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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 최근 중화권 증시에서 나트륨이온전지에 대한 관심이 뜨겁다. 중국 최대 전기차 배터리 제조업체이자 선전증권거래소 시가총액 1위 상장사인 전기차 배터리 대장주 닝더스다이(寧德時代∙CATL 300750.SZ)가 1세대 나트륨이온전지(배터리)를 공개한 데 따른 것이다.

전세계 배터리 업계의 가격 경쟁이 치열해지고 있는 가운데, 값싼 나트륨이온전지를 앞세워 저가 공세에 나선 CATL의 행보는 배터리 업계의 판도를 바꿀 '게임체인저'로 부상했다.

밀려드는 리튬이온전지 수요와 탄산리튬 가격의 상승세로 전세계 배터리 공급부족 현상이 심화되고 있는 가운데, 저가 배터리 개발은 업계의 경쟁력이자 트렌드가 됐다. 이 같은 상황에서 CATL이 에너지밀도, 저온∙충전 성능, 사용수명 등을 크게 개선한 저가 나트륨이온전지로 야심찬 출사표를 던지면서, 저가 배터리를 향한 업계 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다.  

나트륨이온전지를 향한 시장의 관심은 최근 중화권 증시에서 연출되고 있는 나트륨이온전지 테마주의 주가 상승세를 통해 엿볼 수 있다. CATL을 비롯해 다수의 대표 테마주들은 최근 2개월 여간 두자릿수의 주가 상승폭을 기록하며 하반기 인기 투자방향으로 조명받고 있다. 

 ◆ 나트륨이온전지, 왜 주목해야 하는가?

나트륨이온전지의 최대 강점은 가격이 싸다는 것이다.

배터리는 전기차 생산 단가의 40~50%를 차지하는 가장 핵심적인 부품으로, 배터리 가격을 낮추는 것은 전기차 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있는 관건이 될 수 있다.

리튬은 매장량이 적은 희소 자원으로 생산 단가가 높지만, 나트륨은 매장량이 풍부해 가격이 상대적으로 저렴하다. 이에 나트륨이온전지는 현재 전기차 배터리로 가장 많이 사용되는 리튬이온전지와 비교해 가격 면에서 훨씬 경쟁력이 있다. 이는 나트륨이온전지가 시장의 주목을 받는 가장 큰 이유다.

중국 1세대 나트륨이온전지 연구개발 업체인 하이나배터리(中科海鈉)에 따르면 나트륨 자원 매장량(부존량)은 리튬의 400배에 달하고, 전세계 자원 분포가 비교적 균일하다. 이에 나트륨이온전지의 원자재 단가는 리튬이온전지보다 30~40% 정도 낮다. 아울러 CATL의 나트륨이온전지는 기존 음극 집전체에 사용됐던 동박을 알루미늄박으로 교체해 원가 절감 효과를 더욱 높였다.

다만, 나트륨이온전지는 리튬이온전지보다 용량과 에너지밀도가 낮다는 한계점을 지니고 있어, 아직까지 연구개발 단계에 머물러 있으며 성숙된 산업체계가 구축되지 않은 상태다. 

올해 들어 리튬이온전지의 수요가 늘면서 배터리 업계의 주문량은 폭증하고 있는 반면, 리튬이온전지의 핵심 원자재 중 하나인 탄산리튬의 생산이 눈에 띄게 줄어들면서 공급부족 현상이 심화됐다.

이와 함께 배터리용 탄산리튬의 출하 가격은 톤(t)당 4만3000위안에서 9만5000위안으로 배 가까이 뛰었고, 이 같은 상황은 나트륨과 같은 값싼 원자재로의 대체를 앞당기고 있다.

전세계의 저가 배터리 개발 트렌드는 현재 중국과 일본이 주도하고 있는 상황이다. CATL의 나트륨이온전지 출시에 이어 일본 파나소닉도 배터리 가격을 절반으로 낮추겠다고 선언했다.

