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2025-05-01 (목)

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포스코퓨처엠, 흑연 100% 국산화 도전⋯수입 원료 활용 검토

포스코퓨처엠은 흑연의 국내 생산을 촉진하기 위해 다양한 원료 수입을 포함한 여러 방안을 모색하고 있다고 밝혔다. 김준형 포스코퓨처엠 사장은 15일 서울 서초구 JW메리어트 호텔에서 열린 한국배터리산업협회 이사회 및 총회에서 기자들과의 만남에서, 흑연의 국내 생산화가 시급한 과제임을 강조하며, 이 분야에서 포스코퓨처엠이 중요한 역할을 해야 한다고 말했다. 이차전지 음극재의 주요 원료는 천연흑연과 인조흑연으로 구분된다. 포스코퓨처엠은 국내에서 유일하게 이차전지 음극재를 생산하는 기업으로, 세종에 위치한 공장에서 천연흑연 기반의 음극재를 생산하고 있다. 지난해 중국의 흑연 수출 통제 조치가 시행되면서, 중국에 의존하던 흑연 수입 구조의 문제가 드러났다. 이에 포스코퓨처엠은 포스코인터내셔널을 통해 중국 외의 지역인 마다가스카르와 탄자니아 등에서 천연흑연 원료를 확보하고 있음을 밝혔다. 중국은 지난해 10월 20일, 이차전지 음극재의 핵심 원료인 구상흑연을 포함한 고민감성 흑연을 수출 통제 대상에 추가함으로써, 국내외 배터리 및 관련 산업계에 긴장감을 고조시켰다. 중국 상무부와 해관총서(세관)가 발표한 '흑연 관련 항목 임시 수출 통제 조치의 개선 및 조정에 관한 공고'에 따르면, 이러한 수출 통제 조치는 지난해 12월 1일부터 시행되었다. 공고에는 기존에 통제 대상이었던 인조흑연뿐만 아니라, 이차전지 음극재에 사용되는 고순도 천연흑연도 통제 대상에 추가했다고 명시하고 있다. 지난해 1월부터 9월까지의 기간 동안, 우리나라가 중국으로부터 수입한 흑연 제품의 의존도는 천연흑연의 경우 97.7%, 인조흑연은 94.3%에 달했다. 이러한 상황에서 김 사장의 발언은 중국에 대한 천연흑연 수입 의존도를 줄이고 수입처 다변화를 추진하려는 의도로 해석된다. 또한, 포스코퓨처엠은 포항에 위치한 공장에서 국내 유일의 인조흑연 생산을 담당하고 있다. 이 공장에서는 포스코 제철 공정에서 발생하는 부산물인 콜타르를 사용하여 원재료부터 최종 제품까지의 전 과정을 국내에서 완성, 국산화를 실현하고 있다. 최근 미국의 인플레이션 감축법(IRA)과 유럽연합(EU)의 핵심 원자재법(CRMA) 등 글로벌 공급망 강화 조치가 잇따르는 가운데, 포스코퓨처엠의 인조흑연 음극재 공장은 국가적인 공급망 강화에 있어 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 지난해 중국이 흑연 수출통제를 시작했을 때, 포스코퓨처엠이 국내에서 인조흑연을 100% 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있음이 크게 주목받았다. 포스코퓨처엠은 현재 연간 8000톤 규모의 인조흑연을 생산하고 있으며, 이를 올해 안에 1만8000톤까지 증대할 예정이다. 또한, 2025년 말까지 총 4000억 원을 추가 투자해 현재 생산 규모를 2배 이상으로 확장할 계획임을 발표했다. 또 김 사장은 장인화 신임 회장 후보 내정 이후 그룹 차원의 이차전지 투자 축소 가능성에 대한 질문에 대해, 그와 관련된 어떤 정보도 듣지 못했으며 신임 회장 후보와도 만난 적이 없고 어떠한 지침도 받지 않았다고 답변했다. 한편, 김 사장은 올해 포스코퓨처엠의 과제로는 인조흑연 생산 확대와 함께 리튬인산철(LFP) 생산 준비를 꼽았다. 특히, LFP 양극재의 양산 시점에 대해 김 사장은 이 문제가 단순하지 않으며, 국내에서의 투자가 어려워 글로벌 시장으로 확장을 고려해야 하는지에 대해 심각한 고민 중이라고 말했다. LFP 양극재는 리튬 이온 배터리의 한 종류로 사용되는 양극 소재다. 이 소재는 리튬 이온, 철(Fe), 인산염(PO₄)으로 구성되어 있다. LFP 배터리는 열에 안정적으로 고온에서 화재나 폭발 위험이 낮다. 