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※ 풍력발전과 희토류 영구자석
풍력발전은 태양광 발전과 함께 신재생에너지의 한 축을 담당하고 있는 발전원입니다.
최근 풍력발전기가 점점 대형화 되면서 내구성과 부품경량화가 매우 중요한 이슈로 대두되고 있는데, 특히 대형 터빈의 내구성, 그 중 기어박스(증속기)의 경량화와 내구성이 중요해지고 있습니다. 또한 터빈의 효율과 유지보수 비용 절감에도 도움이 되고 있습니다.
참고로 기어박스는 풍력터빈에서 가장 유지보수가 빈번하게 필요한 부품입니다.
증속기는 블레이드의 회전을 통한 주축의 저속회전을 발전용 고속회전으로 변환해주는 장치인데, 풍력발전이 대형화 되면서 기어박스가 기계적 한계점을 봉착하였습니다.
이러한 기어박스의 한계를 뛰어넘기 위해, MW급의 풍력발전기에서는 기어박스 대신 영구자석을 이용한 새로운 형태의 기어리스 증속기가 보편화되고 있습니다.
2020년 기준 글로벌 해상 풍력터빈의 72%, 육상 풍력터빈의 25%가 기어박스 대신 희토류 영구자석을 사용하고 있으며, 이 비중은 점점 더 늘어나고 있는 추세입니다.
기어가 없는 형태의 증속기는 대규모의 영구자석을 사용하게 되는데,
예를 들어 10MW급 풍력발전기에 7,000kg의 45SH 등급 영구자석이 소요되는데, 이는 100대의 풍력발전기를 만들기 위해 700톤의 영구자석이 필요하다는 계산이 나오게 됩니다. (유니슨 자료 참고)
영구자석은 자력의 세기(Br)와 보자력(Hc, 자성을 유지하는 힘)이 중요하며, 이를 M, H, SH, UH, EH, AH 등으로 구분하고 있습니다.
45SH 등급은 150도의 온도에서도 자력을 유지하면서 자성을 유지하는 등급으로 많은 양(4-6%, 중량기준)의 중희토류인 디스프로슘(Dy)를 첨가해야 합니다. (디스프로슘의 중량비중은 4 - 6%이지만, 원가비중은 50%이상입니다.)
참고로 전기차/하이브리드 구동모터용 영구자석은 200도에 가까운 온도를 견뎌야 하기 때문에 UH등급의 영구자석이 필요하며 디스프로슘의 함량이 8 – 10%가 사용되어야 합니다.
국내에서 유일하게 영구자석을 생산하고 있는 성림첨단산업의 영구자석 국내 Capa(현풍공장)가 1,000톤임을 감안할 때, 풍력발전기 100대를 만들기 위해서 국내 영구자석 생산시설 거의 대부분을 사용해야 할 정도로 많은 양의 영구자석이 필요합니다.
풍력발전사업도 탈중국이 공급망 구축이 매우 중요한데, 풍력발전 사업의 미래를 위해서도 영구자석의 원활한 수급이 반드시 뒷받침되어야 합니다.
※ 희토류 영구자석 기술의 진보와 최근 동향. Part 2.
● Nd-Fe-B계 영구자석의 제조
Nd-Fe-B계 영구자석의 일반적인 제조공정은 합금 설계, 분말 제조, 자장 배향 성형, 소결 및 열처리 단계로 구분할 수 있음.
1) 합금설계
경희토류(Nd, Pr)와 중희토류(Dy, Tb) 등을 포함한 기본 합금 조성을 설계하고 자기적 특성 향상을 위해 필요한 첨가 원소의 종류와 양을 결정함.
2) 분말제조
Jet Mill 공정에서 5마이크로 이하로 분말을 제조함.
3) 자장 배향 성형 및 소결, 열처리를 통해 성형체를 소결
4) 가공 및 표면 코팅 처리를 함으로써 영구자석이 제조 됨.
● 최근 기술 동향
이전에는 자석의 잔류자속밀도를 향상시키는 방향으로 기술이 개발되었으나, 최근에는 중희토류를 사용하지 않고 보자력을 향상시킴과 동시에 잔류자속밀도를 극대화하는 방향으로 기술이 개발되고 있음.
Nd-Fe-B계 영구자석의 보자력을 향상시키기 위해서는 결정의 역자구가 발생할 확률을 줄이는 게 중요.
결정립의 미세화와 결정립계 입계상의 제어를 통해 보자력을 향상시켜, 중희도류의 사용량을 저감.
● 입계확산법
입계확산법은 Dy, Tb의 사용량을 감소시키기 위한 기술임.
