[공부용리포트] 2차전지, 전기차 투자자라면 꼭 봐야할 기초 개념 설명 보고서

 

IBK 투자증권_2차 전지_210524

'거인의 어깨'

 

 

 

입문 보고서로 아주 제격적인 듯합니다!

너무 친절하게 잘 쓰였어요ㅎㅎ

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① 2차 전지의 개념 & 분류

 

 

2차 전지란 한번 쓰고 버리는 1차 전지와 다르게 계속 충전하면서 사용할 수 있는 반영구적인 배터리를 말합니다.

2차 전지의 4대 구성요소는 양극(재), 음극(재), 전해액, 분리막입니다.

 

 

 

양극은 리튬을 기본 베이스로 하며 + 양극활 물질이 섞여서 만들어집니다. 음극은 흑연을 베이스로 만들어집니다. 양극과 음극 사이엔 분리막이 있어서 극이 서로 안 달라붙게 해 주고, 전해액이라는 액체가 차있어서, 이온 이동을 원활하게 해 줍니다. 이 양극과 음극에 전기 회로가 연결돼서 전기가 충전, 방전되는 방식입니다.




▶ 이때, ' 양극활 물질(양극재)을 무엇을 쓰냐'에 따라 LFP(리튬인산철) 배터리와 삼원계 배터리(NCA, NCM)로 나뉘게 됩니다.

 

 

 

LFP 배터리는 철이 포함된 양극재를 사용하며, 제조단가가 싸고 안전한 것이 특징입니다. 주로 LFP를 써왔으나 현재 들어선 니켈(N)과 코발트(C)를 섞은 양극재를 많이 사용하며 이를 NCA, NCM 등 삼원계 배터리라고 부릅니다. 삼원계 배터리는 에너지 밀도가 높아서 한 번에 충전되는 량이 많습니다.

위에 두 개 배터리는 모두 전해액이 필요한데, 아예 전해액 자체를 없애고 이를 고체로 대체하는 전고체 배터리라는 것도 있습니다. 전고체 배터리가 제일 신기술로 현재 파나소닉이라는 회사에서 개발 단계에 있습니다.




▶ 이렇게 분류되는 배터리 종류는 ' 어떤 형태로 만드느냐 ' 에 따라 다시 3가지(원통형, 파우치형, 각형) 타입으로 나뉘게 됩니다.

 

원통형은 가장 오래된 형태의 배터리로, 파나소닉에서 주로 생산하며 테슬라 전기차에 쓰이는 배터리입니다.

파우치형은 SK 이노베이션(이하 SKI)과 LG 에너지 솔루션(이하 LGES)에서 주로 생산하는 배터리로, 높은 에너지 밀도를 갖고 있고, 다양한 형태로 제조가 가능합니다.

각형은 삼성 SDI(이하 SDI)에서 주로 생산하는 배터리로, 외부 충격에 강하여 안전하고 대량생산이 용이하여 단가가 쌉니다.




▶ 이렇게 생산된 배터리들은 어느 분야에 쓰이게 될까요? 크게 3가지 분야가 있습니다.

EV(전기차), ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템), IT(스마트폰 등)

 

위 자료를 보시면 EV가 차지하는 부분이 가장 큰 것을 알 수 있습니다. 그래서 2차 전지 산업을 얘기할 땐 전기차 산업을 빼놓고 얘기할 수가 없습니다.

전기차 산업에 배터리가 어떻게 쓰이고 있는지 알아보겠습니다.

② 전기차 배터리 관련 주요 수치

 

통상 전기차에는 60 kWh 용량의 배터리가 탑재되며, 20년 기준 1 kWh당 배터리팩 가격은 $120 수준입니다. 따라서 전기차 1대당 배터리팩 가격은 대략 860만 원 수준으로 전기차 원가 중 대략 30%를 차지합니다. 전기차가 내연기관차 대비 가격 경쟁력을 가지려면 배터리팩 가격이 kWh당 $100 수준으로 내려와야 합니다. 이는 현재 예상치로 22~23년경 달성될 것으로 전망됩니다.

이러한 전기차 배터리 생산 캐파를 구축하기 위해서 1 GWh당 부지, 건물, 장비 모두를 포함하여 800~1000억 원이 소요됩니다. 배터리 1 GWh는 60 kWh급 순수 전기차 1.6만 대를 커버 가능한 숫자이며, 1 GWh로 발생 가능한 매출은 1,270억 원 수준입니다.

→ 위 표의 숫자는 외워두시면 좋을 것 같습니다!

 

③ 전기차 배터리 시장의 트렌드

 

전기차 배터리 시장의 메가트렌드는 현지화와 완성차 업체의 배터리 내재화입니다. 완성차 진영의 배터리 내재화는 주로 기존 배터리 진영과 JV 협력을 통해 진행되고, 이러한 JV 공장은 현지에 지어집니다. JV 협력을 통해 완성차 진영에서는 배터리의 안정적 수급을, 배터리 진영에서는 투자비 절감 및 안정적인 고객사 확보로 서로 win-win 하는 전략이 가능합니다.