일반적으로 다른 리튬 이온 배터리 소재보다 더 긴 수명을 갖는다. 그러나 LFP 배터리는 에너지 밀도가 다른 리튬 이온 배터리 소재보다 낮은 편이므로, 같은 양의 에너지를 저장하기 위해 더 큰 무게나 부피가 필요할 수 있다는 단점이 있다. 이는 전기차의 주행 거리에 영향을 미칠 수 있다. 김 사장은 하이니켈 단결정 양극재의 공급에 대해서 "지난해 고객의 요구 사항을 충족시키는 것이 우리의 의무임을 깊이 깨달았다. 품질과 수량 면에서 많은 교훈을 얻었다"고 말했다. 그는 이어서 "올해는 계획에 따라 생산이 원활하게 진행될 것으로 확신한다"고 덧붙였다. 하이니켈 단결정 양극재는 리튬 이온 배터리의 양극재 중 하나로, 니켈의 함량이 높은 단결정 구조를 가진 소재를 말한다. '하이니켈(High-Nickel)'은 니켈(Ni) 함량이 높다는 것을 의미하며, 이는 배터리의 에너지 밀도를 높여주는 주요 요소 중 하나다. 니켈의 비율이 높을수록 배터리는 더 많은 에너지를 저장할 수 있게 되어, 전기차의 주행 거리를 증가시킬 수 있다. 단결정 양극재는 결정 구조가 단일한 형태로 되어 있어, 다결정 양극재에 비해 화학적, 물리적 안정성이 더 높다. 이러한 단결정 구조는 배터리의 수명을 연장하고, 고온에서의 성능 저하를 줄이는 데 도움을 준다. 특히, 고온에서의 안정성과 장기적인 성능 유지가 중요한 전기차 배터리에 적합한 소재로 평가된다. 하이니켈 단결정 양극재는 고성능 전기차 배터리에 필요한 높은 에너지 밀도와 우수한 안정성을 제공하는 핵심 소재 중 하나로, 배터리 산업에서 중요한 역할을 하고 있다. 그러나, 니켈 함량이 높아질수록 코발트(Co)와 같은 다른 금속의 비율을 줄여야 하기 때문에, 소재의 가격과 공급망, 환경적 영향 등 여러 측면에서의 고려가 필요하다. 김 사장은 "고객들이 단결정 양극재를 선호하고 있어, 포항과 광양의 생산 시설에서 이를 준비하고 있다. 고객의 요구에 부응하는 공급을 할 계획이다. 현재 생산 수율도 목표에 도달하고 있다"고 밝혔다.
- 산업
2024-02-15 14:50:00
포스코, 양자컴퓨터 활용해 전기차 배터리 신소재 개발 박차

포스코 홀딩스가 양자 컴퓨터를 활용해 전기차 배터리 신소재 개발에 박차를 가하고 있다. 머글헤드 매거진은 한국 기업인 포스코 홀딩스(POSCO Holdings)는 7일(현지시간) 양자 컴퓨터 회사 큐씨웨어 코퍼레이션(QC Ware Corp.)과 파트너십을 맺어 배터리 소재를 시뮬레이션하는 새로운 기술 개발을 발표했다고 이날 보도했다. 전기자동차(EV) 배터리 수요가 급증함에 따라, 기업들은 더 오래 지속되고 충전 시간이 짧은 배터리용 지속가능한 소재를 확보하기 위한 혁신적인 방법을 모색하고 있다. 새로운 배터리 설계는 테스트가 필요하며, 이는 시간과 비용이 많이 든다. 에너지 전환 경쟁에서 양자 컴퓨터는 이 과정을 가속화하고 일부 기업을 앞서가게 하는 도구가 될 수 있다. 컴퓨터는 이미 배터리 설계자가 실행 가능한 소재를 시뮬레이션하는 데 사용되고 있지만, 양자 컴퓨터는 이러한 제한을 없애고 비용을 절약하며 따라서 배터리 설계 프로세스를 가속화할 수 있다. 포스코와 QC웨어는 한국 정부의 보조금을 활용하여 리튬 배터리용 실용적인 고체 전해질을 시뮬레이션할 예정이다. 이후 양자 컴퓨팅 방법과 이미 사용 중인 최고의 방법을 비교하여 새로운 벤치마크를 설정할 계획이다. 과학기술부 산하 한국연구재단(NRF)이 이 연구를 지원하며, 포스코의 AI R&D 연구소가 이 협력을 주도한다. QC웨어의 양자 화학 부문 수석 부사장인 로버트 패리시(Robert Parrish)는 "세계가 다양하고 유연한 에너지 솔루션으로 나아감에 따라 미래의 지속 가능한 에너지 그리드에 통합될 더욱 성능이 뛰어난 배터리를 개발하는 것이 중요하다"고 강조했다. 패리시 수석 부사장은 이어 "계산 시뮬레이션은 새로운 재료 설계에서 점차 중요한 역할을 하고 있으며, 포스코 홀딩스와의 이번 협업은 QC웨어의 사명인 실제 사용 사례에 영향을 미치는 양자 컴퓨터를 위한 양자 알고리즘 개발에 필수적이다"라고 말했다. 