입계확산법은 일본의 ShinEtsu, Hitachi 금속, TDK 에서 개발되고 상업화 되었음.
입계확산법을 활용하면 Dy 사용량을 저감하면서 동시에 잔류자속밀도 저하 없이 보자력을 기준 대비 약 30% 증가시킬 수 있음.
Hitachi는 새로운 입계확산법을 개발하여 HEV 구동모터용 영구자석의 Dy함유량을 기존 8%에서 4%로 절감할 수 있었음.
자료인용 : 물리학과 첨단기술 9월호 “희토류 영구자석 기술의 진보와 최근 동향” (저자 : 김효준)
※ 미국, 태양광 셀 수입쿼터 확대
동남아 4개국에 대한 미국 상무부의 반덤핑(예비판정), 상계관세(최종판결)가 오는 10월에 결정됨에 따라, 2025년부터 본격적인 태양광 셀에 대한 대규모 공급부적이 발생할 것으로 전망되고 있습니다.
2024년 현재 기준, 미국의 태양광 셀 Capa는 전무한 상황이며 2025년 생산을 목표로 7.8GW의 태양광 셀 공장이 건설 중에 있습니다.
이 중 3.3GW가 한화솔루션의 조지아공장 증설 분입니다. 그 외 Meyer Burger(2GW), SPI Energy(1.5GW) 등이 셀공장을 건설 중이기는 하지만 상업양산이 계획보다 지연될 것으로 보여집니다.
이에 미국 정부는 원활한 태양광 셀 공급을 위해 해외에서 생산된 배터리 셀의 수입 쿼터를 기존 5GW에서 12.5GW로 증가시키기로 결정하였습니다.
동남아 4개국에 대한 반덤핑 관세(70.36% - 271.28%)로 인해 태양광 부품의 주요 수입처였던 이들 국가들로부터 더 이상 수입하기가 어려워졌기 때문에, 미국은 태양광 부품에 대한 공급선을 확보해야 하는 상황입니다.
모듈의 경우 2024년 기준 미국에서 가동되고 있는 Capa가 34GW로 충분하기 때문에 모듈은 문제가 되지 않으나, 태양광 셀의 경우는 매우 심각한 공급부족이 불가피한 상황입니다.
비중국산 폴리실리콘을 사용한 태양광 셀은 라오스, 인도네시아, 한국 등으로부터 수입될 것으로 보여집니다.
그리고 미국에서 모듈과 같이 충분한 양의 셀이 생산 될 때 까지, 미국 현지와 이들 국가에서 태양광 셀을 생산하는 업체들이 큰 수혜를 볼 것으로 전망됩니다.
이번 바이든 행정부의 태양광 셀 수입쿼터 확대는 미국 내 태양광 제품의 공급난을 완화하여 미국에서 태양광 설치 수요 확대에 일조할 것으로 보여집니다.
또한 이번 조치의 최대 수혜업체는 미국 내에서 대규모 태양광 모듈 생산 Capa를 가지고 있는 업체들이 될 것으로 보여지며, 그 중 결정질 실리콘 태양광 모듈을 만드는 업체들의 수혜 강도가 높을 것으로 보여집니다. (미국 내 모듈 제조 단가 하락으로 가격경쟁력 상승)
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● 주요내용 요약
지난 월요일 바이든 행정부는 미국에서 모듈(패널)을 생산하는 업체들을 위해 태양광 전지(Cell) 면세 수입쿼터를 기존 5GW에서 12.5GW로 늘리기로 결정하였음.
현재 해당 과세율은 14.25%임.
해당 관세는 14.25%의 관세는 트럼프 행정부 시절이었던 2018년, 통상법 201조에 의거 부과되었으며, 주로 아시아지역에서 생산되는 태양광 부품업체들을 대상으로 하였음.
바이든 행정부는 이미 지난 5월 태양광 셀에 대한 수입쿼터 증가를 고려해왔었으며, 이는 미국의 기후변화 아젠다를 달성하기 위해 클린에너지의 생산을 장려하기 위한 목적을 지니고 있음.
https://www.reuters.com/world/us/biden-allows-more-solar-cell-imports-avoid-trump-era-tariffs-2024-08-13/
테슬라의 배터리 내재화계획 후퇴와 리비안의 배터리 내재화 철회를 비롯하여 여러 유럽 신생 배터리업체들이 아직까지도 배터리 양산소식이 들려오지 않는 것에서 알 수 있듯 배터리 산업은 진입 난이도가 매우 높은 산업입니다.
기술개발(R&D)도 쉽지 않지만 특히 양산이 어려운 산업으로 신규업체들은 배터리 개발에 성공하였다고 해도 양산과정에서 발생하는 수많은 문제점으로 적자가 누적되며 사업을 지속하기 어려운 환경에 처할 가능성이 높습니다.
