안녕하세요. 내일의 그래프입니다.
오늘은 첫번째로, 테슬라의 장기적인 배터리전략과 리튬채굴회사 인수 가능성 그리고 두번째로 인수가능한 후보로 언급이 되었던 Lithium Americas라는 회사에 대해서 조금 깊게 살펴볼까 합니다.
테슬라 배터리데이가 다가오고 있습니다. 테슬라는 정기적으로 연간 2,3회의 배터리 데이를 개최하는데, 이는 일종의 테슬라 투자자 설명회인 동시에 신기술이 공개되는 자리이기도 합니다. 이번에 가장 관심을 끄는 것은 테슬라의 자체 배터리 사업 진출입니다.
1) 우선 프로젝트명 '로드러너'의 청사진을 공개할 것으로 보입니다. 테슬라는 로드러너라는 프로젝트를 통해 내연기관 원가와 동등한 수준의, 저렴한 가격의 배터리를 대량으로 생산하겠다는 목표를 가지고 있습니다. 테슬라가 공개할 배터리가 기존 21700 배터리 셀과 동일한 원통형인데, 킬로와트시당 100달러 수준까지 떨어질지가 관심입니다. 지난해 전기차용 배터리팩 평균 가격은 kWh 당 156달러였습니다. 그리고 배터리의 수명이 100만 마일(약 160만 km)의 수명을 가질지도 관심입니다. 현재 전기차에 장착되는 배터리의 수명은 10만(16만km)에서 20만(32만km)마일 수준입니다. 만약, 신형 배터리가 100만 마일 수명을 가지고 kWh 당 100달러 수준으로 나온다면 굳이 보조금을 받지 않고도 동급 내연기관 차량과 제조원가가 엇비슷해지기 때문에 동급 내연기관차량과도 직접 경쟁이 가능해질 수 있습니다.
2) 두번째는, 테슬라가 자체 배터리 공장인 테라팩토리에 대한 추가 정보를 공개할 가능성도 있습니다. 테슬라는 세계 3위권인 중국 CATL과 공동 개발한 보급형 배터리를 생산하고 있습니다. 또 파나소닉과 50대 50 합작한 회사인 네바다주의 배터리 생산 시설인 기가팩토리를 운영하고 있씁니다. 배터리 생산 연간 캐파는 배터리셀 기준 35GWh, 배터리팩 기준 50GWh입니다. 테라팩토리는 이보다 큰 배터리 셀 기준 30배, 배터리팩 기준 20배 규모의 공장입니다. 테슬라는 베를린 공장과 상해 공장이 완전히 가동되면 연간 134만대의 전기차를 생산할 계획을 발표한 바 있는데, 이르면 2022년입니다. 이 때 필요한 배터리팩의 용량은 연간 178.4GWh입니다. 테슬라가 테라팩토리 건설을 서두르는 이유입니다.
3) 초미의 관심은 그렇다면, 테슬라가 직접 "셀" 생산에 나설까 하는 점입니다. 차량 1대에 들어가는 셀의 양이 엄청난데, 모델S 기준으로 보면 차량 1대당 444개의 셀로 이루어진 16개의 모듈, 즉 7,104개나 되는 배터리셀이 들어갑니다. 2004년부터 테슬라는 배터리팩을 직접 연구하고 제조했었습니다. 당시에는 노트북으로 사용되던 원통형 배터리를 가지고 전기차 배터리팩을 만들 수 있는 제조사가 없었기 때문입니다. 그래서 테슬라 CTO인 JB 스트로벨이 직접 맨바닥에서부터 부딪히며 결국 테슬라는 원통형 배터리팩 제조에 대한 독자적인 노하우를 쌓아올렸습니다.
<그러면 왜 셀 제작까지 직접 하려고 하는 것일까요?>
1) 문제는 이런 핵심 부품인 배터리가 굉장히 부족합니다.