양자 컴퓨터란 무엇인가? 양자 컴퓨터는 양자 물리학의 규칙을 사용하여 일반 컴퓨터가 할 수 없는 방식으로 정보를 처리하는 초강력 계산기다. 일반 컴퓨터를 필요한 정보를 찾기 위해 한 번에 한 권의 책을 살펴보는 똑똑한 사서에 비유한다면, 양자 컴퓨터는 동시에 많은 책을 살펴보며 훨씬 빠르게 답을 찾을 수 있다. 양자 컴퓨터는 '양자 비트(quantum bits)' 또는 '큐비트(qubits)'를 사용해 동시에 여러 상태에 있을 수 있기 때문이다. 마치 동시에 여러 페이지가 열리는 마법의 책을 가지고 있는 것과 같다. 이러한 다중 가능성을 동시에 탐색하는 능력은 양자 컴퓨터가 코드를 해독하거나 퍼즐을 푸는 등의 복잡한 문제를 현재 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 해결할 수 있게 한다. 양자 컴퓨터 단점은 무엇인가? 그러나 양자 컴퓨터는 몇 가지 도전 과제를 안고 있다. 우선, 양자 컴퓨터는 매우 민감하여 온도 변화나 다른 간섭 요소에 쉽게 영향을 받아 안정적으로 유지하기가 어렵다. 양자 컴퓨터를 사용하는 것은 빌딩 블록의 탑을 균형있게 쌓는 것과 같으며, 어떤 블록이라도 흔들리면 전체가 무너질 수 있다. 또한 양자 컴퓨터는 오류를 발생시킬 수 있으며, 양자 연구자들은 이러한 오류를 수정하는 방법을 찾기 위해 노력하고 있다. 또 다른 문제는 양자 컴퓨터가 매우 낮은 온도에서만 작동해야 한다는 점이다. 이는 마치 냉동고에서만 작동하는 컴퓨터와 같다. 게다가 현재 양자 컴퓨터는 일부 문제에는 유용하지만 모든 문제를 해결할 수 있는 것은 아니므로 연구자들은 양자 컴퓨터가 가장 유용할 수 있는 분야를 계속 연구하고 있다. 양자 컴퓨터는 엄청난 에너지를 소비한다. 세계에서 가장 빠른 컴퓨터인 '프론티어(Frontier)'는 대기 상태에서 8메가와트(MW)의 전력을 소비하는데, 이는 수천 가구에 전력을 공급할 수 있는 수준이다. 대규모 언어 모델을 한 번 훈련시키는 것은 뉴욕에서 샌프란시스코까지 비행하는 것과 같은 양의 탄소 배출을 생성한다. 양자 및 고전 컴퓨팅 소프트웨어 분야의 선도 기업인 QC 웨어는 기계 학습과 화학 시뮬레이션을 전문으로 한다. 이 회사는 정보 처리 방식을 혁신할 양자 컴퓨팅 솔루션 개발에 적극적으로 기여하고 있다. 포스코, 전기차 배터리 선두 주자 지난해 포스코는 충전식 배터리 프로젝트에 200억 달러를 투자하는 계획을 발표했다. 이 계획에는 배터리 재료 회사의 지분 인수, 광물 광산 및 관련 시설에 대한 투자가 포함되어 있다. 이를 통해 포스코는 이를 통해 자체적인 배터리 금속 공급망을 구축하고 중국 회사에 대한 의존도를 줄이려는 목표다. 아울러 포스코는 최근 아르헨티나의 염수 자원에서 이차 배터리 재료를 생산하는 한국 최초의 리튬 수산화물 공장을 가동하기 시작했다. 4억 4500만 달러를 투자한 이 공장은 연간 2만 5000톤의 리튬 수산화물을 생산할 계획이다. 이는 60만 개의 전기차 배터리를 제조할 수 있는 양이다. 2018년에는 아르헨티나의 옴브레 무에르토 염호를 인수하여 리튬 자원을 확보했으며, 현재는 용액에서 리튬 생산의 초기 단계에 착수하고 있다. 회사는 2028년까지 아르헨티나에서의 리튬 사업을 최대 10만 톤까지 확장할 계획이다. 한편, 포스코는 율촌산업단지에서 리튬 광석 공장을 건설 중이다. 포스코그룹은 지난 11월 29일 전남 율촌산업단지에서 포스코필바라리튬 솔루션의 수산화 리튬 공장과 포스코 광양제철소 내 고효율 무방향성 전기강판(Hyper NO·하이퍼엔오) 공장을 준공했다고 밝혔다. 이 공장은 광석리튬에서 수산화리튬을 뽑아내는 상업 생산공장이다. 이날 준공한 수산화리튬공장은 연산 2만1500톤(t)규모로 포스코그룹은 같은 규모의 제2공장을 오는 2024년 준공할 계획이다. 수산화리튬 4만3000톤은 전기차 약 100만 대를 생산할 수 있는 규모다.
- 산업
2023-12-08 10:15:00