이 기사는 2023년 07월 23일 15:00 thebell 에 표출된 기사입니다.

최근 포스코퓨처엠은 2030년 양극재 생산능력 목표치를 100만톤까지 끌어올렸다. 밀려 들어오는 고객사 요청에 당초 목표했던 생산능력(61만톤)에서 39만톤이나 올려 잡았다.

지속되는 공장 증설작업의 '표준모델' 역할을 하는 사업장이 광양공장이다. 포항(10만6000톤), 북미(6만3000톤), 중국(3만톤) 등 세계 각지에 뻗어 있는 포스코퓨처엠의 신규 생산거점 내 사업장들은 광양공장을 모델 삼아 공정 자동화 시설을 구축한다.

'글로벌 리딩' 사업장이라는 위상에 걸맞게 포스코그룹은 포스코퓨처엠 광양공장을 중심으로 포스코필바라리튬솔루션(리튬 광물)·포스코HY클린메탈(폐배터리 리사이클) 등 콤플렉스를 구축해 원료 내재화를 지원한다. 포스코그룹의 미래이자 현재인 이차전지 소재 광양 콤플렉스를 지난 20일 다녀왔다.

◇분석부터 생산까지 자동화, 양극재 기술 집약체 '단결정' 생산

지금의 포스코퓨처엠은 2019년 음극재 생산법인 포스코켐텍이 양극재 생산법인 포스코ESM을 합병하며 출범했다. 내화물, 케미칼(콜타르·피치) 등의 사업을 하던 포스코케미칼(현 포스코퓨처엠)이 이차전지 소재인 양극재와 음극재를 함께 생산하는 법인으로 재탄생한 시기다. 이중 이차전지 원가의 가장 높은 비중(40% 이상)을 차지하는 양극재가 에너지소재 사업의 핵심이다.

출범 당시 포스코퓨처엠의 양극재 생산시설은 구미(1만톤), 중국(5000톤) 등에 있긴 했으나 생산능력은 10만톤에도 미치지 못했다. 이에 포스코퓨처엠은 본격적인 이차전지 소재 사업자로의 성장을 위해 2019년 전남 광양에 9만톤 규모의 양극재 공장을 구축하기 시작했고 지난해 11월 공장을 준공하며 단번에 생산능력을 10만톤까지 끌어올렸다.

광양공장의 생산능력은 단일 공장 기준 세계 최대 규모로. 앞으로 포스코퓨처엠이 포항, 북미, 유럽 등 생산거점을 확대하는 과정에서 표준모델로 활용되는 곳이다. 단순히 규모가 크기 때문이 아니라 기존의 사람에게 의존하던 생산·분석·관제 설비를 자동화 시스템으로 대체해 생산 과정에서 있을 수 있는 오류에 즉각 대처하며 조업 안정성을 높였다. 예를 들어 생산공장 2층에 있는 품질분석실에는 공기압력을 활용한 에어슈팅 기술(초속 5m)을 적용해 각 생산현장에서 채취한 제품 샘플을 사람이 직접 운송하지 않도록 했다.

자동 분석시스템이 샘플을 분석하지만 특별분석의 경우 연구원이 직접 제품을 들여다본다. 특별 분석이 필요한 경우는 불량품이 연속으로 나오거나 비가 많이 오는 경우 등이다. 수소·산소와 잘 반응하는 리튬을 핵심 원료로 하는 양극재는 제품 특성상 수분에 취약한 구조다. 요즘과 같이 장마가 계속될 때는 혹시 모를 제품 불량에 대비하기 위해 연구원들이 특별분석에 돌입한다.

포스코퓨처엠은 이러한 제품 취약점을 해소하기 위한 자체적인 R&D를 통해 단입자 양극재 개발도 완료해 상용화에 성공했다. 단입자 양극재는 소재 구조를 하나로 결합한 제품으로 강도와 열안정성 측면에서 강점을 보인다. 포스코퓨처엠이 양극재 기술의 '집약체'로 자랑하는 제품으로 지난 4월부터 글로벌 고객사를 대상으로 출하를 시작했다.