배터리는 전기차의 원가와 성능을 좌지우지하는 핵심 부품입니다. 배터리가격은 자동차 원가의 무려 40%에 달하는비중을 차지하면서 동시에 주행거리, 충전 속도, 제로백 등의 성능이 결정됩니다. 현재 생산 중인 모델 S, 3, X, Y외에 사전주문을 받은 사이버트럭의 물량까지 동시에 생산하게 되면 테슬라는 연간 118GWh의 배터리를 필요로 하게 됩니다. 그런데 2019년 생산된 총 전기차 배터리의 생산량은 116.7GWh입니다. 지속적으로 배터리 공급 부족 이슈에 시달릴 수 밖에 없습니다. 물론 배터리 업체들이 생산 증설에 나서고는 있긴 하지만, 전 자동차업계가 전기차 비중을 늘리고 있는 점을 감안한다면, 배터리가 부족해질 수도 있고 배터리 제조사들의 입김이 강해져서 테슬라가 을의 위치에 몰릴 수도 있습니다.
2) 두번째 이유는 테슬라가 배터리 가격이 더 저렴해지기를 바라고 있습니다.
전기차 원가의 40% 가량을 차지하는 배터리는 전체 전기차 가격을 결정하는 핵심 변수입니다. 작년 말 기준 배터리가격은 1킬로와트시당 156달러였습니다. 올해 전기차 시장이 주목하는 숫자는 100달러입니다. 동급 내연기관 차와 엇비슷한 가격에 전기차를 팔 수 있는 분기점으로 킬로와트시 당 100달러의 배터리팩 가격을 꼽고 있습니다. 이렇게되면 전기차 판매량이 급증할 수 있는 모멘텀을 확보하게 됩니다. 그 전략으로 배터리에서 코발트 비중을 최소화하려고 할 수도 있습니다. 6월 8일 테슬라가 발표한 임팩트 보고서에서는 배터리의 핵심원료 중 하나인 코발트를 제거한 코발트 제로 배터리를 생산할 계획이라고 밝혔습니다. 전기차에 들어가는 리튬이온 배터리는 주로 니켈, 코발트, 망간(NCM)을 원재료로 한 양극재를 쓰는데, 이 가운데 가장 가격이 비싸고 구하기 어려운 코발트의 비중을 낮춰 가격 경쟁력을 확보한다는 전략입니다. 런던금속거래소에서 6월 기준 코발트 현물가격은 톤당 29,000 달러로 니켈의 2.5배, 망간의 25배에 달합니다. 이런 와중에 세계 코발트 무량의 60% 이상을 생산하는 콩고 민주 공화국이 올해초부터 코발트 시장에 대한 국가 독점을 강화하면서 공급난은 더욱 심화될 전망입니다. 목표는 압도적인 대량생산을 통한 고정비 개선입니다.
3) 세번째 이유는 테슬라가 배터리를 더 잘 만들 수도 있습니다.
지금까지 테슬라가 배터리에 투자한 연혁을 살펴보면, 배터리 연구/제조업체인 맥스웰 테크놀로지, 하이바시스템즈를 인수했고, 캐나다의 배터리 전문가 제프 단 교수와 제휴를 맺었습니다. Jeff Dahn 박사와는 2016년에 고에너지밀도, 장수명, 저비용 리튬 배터리 개발과 관련해 5년갂 배터리 기술 제휴 계약을 맺은 바 있습니다. 몇달 전부터 배터리 엔지니어를 지속적으로 채용해 왔습니다. 최근에 테슬라는 배터리 개발업체 실리온을 인수했는데, 이 회사는 니켈 음극과 실리콘 양극 조합을 연구해 왔던 회사입니다. 지난달 일론머스크는 트윗을 통해 니켈 음극, 실리콘 양극 조합이 굉장히 잘 작동한다는 트윗을 올렸는데, 이는 더욱 테슬라가 직접 셀 개발에 집중하고 있음을 간접적으로 보여줍니다 .
<최근에 있었던 몇가지 사건을 살펴보면, 이러한 주장을 더욱 뒷받침합니다.>
로드러너 프로젝트는 프레몬 지역 카토 로드에 있습니다.
원래 소규모 배터리 제조 시설로 등록이 되었는데, 최근에 시에 제조 시설 확장을 신청했다고 합니다. 확장 공사는대략 3개월 정도 소요되고 총 470명의 인력이 24시간 동안 쉬프트로 100명씩 근무를 할 것이라고 합니다. 바로 대규모 공장으로 가는 것은 아니지만, 소규모 생산시설을 만들어서 시제품을 만드려고 하는 것이 아닌지 궁금합니다. 또 공장에서 사용될 독성물질도 신고했는데, 대부분 배터리 셀 제작에 필요한 항목들이라고 합니다.