한국 배터리 제조업계는 상대적으로 하이니켈 소재를 적극 활용하면서도 소재 배합의 변화를 통한 원가 절감을 시도하며 저가 배터리 공세에 맞서고 있다. LG에너지솔루션은 기존의 니켈·코발트·망간(NCM) 배터리에서 값비싼 코발트를 줄이고 저렴한 알루미늄을 추가한 NCMA 배터리를 올해 하반기부터 양산할 계획이다. 삼성 SDI는 올해 하반기 니켈 함량 88% 이상의 젠5(Gen 5.5세대) 배터리 양산을 계획 중이고, SK이노베이션은 내년부터 니켈 함량을 90%까지 높인 NCM9 배터리 생산에 나설 예정이다.

◆ CATL 나트륨이온전지, 무엇이 다른가?

앞서 지난 5월 21 쩡위췬(曾毓群) 닝더스다이 회장이 주주회의를 통해 7월 전후로 나트륨이온전지를 출시할 것이라고 예고했던 만큼 제품 공개 자체가 놀랄만한 일은 아니었으나, 그 성능과 효율 등이 시장의 예상을 넘어섰다는 점에서 큰 주목을 받고 있다.

시장에서는 CATL의 나트륨이온전지가 저온 성능과 충전 효율 등에 있어 강점이 있는 만큼 저온∙고출력 환경과 에너지저장시스템(ESS) 영역에서 중국 기업이 주력 생산해온 리튬인산철(LFP) 배터리의 보조적인 역할을 해줄 것으로 기대하고 있다. 

닝더스다이가 개발한 1세대 나트륨이온전지의 특징은 크게 △원자재 △효율과 성능 △혁신적 통합 솔루션방안 등 세 분야로 나눠 설명해볼 수 있다.

우선 원자재 측면에서 살펴보면 양극재 소재의 경우 CATL의 나트륨이온전지는 1그램(g)당 160밀리암페어(mAH)의 에너지 용량을 보유한 프로이센 화이트와 층상구조 산화물의 두 가지 소재를 사용했다. 음극재 소재의 경우 에너지 용량 1g당 350mAH의 용량을 갖춘 난흑연화성 탄소를 사용했다. 성능은 기존의 흑연과 비슷하다. 전해액의 경우 CATL이 자체적으로 개발한 최적의 전해액을 사용했고, 제조 공법 측면에서는 리튬배터리의 공법∙설비를 겸용했다.

효율과 성능 측면에서 살펴보면 △킬로그램(kg) 당 160와트시(Wh)의 배터리 셀 에너지 밀도 △실온에서 15분 만에 80%까지 충전되는 충전력 △영하 20°C 미만의 온도 환경에서 90% 이상 유지되는 에너지 보유율 △80% 이상의 시스템 통합효율 등의 특징이 눈에 띈다. 

CATL이 개발한 나트륨이온전지의 배터리 셀 밀도(160Wh/kg)는 일반 나트륨이온전지의 평균 에너지 밀도(120~130Wh/kg, 거룽후이(格隆匯) 기준 80~140Wh/kg)에 비해 20~30% 가량 높아, 현재 나트륨이온전지 중에서는 세계 최고수준이라 할 수 있다. 다만, CATL의 기존 주력 제품인 LFP 배터리(150~220Wh/kg)나 삼원계 배터리(220~300Wh/kg)와 비교해서는 여전히 낮은 편이다. CATL은 향후 개발될 2세대 나트륨이온전지의 셀 에너지 밀도는 200Wh/kg를 목표로 하고 있다.

배터리 수명에서도 평균 나트륨이온전지보다는 길지만, 리튬이온전지보다는 짧다. CATL이 개발한 나트륨이온전지의 배터리 사이클은 3000회 이상으로, 나트륨이온전지의 평균 배터리 사이클(1500회 이상)과 비교해서는 배 가까이 길어졌다. 하지만, 이 또한 LFP 배터리(6000회 이상)나 삼원계 배터리(3000회 이상) 보다는 짧은 수준이다.

통합 솔루션방안 측면에서는 나트륨이온전지와 리튬이온전지를 한 팩에 통합한 'AB 배터리 팩' 기술을 공개했다는 점에서 주목된다. 이는 나트륨이온전지의 에너지밀도를 높임으로써 효율과 저온성능 확대, 리튬과 나트륨 배터리 시스템의 적절한 통합을 통한 응용범위 확대 등의 효과를 기대할 수 있다.

