[르포]"품질은 기본, 생산성까지" 포스코케미칼 양극재사업 가속

by경계영 기자
2021.04.18 12:00:00

[광양(전남)=이데일리 경계영 기자] 지난 13일 광양시 포스코케미칼 양극소재광양공장 1·2공장 옆으로 공사가 한창인 3·4공장이 보였다. 포스코케미칼(003670)은 2019년 5월 5000t와 지난해 5월 2만5000t 규모의 1·2단계 생산라인을 가동한 데 이어 지난해 10월 3단계, 지난 2월 4단계 석 달 간격으로 잇따라 라인 증설에 돌입했다. 3·4단계 라인은 연간 각 3만t씩 생산할 예정으로 구미공장까지 양극재 연간 생산능력 총 10만t을 확보한다. 이는 60kwh급 배터리를 장착하는 전기차 100만대가량에 공급할 수 있는 양이다.

정대헌 포스코케미칼 에너지소재사업부장(부사장)은 “일각에선 2030년 전체 자동차 판매에서 전기차가 차지하는 비중이 50%까지 확대되리란 전망이 나올 정도로 전기차 성장 속도 자체가 더 빨라지고 있다”며 “당초 계획보다 생산능력을 더 빠르게 확대할 계획”이라고 강조했다.

포스코케미칼 관계자가 공사가 한창인 포스코케미칼 양극소재광양공장 3·4단계 생산라인 증설 현장을 설명하고 있다. (사진=포스코케미칼)

단위=만t, 자료=포스코케미칼

포스코케미칼 광양공장은 LG에너지솔루션과 얼티엄셀즈(LG에너지솔루션과 GM 합작법인) 등에 공급하는 하이니켈(니켈 함량이 높은) 양극재를 주력으로 생산하는 곳이다. 양극재는 배터리 4대 소재 가운데서도 그 중요성이 크다. 배터리 용량, 즉 한번 충전했을 때 얼마큼 주행할 수 있는지를 결정하기 때문이다. 배터리 원가에서 차지하는 비중이 4분의 1에 육박할 정도다. 이곳에서 만드는 NCMA(니켈·코발트·망간·알루미늄) 양극재는 한번 충전했을 때 500㎞ 이상 주행이 가능하다.

현재 양극재 시장 내 절대강자는 없다. 벨기에 유미코어와 일본 스미모토·니치아 등이 상위권에 있긴 하지만 점유율 10%를 넘기진 않았다. 포스코케미칼은 양극재 생산능력을 2025년 27만t→2030년 40만t 등으로 확충해 주도권을 확보하고 시장 점유율을 끌어올리겠다는 방침이다.

10개월 만에 생산라인 1개를 구축할 정도로 생산능력을 확충하는 속도가 빠를 뿐더러 라인당 생산성도 크게 향상했다. 현재 라인의 생산 효율성은 광양공장 설립 초기였던 2018년 1단계 라인에 견줘 91% 이상 높아졌다. 그만큼 생산비용을 낮출 수 있어 배터리 가격 인하도 가능해진다.

생산 효율성을 높일 수 있었던 비결로 포스코케미칼은 스마트 공정을 꼽는다. 실제 1·2공장을 둘러보는 동안 직원이 거의 보이지 않았다. 원료 입고부터 제품 생산, 출하 관리까지 전 공정을 무인화했다. 원료·제품 이동마저 무인운반차량(AGV)이 맡는다.

포스코케미칼 양극재 광양공장에서 무인운반차량(AGV)이 공정에 원료를 투입하려 이동하고 있다. 현재 3만t 생산 라인에 AGV 12대가 운영된다. (사진=포스코케미칼)

포스코케미칼 양극재 광양공장에서 에어슈팅 품질 모니터링 시스템이 가동되고 있다. 제품 라인 14개소와 품질분석실을 공기 이송라인으로 연결한 제품 샘플의 실시간 품질 관리 시스템을 도입한 것은 배터리 소재업계에서 포스코케미칼이 처음이다. (사진=포스코케미칼)

직원은 공정이 진행되는 동안 이른바 ‘에어슈팅’으로 품질을 실시간으로 모니터링한다. 제조 현장에서 무작위로 채취한 제품 샘플 캡슐을 품질분석실로 보내 이를 분석해 데이터화해 공정과 품질을 개선시킨다. 이상영 포스코케미칼 양극소재광양공장 공장장은 “고객사가 가장 관심 두는 부분이 자동화한 공정과 품질관리 체계”라며 “포스코케미칼이 배터리 안정성과 직결된 품질 관리를 철저하게 하고, 생산원가를 낮추고 있다는 점이 다수의 고객사로부터 좋은 평가를 받고 있다”고 설명했다.

정대헌 사업부장은 “완성차업체가 요구하는, 높은 품질 수준을 맞추는 것은 당연하고 생산성을 높여 생산능력을 빠르게 확충해야 시장을 선도할 수 있다”고 강조했다.

포스코케미칼은 국내뿐 아니라 해외로도 생산 거점을 확대할 방침이다. 이미 올해 태스크포스(TF)를 꾸려 유럽과 미국, 중국 등을 대상으로 계획을 수립하고 있다. 2025년까지 해외 거점에서 양극재 11만t을 양산할 예정이다. 이미 중국에선 5000t 규모의 양극재 생산공장을 운영하고 있다.

정대헌 사업부장은 “여러 지역을 대상으로 경제성, 혜택(favor), 건설·인력 환경 등을 비교 분석하고 있다”며 “(유럽 지역의 진출은) 연내 윤곽이 나올 것”이라고 말했다. 주요 고객사인 LG에너지솔루션의 배터리 공장이 있는 폴란드가 유력 후보로 거론된다.

투자 영역은 양극재에만 머물지 않는다. 양극재의 경쟁력을 좌우하는 전구체의 내재화율을 현재 20%에서 2025년 최고 60%까지 높일 방침이다. 내재화로 전구체 가격 변동성에 따른 수급 불안정을 낮추고 생산성을 높여 경쟁력을 강화하기 위해서다.

그룹 차원에선 배터리 소재로 쓰이는 주 원료인 리튬 생산에도 나선다. 포스코는 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 염수와 광석에서 리튬을 추출하는 기술을 개발했고 2년 이상 데모플랜트를 운영한 끝에 리튬 연간 4만3000t 생산하는 공장을 2023년 준공할 계획이다. 원료부터 양·음극재 생산까지 배터리 소재사로서 차별화해 시장을 이끌겠다는 목표다.

정대헌 사업부장은 “이미 확보한 수주 물량 외에 생산능력 20% 이상 여유를 두고 공급사를 다원화하려 노력하고 있다”며 “완성차업체와 배터리 제조사의 수요에 발빠르게 대응할 수 있고, 실제 선제적으로 원료부터 소재까지 투자하는 포스코케미칼은 이미 일류(top-tier)가 될 필요충분조건을 갖췄다”며 자신감을 보였다.

단위=만t, 자료=포스코케미칼

이상영 포스코케미칼 양극소재광양공장 공장장이 통합 관제실에서 자동화한 제조 공정을 소개하고 있다. (사진=포스코케미칼)