지속가능성
CATL (300750.SZ): 배터리 거인
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21세기의 핵심 기술로서의 배터리
배터리는 소형 전자기기뿐 아니라 전기차와 전력 저장에도 중요한 부품입니다. 전기화가 확대되면서 성능과 가격의 중요성도 커졌습니다.
전기차에서는 주행거리와 충전 속도가, 전력망에서는 저장 비용과 수명이 중요한 평가 기준이 됩니다.
출처: Statista
중국의 CATL은 전기차 배터리의 주요 공급업체입니다. 회사가 인용한 SNE Research 자료에 따르면 2023년 세계 전기차 배터리 사용량의 36.8%를 차지했습니다. 모든 종류의 배터리 생산량에서 같은 비중이라는 뜻은 아닙니다.
회사는 새로운 제품을 발표하며 시장 확대를 추진했습니다. 제품 발표만으로 향후 산업 규모나 수익성이 보장되지는 않습니다.
기사 작성 시점인 2024년에는 주가가 연초 대비 약 54% 상승한 것으로 제시됐습니다. 이는 당시의 시장 정보이며 현재 수익률이 아닙니다.
출처: Yahoo Finance
배터리 시장
전기차 배터리
전기 모터는 효율과 응답성이 높고 회생제동이 가능합니다. 다만 전기차 전체의 성능과 유지비는 배터리, 차량 설계, 사용 조건에도 좌우됩니다.
액체 연료는 질량당 에너지 밀도가 높습니다. 전기차에서는 배터리 무게, 안전성, 비용과 주행거리 사이의 균형이 중요하며 에너지 밀도만이 유일한 기준은 아닙니다.
관련 기술과 과제는 「미래의 이동수단과 배터리 기술」에서 자세히 다룹니다.
에너지 저장
풍력과 태양광의 출력은 날씨와 시간에 따라 달라집니다. 저장장치 외에도 송전, 수요 조절, 다른 발전원이 전력 수급을 돕습니다.
고정형 저장장치는 차량보다 무게와 부피의 제약이 작습니다. 따라서 에너지 밀도보다 비용, 수명과 안전성이 더 중요한 경우가 많습니다.
주요 평가 항목은 다음과 같습니다.
- 비용: 설비비, 효율 손실, 유지보수와 교체 비용이 전력 저장의 경제성에 영향을 줍니다.
- 안전성과 수명: 설계 수명 동안 성능을 유지하고 화재와 고장을 관리해야 합니다.
인용된 시장조사는 2023~2033년 연평균 26.4% 성장을 전망했습니다. 이는 조사기관의 예측이지 확정된 결과가 아닙니다.
출처: Market US
전력망용 배터리의 기술과 과제는 「미래의 에너지 저장: 대규모 배터리 기술」에서 다룹니다.
규모의 경제
대규모 배터리 제조에는 연구개발, 공정 관리와 공급망 구축이 필요합니다.
- 연구개발에는 재료의 특성과 전극·전해질 계면의 반응을 이해하는 작업이 포함됩니다.
- 대량 생산에서는 자동화, 품질 관리와 안정적인 원료 공급이 비용에 영향을 줍니다.
규모의 경제는 유리할 수 있지만, 규모가 크다고 모든 제품과 시장에서 성공하는 것은 아닙니다.
- 생산 확대는 조건에 따라 단위 비용을 낮출 수 있습니다.
- 매출과 현금흐름이 개선되면 연구개발에 투자할 여력이 늘어날 수 있습니다.
- 제품 개선은 수요를 늘릴 수 있지만 가격과 경쟁 상황도 중요합니다.
이러한 선순환은 대형 기업에 이점이 될 수 있습니다. 소규모 기업은 우수한 기술을 갖고 있어도 공장 건설과 양산 자금 확보에 어려움을 겪을 수 있습니다.
예를 들어 2024년에는 Freyr의 생산 중단과 감원, Northvolt의 감원 및 사업 축소가 보도됐습니다. 두 사례의 원인과 상황은 서로 다릅니다.
글로벌 확장
CATL은 여러 기업과 협력하며 생산과 응용 분야를 넓혔습니다. 다음은 2024년에 발표된 사례입니다.
- 2024년 3월: Tesla와 협력하여 충전 시간을 최적화
- 2024년 4월: 현대와 전기배터리 얼라이언스 체결, CATL이 베이징 현대의 향후 전기차 모델에 최첨단 배터리를 공급
- 2024년 5월: 프랑스 해운 대기업 CMA CGM과 전기 선박 가능성을 탐색하기 위한 파트너십
- 2024년 6월: BAIC, 베이징 에너지, 샤오미와 협력하여 베이징에 새로운 배터리 공장 건설 착공
- 2024년 6월: Rolls‑Royce와 고정형 에너지 저장 솔루션 TENER에 대한 전략적 협력 (아래에서 자세히)
- 2024년 6월: 난징에서 탄소 제로 도시 건설 협력
- 2024년 7월: 독일 공장의 셀·모듈 시험실이 폭스바겐의 시험 자격을 인정받았습니다. CATL은 별도로 헝가리 공장 건설도 추진했습니다.