결국, 배터리 시장은 앞으로 현지 생산 현지 조달의 현지 생태계 구축이 핵심이 될 것이며, 이에 따라 배터리 업체들에게 있어 현지 공장 보유 유무는 중장기적인 사업 수행을 위한 핵심 경쟁력으로 자리 잡게 될 것입니다.

참고하세요!

 

 

 

④ 전기차 배터리 시장분석 - 중국, 유럽, 미국

 

글로벌 완성차 시장은 크게 중국, 유럽 미국 3개 시장으로 나뉩니다.

1) 중국

 

중국은 글로벌 배터리 전체 생산 캐파 중 가장 많은 부분을 생산하고 있으며, 글로벌 전체 74%를 차지합니다.

따라서, 현재 중국 배터리 시장의 역내 수급 현황은 과잉공급 상황입니다.

중국 현지에 설치된 공장은 CATL을 비롯한 중국기업들이 80%, LGES를 비롯한 한국기업들이 20%를 차지하고 있습니다. 중국 시장에는 수십 개의 중국 내수 기업들이 난립해 있는 상황이며, 이 중 대표적인 기업은 CATL과 BYD입니다.

CATL과 BYD의 주력 배터리는 각형입니다. 또한, 중국은 LFP(리튬인산철) 배터리의 비중이 높습니다. CATL이 LFP 위주의 저가형 배터리를 많이 만들기 때문입니다.

 

→ 또한, 중국은 가장 큰 전기차 시장입니다.

현재 국내 3사(LGES, SDI, SKI) 모두 중국 현지에 배터리 공장을 보유하고 있으며, 20년 캐파 기준 각각 LGES(난징) 20 GWh, SDI(시안) 10 GWh, SKI(창저우) 17 GWh입니다.

 

2) 유럽

유럽의 배터리 수요는 글로벌 전체 수요의 1/3 수준입니다.

23년 까진 공급이 괜찮으나, 24년부터 공급 Shortage가 본격화될 것으로 전망됩니다.

→ 유럽 현지에 설치된 공장은 한국 기업들이 92%를 차지하고 있고, 국내 3사의 비중이 전체 중 69% 차지할 정도로 유럽에 한국 배터리 기업들의 진출은 가히 압도적입니다.

 

유럽 배터리 시장은 타입별로 파우치형이 비중이 높고, 삼원계 배터리(NCA/NCM)가 대부분을 차지하였습니다.
이는 우리나라의 SKI, LGES가 많이 진출해있기 때문입니다.

 

3) 미국

 

미국을 포함한 북미 시장은 중국, 유럽을 뒤이어 3대 자동차 시장입니다.

20년 미국의 전기차 배터리 시장은 21 GWh 규모이나, 배터리 시장 크기에 비해 현지의 배터리 공급은 절대적으로 부족한 상황입니다.

미국은 현재 리튬 배터리의 대다수를 수입에 의존하고 있습니다.

작년까지만 해도 파나소닉과의 합작공장(JV)으로 자체 배터리 캐파를 보유하고 있는 테슬라의 판매량이 미국 전체 전기차 시장의 절대다수였기 때문에 배터리 현지 수급 이슈가 대두되진 않았으나,

→ 반 테슬라 진영(포드, GM, 크라이슬러)의 전기차 판매량이 늘어남에 따라 현지에 합작공장을 건설하고 있는 LGES와 SKI 등 국내 업체들의 점유율이 늘어나게 될 것으로 전망하고 있습니다.

 

 

중국, 유럽, 미국 3개 지역 중에서 미국이 가장 전기차 전환이 늦습니다. 그러나 현재 바이든 정부가 들어오면서 친환경 정책으로 미국이 매우 가파르게 전기차 시장 성장이 일어날 것으로 예측되고 있습니다.

바이든 정부는 USMCA협정과 '바이 아메리칸' 정책 등을 강화하면서 자국 내 생산 능력 확보를 최우선 과제를 삼았고, 따라서 선제적인 현지 진출이 매우 중요해졌습니다.

이때, CATL과 같은 중국 기업들은 대중 무역제제로 인해 미국 진출이 어려울 것으로 예상되고, 일본의 파나소닉은 자국의 도요타와 JV 협력을 강화하며 미국 진출에 크게 투자를 하지 않고 있습니다.

반면 한국 업체들의 미국 현지 진출은 매우 적극적인 상황이며, 미국 배터리 시장은 한국 업체들의 무대가 될 공산이 큽니다.

이에 따라 22년이면 한국 업체들의 미국 현지 배터리 설치 캐파는 기존 최대였던 파나소닉을 넘어서고 현지 캐파의 55%를 차지할 것으로 전망됩니다. 25년엔 70%까지 확대됩니다.

 

기술력으로 보아도, CATL은 생산 캐파는 높으나 주로 저가형의 LFP 배터리만 생산하므로 중국 밖의 글로벌 시장을 상대로는 크게 경쟁력이 없습니다. 반면, 국내 3사는 삼원계 배터리를 주력으로 기술력이 우위에 있어 경쟁력에서 유리합니다.


▶ 따라서, 국내 배터리 3사는 유럽시장에서의 기존 점유율을 공고히 다져가는 와중에 추가 업사이드로 미국 시장을 적극적으로 공략하면 세계 1위 자리를 유지할 수 있습니다.

2차전지_210524_거인의 어깨.pdf

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