테슬라와 메르세데스 벤츠 등의 전기차 판매량이 급증하면서 올해 처음으로 전세계 흑연 수요량 가운데 전기차 배터리 생산을 위해 판매되는 비중이 50%가 넘을 것이라는 전망이 나왔다. 미국이 광물 주요 생산국인 중국에 대한 의존도를 의도적으로 낮추려고 하면서 전기차에 들어가는 흑연 확보를 위한 경쟁도 치열해지고 있다.

컨설팅 업체 프로젝트 블루(Project Blue)에 따르면 올해 전기차가 처음으로 전세계 흑연 시장 수요의 50% 이상을 차지할 것으로 예상된다고 로이터 통신이 21일(현지시간) 보도했다. 자동차 제조업체들은 마다가스카르와 모잠비크와 같은 새로운 생산국의 문을 두드리고 있다.

전기차 한 대당 평균적으로 배터리 음극인 양극을 위해 배터리에는 50~100kg의 흑연이 필요한데, 이는 전기차 배터리에 들어가는 리튬의 약 2배에 달하는 양이다. 자동차 회사들은 흑연이 전기차 배터리에서 무게 기준으로 가장 많은 비중을 차지하는 소재임에도 흑연 확보에는 소극적이었고, 상대적으로 전기차 배터리 원료로 더 널리 알려진 리튬과 코발트 확보에 집중해왔다. 미국과 유럽에서 주요 광물에 대한 중국 의존도를 낮추기 위한 법안이 시행됨에 따라 중국 외 지역에서 생산되는 원자재 부족은 더욱 심각해질 것으로 전망된다.

내년부터 스웨덴에서 전기차 생산할 계획인 호주 탈가 그룹의 설립자 마크 톰슨은 “자동차 제조업체들은 서구 흑연에 대한 투자가 없었기 때문에 정말 곤란한 상황에 처해 있다”고 말했다.

기존까지 흑연 수요는 철강 산업이 감당해왔으나 점차 전기차가 내연기관차를 대체하는 시장에서는 흑연의 주된 수요자는 전기차 업체가 될 것으로 보인다. 전기차 판매량이 2030년까지 2022년 대비 3배 이상 증가한 3500만 대에 달할 것으로 BMO 캐피털 마켓은 전망했다.

프로젝트 블루는 흑연은 향후 몇 년간 부족해지고, 2030년까지 전 세계적으로 77만 7000톤의 공급 부족이 예상된다.

벤치마크 미네랄 인텔리전스(BMI)는 보고서에서 “2030년까지 흑연에 약 120억 달러의 투자가 필요하며 2035년까지 수요를 충족하기 위해 97개의 신규 광산이 필요하다”고 말했다.

BMI는 중국이 전 세계 천연 흑연의 61%와 배터리 음극을 만들기 위한 최종 가공 재료의 98%를 생산하고 있다고 밝혔다.

탈가 그룹은 테슬라, 도요타, 포드 같은 자동차 제조업체와 스웨덴의 노스볼트 같은 배터리 생산업체에 공급을 모색하고 있다고 로이터에 밝혔다.

탈가는 이미 메르세데스 벤츠, 스텔란티스, 르노와 거래하고 있는 유럽 배터리 제조업체 2곳과 논 바인딩 공급 계약을 체결한 바 있다.

메르세데스 벤츠는 “흑연을 포함한 원자재 조달처를 다각화 하고 있고, “한동안 다양한 공급업체와 대화를 나누고 있다”고 말했습니다.

넥스트소스 머티리얼즈의 브렌트 니콜리에이션 부사장은 “모든 자동차 회사가 광산 수준에서 배터리 원료를 조달하는 방법을 파악하기 위해 분주하게 움직이고 있다”고 말했다.

지난 4월 마다가스카르에 광산을 건설한 넥스트소스도 자동차 회사들과 협상을 진행 중이지만 자세한 내용은 기밀이라고 밝혔다.

테슬라는 모잠비크에서 광산을 운영하는 시라 리소스와 매그니스 에너지 테크놀로지스와 이미 계약을 체결하는 등 흑연 확보에 열을 올리고 있다.

시라는 중국 외 지역에 건설 중인 몇 안 되는 배터리용 흑연을 변환할 수 있는 공장 중 하나로 미국 내 가공 공장을 건설하고 있다. 넥스트소스는 모리셔스에 가공 공장을 건설 중이며, 탈가는 스웨덴에 공장을 건설할 계획이다.

그러나 서방국의 중국 의존도 낮추기는 실패하거나 천천히 이루어질 공산이 크다.

BMI의 수석 애널리스트인 조지 밀러는 “중국은 여전히 흑연 분야에서 압도적인 우위를 점하고 있으며 앞으로도 수년간 우위를 유지할 것으로 예상한다”라고 말했다. BMI에 따르면 2032년까지 중국은 가공 흑연의 일종인 코팅되지 않은 구상화 정제 흑연 생산량의 79%를 차지할 것이며, 이는 2022년의 100%와 비교하면 여전히 높은 수치다. 이러한 중국의 시장 영향력으로 인해 미국 인플레이션감축법(IRA)에 따라 전기차 보조금을 받으려는 자동차 제조업체는 어려움을 겪을 수 있다.

IRA는 특정 비율의 배터리 부품을 미국 또는 미국과 자유무역협정을 체결한 국가에서 생산할 것을 요구한다. 유럽연합은 2030년까지 주요 원자재에 대한 특정 국가 의존도를 65%로 낮추는 것을 목표로 하는 법안을 만들었다.

흑연 공급 계약을 체결하는 것은 복잡하며, 각 전기차 모델에 들어가는 소재에 대한 광범위한 안전성 테스트를 거쳐야 하기 때문에 최대 3년이 소요될 수 있다. 서구 자동차 그룹이 흑연 광산과의 거래에 집중하는 이유는 석유 제품으로 만든 합성 흑연에 비해 천연 소재로 음극재를 생산하는 것이 탄소 집약도가 약 55% 낮기 때문이다. 천연 흑연이 들어간 음극재는 가격이 저렴하고 셀 용량과 출력에 유리해 충전 이후 자동차가 더 먼 거리를 달릴 수 있다.

프로젝트 블루의 애널리스트 레이투메체 샬랄레는 철강 산업과의 공급 경쟁도 예상된다고 말했다.

또 다른 배터리 양극재 성분은 실리콘으로, 이 역시 전기차가 충전하기 전에 더 먼 거리를 주행할 수 있게 해준다. 현재 배터리에 첨가되는 실리콘의 최대 양은 사용 중에 팽창하여 배터리를 저하시킬 수 있기 때문에 약 10%다. 기업들은 실리콘의 열팽창을 막으면서도 더 많은 양의 실리콘을 배터리 집어 넣을 수 있는 기술을 연구하고 있다. 이 기술이 만약 개발된다면 장기적으로 흑연을 대체할 수 있다.