TENER, 잠재적 게임 체인저
과거 실적
CATL은 기존 리튬이온 배터리의 재료와 제조 공정을 개선하면서 새로운 전기차·저장장치 제품을 개발했습니다.
전고체 배터리는 액체 대신 고체 전해질을 사용합니다. 안전성과 에너지 밀도 개선이 기대되지만 전해질이 없는 배터리는 아니며, 모든 설계의 불연성이나 빠른 상용화가 보장되지는 않습니다.
출처: Nature
CATL은 Shenxing PLUS의 음극 재료에 3차원 벌집형 구조를 적용했다고 설명했습니다. 이 기술과 TENER의 계면·전해질 기술은 구분해야 합니다.
출처: Chemistry Europe
CATL은 Shenxing PLUS에 대해 10분 충전으로 600km 주행거리를 추가할 수 있다고 발표했습니다. 총 1,000km 이상이라는 수치도 특정 시험·차량 조건에 따른 회사 발표이며 실제 주행거리와 충전 속도는 달라집니다.
충전 속도는 충전 상태와 온도 등에 따라 변합니다. 600km를 10분에 충전한다는 수치만으로 완충에 16.6분이 걸린다고 계산할 수 없습니다.
TENER 혁명
리튬이온 배터리는 이미 전력 저장에 널리 쓰입니다. 열화와 경제성은 화학계, 사용 조건, 온도와 운영 방식에 따라 달라지므로 10년 뒤 일률적으로 성능을 잃는다고 볼 수 없습니다.
CATL은 TENER를 장수명 대규모 에너지 저장 시스템으로 소개했습니다.
출처: Sustainability Environment
회사는 TENER가 사용 초기 5년간 출력과 용량 저하가 없도록 설계됐다고 주장했습니다. 2024년에 이미 5년짜리 시범 운영을 마쳤다는 뜻은 아닙니다.
TENER 발표에서는 생체모방 이온 채널, 안정적인 SEI와 자체 조립 전해질 기술을 설명했습니다. 이를 Shenxing PLUS의 벌집형 음극 구조와 동일하다고 추정해서는 안 됩니다.
CATL은 이 계면·전해질 기술이 활성 리튬과 관련된 부반응과 열화 문제를 줄이는 데 기여한다고 설명했습니다.
이는 제조사의 기술 설명입니다. 실제 시스템의 장기 성능과 안전성은 운용 조건과 검증 결과를 함께 확인해야 합니다.
TENER는 20피트 컨테이너에 6.25MWh의 저장 용량을 갖춘 시스템으로 2024년 4월 발표됐고 6월 유럽에서도 소개됐습니다. MWh는 저장 에너지의 단위이며, 자체적으로 그만큼 발전한다는 뜻은 아닙니다.
전력 저장은 성장 가능성이 큰 시장이지만 리튬이온의 독점이나 전기차 시장을 반드시 넘어서는 규모가 보장되는 것은 아닙니다.
TENER Flex
2024년 9월 25일, CATL은 보다 유연한 설치를 목표로 TENER Flex를 발표했습니다.
회사는 다양한 기존 설비와의 통합 및 설치·운영 비용 절감을 장점으로 제시했습니다. 실제 절감 효과는 현장 조건에 따라 달라집니다.
출처: CATL
TENER Flex는 대규모 저장과 산업·상업용 설치 등 다양한 현장을 겨냥합니다. 일반 가정용 배터리와 동일한 제품이라고 보기는 어렵습니다.
회사 발표의 작동 온도 범위는 −40~60°C, 적용 고도는 최대 4,000m, 외함 보호 등급은 IP56입니다. IP56 자체가 모든 습도 조건이나 침수를 보증하는 것은 아닙니다.
회사는 소음을 약 65dB 수준으로 제시했습니다. 실제 소음과 설치 가능 여부는 거리, 운영 조건과 현지 기준에 따라 확인해야 합니다.
또 다른 혁명 – 중대형 트럭
2024년 9월 17일, CATL은 TECTRANS – T 초고속 충전 에디션 및 TECTRANS – T 장수명 에디션의 상용화를 발표했습니다.
출처: Electrive
상용차 전기화에서는 특히 충전 시간과 사용 수명이 중요합니다.
- 운행 중 충전에 필요한 정차 시간과 충전시설의 가용성.
- 2022년 영국에서는 일부 경찰 업무에서 전기차 충전과 주행거리에 관한 어려움이 보도됐습니다. 영국 경찰 전체가 전기차 사용을 포기했다는 뜻은 아닙니다.