테슬라도 현재 이러한 과정을 겪고 있다, 최근 배터리 전극 외주화 및 외주물량 확대로 방향을 전환하는 것으로 보이며, 자원을 자율주행과 AI에 집중하려는 것으로 보여집니다.
글로벌 배터리업계는 상위 6개업체(LG에너지솔루션, 삼성SDI, SK온, 파나소닉, CATL, BYD)로 재편될 것으로 보이며, 신규업체들의 설자리는 계속해서 줄어들 것입니다.
배터리와 마찬가지로 소재산업도 업력과 고객사와의 협력 경험(레퍼런스)이 중요한데, 기존 업체들은 오랜 기간에 걸쳐 다양한 사건사고를 겪으면서 노하우를 체득하고 이를 메뉴얼화하여 실시간 대응이 가능하지만 신규업체들은 아직 경험이 부족하여 즉각적인 문제 대처능력이 떨어질 수밖에 없습니다.
장기적으로 소재업체들도 규모의경제와 원가경쟁력을 확보한 소수의 업체들로 재편될 것으로 보이며, 레퍼런스와 수직계열화, 대규모 CAPA 및 원가경쟁력, R&D 능력을 확보하지 못한 신규업체들은 장기적으로 2차전지 생태계에서 살아남기 어려울 것으로 보여집니다.
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※ 배터리 양산이 어려운 이유.
1. 양산단계에서 변수가 너무나 많음.
2005 – 2007년 엘지에너지솔루션(당시 엘지화학)이 양산라인 문제가 있었고, 이를 해결하기 위해 문제점을 찾았는데 약 200개가 넘는 문제점이 발견되었음.
절반이 R&D 과정에서의 문제점, 나머지 절반이 생산현장에서 나오는 문제점이었음.
신규 업체들의 경우 배터리 개발만 하면 양산은 따라오는 것이라고 생각하는 경우가 많은데, 양산과정에서 발생하는 수많은 문제점이 발생함. 이 하나하나의 문제점을 해결하는 것이 기업의 노하우임.
신규업체들이 사업에 뛰어들거나 또는 기존업체라도 무리한 확장을 하는 경우, 여러 부분별 인력부족문제를 비롯한 수많은 문제점이 발생할 수밖에 없음.
2. 고객사(완성차 메이커)마다 배터리에서 요구하는 스펙이 다름.
성능, 안전기준, 품질관리 수준이 다 다르기 때문에 고객사에 맞춰 테스트단계에서부터 디테일한 조정이 들어가는데 신규업체들은 이 단계에서부터 많은 난관에 봉착할 수 있음.
신규업체가 양산까지 성공하는 과정은 매우 매우 어려운 과정이 필요함.
3. 양산 문제에 대한 예.
(1) 안정성 중점을 두고 배터리를 설계하게 되면 에너지밀도가 제한이 될 수 밖에 없음.
개발자는 마진율을 높이는 방향을 추구하고, 마진율을 높이는 방향으로 생산을 하면 수율이 나빠질 가능성이 높음. 이는 모든 배터리업체들이 항상 겪을 수밖에 없는 문제임.
(2) 각 공정의 설비들 마다 공정능력지수인 CPK값이 시간대별로 변화가 있어 CPK값을 시간대별로 조정을 해줘야 함. 시간에 따라 제대로 조정이 되지 않으면 양품이 생산되지 못함.
● 라인관리
라인 당 약 10 - 15명의 관리인원이 필요함. (파우치 조립라인 기준)
최신 배터리 생산시설은(북미 기준) 10 – 20개 라인이 있는데, 이럴 경우 약 200명 정도의 관리인원이 필요함.
이전에는 6 – 7개 라인. (100명이내)
기존 업체들은 오랜 경험을 토대로 여러 기술들이 표준화되어 있어 보다 빠르게 배터리를 개발할 수가 있으며 이는 신규업체와의 차이를 계속 확대시키는 요소임.
● 공정별 특징 및 전극공정의 중요성
배터리 품질을 좌우하는 공정은 전극 공정임.
전극공정은 매우 디테일하게 다뤄야 하는 공정임.
믹싱부문에서는 혼련(잘 섞이는 것), 층분리 등을 잘 컨트롤 하는 것이 중요.
가장 중요한 부분은 코팅공정에서 전체 광폭면(1.2m 이상) 일정한 두께로 코팅하는 것.
롤프레스 공정도 압연을 얼마나 밀도있고 균일하게 해주는 것도 중요함.
조립공정은 파티클 관리 등이 중요한 공정임.