국신증권(國信證券)은 최신 보고서를 통해 "CATL의 나트륨이온전지는 일반 나트륨이온전지보다 에너지밀도, 저온∙충전 성능, 사용수명 등을 크게 높였다는 점에서 강점이 있다"고 평하면서 "저가 전기차 시장과 리튬이온전지 세부 영역에서 적극 활용될 수 있을 것"으로 기대했다.

닝더스다이 연구소 황치썬(黃起森) 부원장은 "닝더스다이가 나트륨이온전지라는 새로운 상업화 전지의 공급라인을 개척했다"면서 "2023년 기본적인 산업체인 구도가 구축될 것"이라고 밝혔다.

◆ 나트륨이온전지 테마주, 하반기 인기 투자방향으로 부상

CATL의 나트륨이온전지 출시로 고조된 나트륨이온전지에 대한 시장의 관심은 중국 증시에서 연출되고 있는 테마주의 주가 상승세를 통해 가늠해볼 수 있다.

중국 금융정보 제공업체 윈드(Wind)에 따르면 올해 들어 7월말까지 A주(중국 본토증시에 상장된 주식) 시장에서 나트륨이온전지 섹터 지수는 50% 이상 상승했다.

CATL이 나트륨이온전지를 정식 발표하기 하루 전인 28일 나트륨이온전지 섹터는 장중 2.6% 가량 상승해 해당일 섹터 중 최대 주가 상승폭을 기록했다. 28일과 29일 이틀간 나트륨이온전지 테마주 지수의 주가 상승폭은 8.88%에 달했다.

CATL을 주축으로 다수의 테마주는 최근 두 달 여간 두 자릿수의 주가 상승폭을 기록했다. 지난 5월 21일부터 7월 29일까지 성양주식(002580.SZ)과 화양주식(600348.SH)은 주가가 100% 이상 올랐고, 중염화공(600328.SH)과 산동장고(002598.SZ), 용백테크(688005.SH) 등 6개 종목은 50% 이상의 상승폭을 기록했다.

향후 성장잠재력이 가장 기대되는 종목은 단연 CATL이다. 시장에서는 중국을 대표하는 전기차 배터리제조업체로서 CATL이 보유한 시장영향력과 기술경쟁력 등을 고려해 목표가를 일제히 상향 조정하고 있다.

대표적으로 중신증권(中信證券)은 2023년 닝더스다이의 목표가를 주당 754위안으로, 시총을 1조7550억 위안으로 책정했다. 8월 4일 오후장에서 닝더스다이는 전 거래일 대비 4.83% 오른 장중 556.65위안에 거래되고 있으며, 시총은 1조3000억 위안을 기록 중이다.

나트륨이온전지 테마주 중 닝더스다이 다음으로 높은 시총을 자랑하는 용백테크는 하이니켈 양극재 및 고체 전해액 시장에서 높은 점유율을 차지하고 있는 기업으로, 다수의 국내 대형 배터리 제조업체들과 기술적인 합작을 맺고 있다. 용백테크는 올해 상반기 452.67~526.36%의 순이익 증가율을 기록할 것으로 예상하고 있다. 

동오증권(東吳證券)은 용백테크의 목표가를 187.2위안으로 책정했다. 8월 4일 오후장 기준 용백테크는 주당 137.67위안, 시총 615억9100만 위안을 기록 중이다. 

화양주식(양천석탄그룹)은 본래 석탄 생산과 유통에 종사하는 회사이나, 올해 4월 나트륨이온전지 시장으로 본격 진출했다.

지난 4월 14일 화양주식은 자회사인 신양에너지(新陽能源)를 통해 1000t급 생산량을 자랑하는 나트륨이온전지 양극재 공장과 1000t급 생산량의 나트륨이온전지 음극재 공장 건설에 나설 계획이라고 밝혔다. 올해 상반기 순이익은 51.31%~70.72% 정도 늘어날 것으로 추산된다. 

안신증권(安信證券)을 비롯한 2대 증권사는 화양주식의 목표가를 12.61위안으로 추산했다. 8월 4일 오후장 현재 주가는 9.49위안, 시총은 228억2300만 위안을 기록 중이다. 

pxx17@newspim.com