연합뉴스전기차 캐즘(일시적 수요 정체) 여파로 배터리 기업들의 고민이 깊어지는 가운데 휴머노이드 로봇이 차세대 성장 동력으로 주목 받고 있다. ESS(에너지저장장치)가 대안으로 거론됐지만, 저가형 LFP(리튬·인산·철) 배터리를 앞세운 중국 업체들이 시장을 상당 부분 잠식하면서, 국내 업계에서는 로봇에 들어가는 고성능 이차전지가 새로운 돌파구가 될 수 있다는 기대감도 크다.
다만 2050년까지 로봇용 배터리 시장이 5조 달러 규모로 확장할 수 있다는 장밋빛 전망 속에서도, 전기차 만큼 주요 성장 동력이 될 수 있을지에 대한 물음표도 적지 않다.
배터리 업계에 로봇은 '황금알 낳는 거위'?
로봇용 배터리는 전기차나 ESS보다 제한된 공간에서 더 큰 에너지를 내야 하는 만큼 고출력·고에너지밀도 배터리가 필수다. 특히 휴머노이드 로봇에는 '작지만 힘 좋은' 배터리가 요구되는 만큼 하이니켈 원통형 배터리가 주로 쓰이고 있으며, 높은 에너지 밀도와 안전성을 갖춘 차세대 전고체 배터리가 널리 탑재될 것으로 예상된다. 중국이 가격 공세를 펼쳤던 LFP 배터리보다 높은 기술력이 필요한 제품들이라 국내 배터리사에 유리하다는 평가다.
증권가에서는 로봇용 전고체 배터리 시장을 새로운 '고마진 시장'으로 바라보는 분위기다. kWh(킬로와트시)당 600~800달러 수준의 높은 단가가 추정되면서 전기차(EV)용 배터리 대비 5~8배 높은 수익성을 기대할 수 있기 때문이다. 통상 EV용 배터리는 kWh당 100~150달러 수준이다. 모건스탠리가 2050년 휴머노이드 시장 규모를 5조 달러로 추산한 것도 이러한 고부가가치 제품 확대 가능성을 반영한 전망으로 풀이된다.
반면 배터리 기업들에게 로봇이 '완벽한 구원투수'가 되기는 어렵다는 회의론도 적지 않다. 단가가 높더라도 로봇 한 대에 들어가는 배터리 용량 자체가 작아 전체 수요가 제한적일 것이라는 분석이 깔려있다.
LS증권은 로봇 1대당 평균 배터리 용량이 1.67kWh로, 전기차 1대(66kWh)의 약 2.5% 수준에 불과하다고 분석했다. 테슬라 옵티머스는 2.3kWh, 현대차 아틀라스는 3.7kWh로 알려졌다.
로봇향 배터리 수요는 2030년 약 12.8GWh 규모로 추정되는데, 이는 전체 배터리 시장의 0.5%에 불과하다는 분석도 나온다. 로봇의 확산은 배터리 신규 수요 창출 측면에서는 긍정적이지만 EV·ESS 만큼의 이익을 가져다주기는 어렵다는 것이다.
장영재 카이스트 산업시스템공학과 교수는 "로봇용 배터리 시장이 커질 것은 분명하지만, 과거 전기차처럼 엄청난 물량을 요구하지는 않을 것"이라며 "로봇은 무선 충전 등으로 운용 방식이 달라 대용량 배터리가 필수적이지 않다"고 설명했다.
전고체도 중국이 선점할라…초격차 기술 개발 시급
로봇용 배터리 시장이 새로운 성장 영역으로 떠오르면서 국내 배터리 3사(삼성SDI·LG에너지솔루션·SK온)도 전고체 배터리 개발에 속도를 내고 있다.
삼성SDI는 2023년 3월 전고체 파일럿 라인을 구축한 뒤 고객사 샘플 공급과 테스트를 진행 중이다. 내년 하반기 양산을 목표로 900Wh/L급 황화물계 전고체 배터리를 개발하고 있다.
SK온도 지난해 9월 전고체 파일럿 플랜트를 준공했으며, 상용화 목표 시점을 2030년에서 2029년으로 앞당겼다. 800Wh/L급 전고체 배터리를 개발 중이며 장기적으로는 1천Wh/L 달성을 추진하고 있다.
LG에너지솔루션은 황화물계 전고체 배터리 상용화 목표를 2030년으로 제시했다. 파일럿 라인을 가동 중이며 2028년에는 800Wh/L급 고분자계 전고체 배터리를 먼저 선보일 계획이다.
다만 중국의 움직임도 심상찮다. 중국 완성차 업체들이 전고체 배터리 적용 계획을 잇따라 내놓으면서, 국내 배터리사의 기술 선점이 마냥 쉽지는 않을 것이라는 전망도 있다.
체리자동차는 올해 안에 전고체 배터리를 적용한 전기차를 출시하겠다고 밝혔고, BYD 역시 2027년 일부 모델 적용 이후 2030년 이후 대규모 적용을 목표로 하고 있다.
권오민 한양대 배터리소재화학공학과 교수는 "단가를 낮추는 기술 개발이 현실적으로 가장 큰 과제"라며 "리튬이온 전지가 발전하는 속도보다 더 빠르게 저가화에 성공해야 시장 진입이 가능할 것"이라고 강조했다.