단입자, N86(니켈 비중 86%) 등 양극재 포트폴리오 다변화의 핵심 공장으로 자리잡은 광양공장 구축 효과는 올해 하반기부터 본격화될 것으로 예상된다. 상반기 포스코퓨처엠의 양극재 매출은 1조5000억원 정도로 예상되는데 이는 지난해 양극재 매출(1조7220억원)과 비슷한 규모다.

반년 만에 작년 1년 동안 벌어들인 매출에 육박하는 수입을 거뒀음에도 포스코퓨처엠은 올 한해 양극재 목표 매출을 4조원으로 잡고 더 높은 성장을 기대하고 있다. 상반기까지는 기존 제품인 N65(니켈 비중 65%)가 주로 판매됐지만 하반기 들어 N86과 같은 하이니켈 제품 판매가 늘면서 목표 달성이 가능할 것으로 전망된다.

◇원료·리사이클링, 그룹 계열사 뒷받침

포스코퓨처엠이 지금까지 100조원이 넘는 규모의 양극재 수주에 성공했다. 단일 규모로 가장 큰 액수는 삼성SDI와 한 NCA(리튬·니켈·코발트·알루미늄) 양극재로 공급 계약(40조261억원)이다.

수주 물량을 맞추기 위해 계속해서 쏟아져 나오는 검정색 양극재의 주요 원료는 '하얀 석유'라 불리는 리튬과 배터리 용량을 결정짓는 니켈이다. 양극재 생산을 뒷받침하려면 그만큼 원료 확보가 중요 요소인데 포스코그룹은 광양공장 주변에 포스코필바라리튬솔루션(리튬 광물)과 포스코HY클린메탈(폐배터리 리사이클)의 공장을 구축해 이를 지원한다.

이는 철강을 기업의 모태로 하는 포스코가 가장 잘하는 분야이기도 하다. 제철산업은 철광석과 유연탄 등을 가져와 공장에서 가공한 후 제품을 만드는 구조다. 여기서 중요한 것이 광산 확보인데 포스코는 이 과정에서 광석류로 눈을 돌리며 자연스럽게 이차전지 소재 사업에 뛰어들었다. 포스코가 이차전지에 뛰어든 힌트를 여기서 찾을 수 있다.

소재 사업 진출을 지원하던 곳이 광양제철소로 포스코그룹은 포스코퓨처엠을 비롯한 포스코필바라리튬솔루션, 포스코HY클린메탈 등을 포함한 이차전지 소재 콤플렉스를 광양에 구축했다.

손동기 포스코퓨처엠 양극소재실장은 "구미에서 양극재, 세종에서 음극재를 생산하면서 앞으로는 원료가 중요하다고 생각했다"며 "원료사업을 광양에서 했기 때문에 원료가 있는 광양에 콤플렉스를 구축했다"고 말했다.

포스코퓨처엠 광양공장 바로 옆에 포스코필바라리튬솔루션이 위치하고 있으며 길 건너편에는 포스코HY클린메탈이 있다. 호주 리튬광산 보유 기업 필바라미네랄스와의 합작법인인 포스코필바라리튬솔루션은 현재 공장 건설 작업이 한창이며 올해 10월 2공장 준공, 내년 2월 1공장 준공을 거쳐 제모습을 갖출 예정이다. 연간 4만3000톤 규모의 고순도 수산화리튬을 공급한다.

포스코HY클린메탈의 경우 앞으로 폐배터리 리사이클 공정을 통해 니켈(2500톤)·코발트(800톤)·탄산리튬(2500톤) 등을 생산·공급하는 역할을 맡았다. 이제 막 1공장이 구축됐으며 나머지 2~3공장은 향후 폐배터리 시장 확대에 따라 구축될 예정이다.