- 높은 연간 주행거리와 반복적인 충방전에 따른 배터리 수명.
- 장거리 상용차는 승용차보다 주행량이 많을 수 있어 배터리의 사용 조건과 보증 범위를 따로 평가해야 합니다.
TECTRANS 초고속 충전 에디션
CATL은 TECTRANS-T 초고속 충전형이 적절한 조건에서 15분에 충전 상태 70%까지 도달한다고 발표했습니다. 이는 모든 상황에서 내연기관 주유 시간과 같다는 뜻은 아닙니다.
정기 휴식 시간에 충전할 수 있다면 운용에 도움이 될 수 있지만 노선과 충전 인프라가 뒷받침돼야 합니다.
CATL은 2025년 말까지 중국 100개 도시에 대규모 초고속 충전망을 구축하는 계획도 소개했습니다. 당시 계획이며 실제 완료를 의미하지 않습니다.
TECTRANS 장수명 에디션
장수명형은 최대 15년 또는 280만km라는 제조사 수명 사양을 제시했습니다. 이는 모든 트럭의 실제 수명이나 무조건적인 보증과 같지 않습니다.
내연기관 트럭과의 수명 비교는 사용 조건, 정비, 배터리 교체와 보증 범위를 맞춰야 합니다. 단순한 거리 비율로 전체 차량의 수명을 비교하기는 어렵습니다.
CATL은 두 제품 모두 적용 조건에 따라 최대 500km의 주행거리를 지원한다고 설명했습니다. 실제 주행거리는 차량 중량과 노선 등에 좌우됩니다.
구매 결정에는 차량 가격, 충전비, 정비, 가동률과 잔존가치를 포함한 총비용 평가가 필요합니다. 전기 트럭이 유일한 경쟁력 있는 선택이라는 결론은 이르습니다.
운송업체는 비용과 신뢰성을 중시합니다. 조기 도입이 이점이 될 수도 있지만 운영상 위험과 인프라 투자도 수반합니다.
성능과 경제성이 검증되면 전기 트럭 도입이 늘 수 있습니다. 전체 업계가 같은 배터리로 빠르게 전환한다고 단정할 수는 없습니다.
재활용
배터리 사용이 늘수록 효율적인 자원 이용과 재활용이 중요해집니다.
CATL은 배터리 재활용을 통해 금속을 회수합니다. 발표한 니켈·코발트 회수율 99.6%는 처리한 재료에서 금속을 회수하는 비율이며, 모든 폐배터리를 수거한다는 의미가 아닙니다.
출처: CATL
2024년 CATL의 전망은 2042년경 세계 리튬 수요의 약 절반을 재활용으로 충당할 수 있다는 것이었습니다. 나머지 수요에는 신규 공급이 필요하며 채굴이 사라진다는 예측이 아닙니다.
창업자 로빈 쩡은 전기차 보급 확대 초기에는 원료 수요가 증가하지만, 폐배터리 물량이 쌓이면 재활용의 역할이 커질 수 있다고 설명했습니다.
이 전망은 수거율, 회수 기술, 수요 증가와 배터리 수명에 따라 달라집니다.
CATL은 신규 원료 공급에도 참여했습니다. 2023년에는 CATL 주도 컨소시엄의 볼리비아 리튬 사업 계획이 발표됐습니다. 투자 계획과 실제 생산은 구분해야 합니다.
결론
CATL은 2023년 세계 전기차 배터리 사용량에서 약 36.8%를 차지했습니다. 이는 모든 배터리 생산량의 비중이나 향후 시장 지배력을 보장하는 수치가 아닙니다.
CATL은 큰 규모와 기술 역량을 보유하지만 BYD, Panasonic, Samsung SDI 등과 경쟁합니다. Tesla (TSLA ) 역시 자체 배터리를 개발하면서 외부 공급업체 제품을 사용합니다.
이 때문에 CATL은 여러 자동차 제조업체의 중요한 공급업체입니다. 모든 서구 제조업체의 필수 파트너라는 뜻은 아닙니다.
회사는 전력 저장, 대형 트럭, 선박과 항공 등으로 적용 범위를 넓히려 합니다. 2,000km급 전기 항공기 구상도 제시했지만 인증된 상용 운항이나 실현된 비행거리와는 다릅니다.
투자자는 CATL 주식의 거래 가능 여부와 비용을 확인해야 합니다. securities.io에는 국가별 중개업체 정보가 있습니다: 미국, 캐나다, 호주, 영국, 기타 국가.
관련 ETF로는 Amplify Lithium & Battery Technology ETF(BATT), Global X의 Lithium & Battery Tech ETF(LIT), WisdomTree Battery Solutions UCITS ETF 등이 있습니다. 편입 종목과 거래 가능 여부가 다르며 분산투자도 손실 위험을 없애지는 않습니다.