특히 5월에 신청한 특허에서는 테슬라가 직접 배터리 셀 제작을 진행하고 있다는 사실을 간접적으로 암시하는데, 특허의 제목은 Cell With A Tabless Electrode로 태블리스 배터리에 대한 이야기도 나오고 있습니다. 테슬라가 개발한 특허는 배터리 셀의 내부 저항과 생산 비용을 줄인 것이 핵심입니다. 통상 배터리는 양극재와 음극재, 분리막 등 배터리 소재를 돌돌 만 조합물인 '젤리롤'이 들어갑니다.
만약 테슬라가 직접 셀을 생산한다면, 여러 함의가 있겠지만, 리튬을 더 효율적으로 조달할 필요성이 생기고 궁극적으로는 리튬채광회사를 인수할 가능성도 제기되었습니다. 절대로 오피셜 한 내용은 아니지만, 여러가지 이유를 고려할때 가능성은 있을 것 같습니다. 이 유튜브 영상에서도 이러한 취지의 내용이 제기되기도 했는데, 한번 살펴보시면 좋을 것 같습니다.
<직접 리튬회사를 인수할 가능성>
1. 미국 회사를 원했다: 첫번째 이유는, 지속적으로 제기되어 온 내용이기는 하지만, 미국에서는 중국의 자원무기화에 대한 우려가 많습니다. 특히, 중국이 EV공급밸류체인을 지배하고 있다는 내용도 나오고, 세계에서 2/3의 리튬 배터리를 생산한다는 우려도 나옵니다. 이에 따라 작년 워싱턴에서는 각 분야에서 전문가들이 모여서 회견도 진행을 했고 참석했던 테슬라의 구매쪽 대표도 이러한 우려를 제기했다고 합니다. 그렇기 떄문에 미국회사와의 협업 가능성도 있고, 이게 조금 더 이어지면, 미국내 광산을 보유한 미국회사에 대한 인수로 이어질 수도 있겠습니다. 친환경 이슈도 있는데, 현재 리튬을 채굴, 정제, 제련하는 과정은 굉장히 비효율적이고 환경 문제를 야기합니다. 보통 호주에서 철광석이 채굴되어, 이게 중국으로 이동되어 제련되어 수산화리튬을 만들고, 이게 다시 일본으로 건너가서 배터리부품이 만들어지고, 부품은 다시 미국 테슬라 공장에서 조립됩니다. 만약에 미국에 있는 리튬 광산에서 미국 테슬라 공장으로 바로 보낼 수 있다면, 운송 관련 비효율성도 제거하는 동시에 환경을 더 고려할 수 있게 되어 분명히 메리트가 있습니다.
2. 공급부족 현상: 조금 더 근본적인 문제는 공급 부족 현상입니다. 테슬라가 네바다 기가팩토리를 처음 열었을 때 연간 생산목표가 35GWh로 테슬라가 35GWh를 생산하려면 연간 2만5000t의 리튬이 필요했다고 합니다. 지금 논의되고 있는 테라팩토리는 네바다 기가팩토리보다 28배 더 큰 용량을 생산할 수 있게 되고, 이렇게 된다면 하나의 테라팩토리는 연간 80만 톤의 리튬을 필요로 할 것입니다. 현재는 리튬이 공급과잉 상태이고 현재 전 세계 리튬 생산량이 연간 30만t에 이르지만, 한 테라팩토리가 매년 80만t의 리튬을 필요로 한다면 이는 현재 생산량의 2배 반입니다. 게다가 다른 자동차 업체들까지 전기자동차 생산에 뛰어들고, 현재 많은 배터리 업체들까지 증설에 나서고 있기 때문에 리튬을 향한 쟁탈전이시작될 수도 있습니다. 예전에 부품업체들로부터 공급부족 현상에 시달렸던 일론 머스크이기 때문에, 배터리 때문에 이런 괴로움을 다시 겪지 않고 싶을 수도 있습니다.
3. 더 핵심적인 이유는 바로 비용 절감인데, 이 부분은 리튬 채굴업체를 먼저 이해하셔야 더 크게 다가오실 수 있기 때문에, 다음 영상에서 이어가도록 하겠습니다.