 밀도·수명·공정비용 등은 극복해야 할 숙제로 남아 있다.

결론

한국 배터리 산업은 삼원계-리튬철계-소듐계로 진화하는 도미노에서 한 번 더 놓치지 않으려 노력 중이다. SIB의 상용화 성공 여부는 결국 기술혁신 속도와 생태계 연합의 힘, 그리고 정부의 전략적 지원에 달려 있다. 모든 기회는 선점자의 손에 쥐어진다. 한국을 비롯한 주요 선진국은 이제 ‘배터리, 그것이 알고 싶다’는 구호를 넘어, 실제로 행동의 시대를 맞이하고 있다.

---