활성화 공정은 셀 성능에 맞는 품질을 컨트롤 해주는 게 중요함. 각 셀 모델별로 활성화 조건이 다름.
● LG에너지솔루션과 중국 배터리산업
중국 배터리 업체들이 LG에너지솔루션이 중국 배터리업체들의 사관학교다 라는 얘기를 많이들 하였음. 중국 업체들의 인력은 LG에너지솔루션에서 나온 사람들이 많음.
초기 LG에너지솔루션 난징 공장은 전극공정 라인이 없었고, 오창에서 전극을 중국으로 보내주었음.
2015년 이후 3공장부터 전극공장을 중국에 설치하기 시작하였음.
중국 공장이 커지면서 많은 인력들이 중국에서 체류하게 되면서, 중국에 R&D센터도 만들게 되었음.
각형 배터리는 중국 배터리업체들도 상당한 노하우를 가지고 있음.
● 양산을 위한 기간 및 스마트팩토리의 어려움
R&D를 완료한 신규 배터리업체가 양산라인을 만들 때까지 최소 3 - 4년의 시간이 필요하다고 보고 있음.
이후 고객사의 요구조건에 맞고, 시행착오를 겪으면서 양품을 양산하는 것은 4년 + 알파의 시간이 필요함.
알파의 시간은 고객사들과의 협업과 시스템에 의해서 결정될 것임.
스마트팩토리가 기대만큼 안되는 이유는 글로벌적으로 포진해 있는 다양한 생산시설들의 장비 및 설비 납품업체들이 각기 다르고 공장마다의 작업조건이 다르기 때문에 스마트팩토리화 할 때 애로사항을 겪고 있음.
스마트팩토리를 위한 파라미터 세팅의 난이도가 매우 높음.
● 매뉴얼화(경험)의 중요성
가장 최신 공장인 노스볼트 공장에서 2023년 말 폭발사고가 발생하여 인명사고가 있었음.
전극에서 집진기 필터를 교체하다가 사고가 발생하였음.
조립공정에서도 용접시 흄가스가 발생하고 이를 잘 포집하고 이를 처리하는 문제 등에서도 다양한 사고가 발생할 수 있음.
한국 기업들도 이전에 이런 사고들을 겪었으며, 신생업체들의 경우 이러한 사고들을 겪을 가능성이 높음.
기존 업체들은 이미 다양한 사건사고를 통해 매뉴얼화가 되어 있음.
LG에너지솔루션이 이런 부분에서 매우 앞서 있음.
BYD도 관리 수준이 높은 편임.
중국 탑티어 업체들(CATL, BYD)은 관리 수준이 높은 데 반해 그 외 업체들은 관리 수준이 느슨한 편임.
https://www.youtube.com/watch?v=XeBSWYSwY84&t=115s
※ 기업의 의사결정 과정과 언론기사를 통한 투자의 위험성
기업의 의사결정 과정과 실행은 일련의 과정을 거치게 됩니다.
국제관계와 지정학 → 매크로 → 산업 방향성 → 고객사 의사결정 → 협력업체와 협의 → 협력업체 의사결정 → 대외 발표(공시, 뉴스 등)
“얼티엄셀즈 3공장 건설 일시중지”를 하나의 예로 들면, 이 결정이 뉴스로 보도되기까지 오랜 기간에 걸친 의사결정 과정이 있었을 것입니다.
예상보다 시간이 더 걸리는 탈중국 공급망 구축, 미국 대선의 불확실성(트럼프 리스크)과 같은 지정학과 정치적 상황에 전기차 시장의 성장률 둔화(캐즘) 현상, 기술적 트렌드의 변화(원가절감, 안전성 등)등이 맞물리면서 전기차 완성업체들(OEM)은 투자에 대한 의사결정 과정을 진행 중에 있었습니다.
GM은 사업환경 분석과 내부논의를 통해 방향성을 설정하고, 협력업체인 LG엔솔과 다시 협의를 진행하며, LG엔솔은 GM과의 협의를 바탕으로 또 다시 LG엔솔의 여러 협력사들과 의견조율 과정을 거쳐 관련 내용이 외부로 발표됩니다.
즉, “얼티엄셀즈 3공장 건설 일시중지”와 같은 내용이 기사를 통해 보도되어 투자자들에게는 새로운 소식으로 보여질 수 있으나, 회사 내부에서는 이미 꽤 이전부터 준비해왔던 사안입니다.
2024년 2월, GM의 메리 바라 회장이 한국에 방문했을 당시 얼티엄 2공장 3공장에 대한 논의도 LG엔솔과 있었던 것으로 추정됩니다. 당시 메리 바라는 얼티엄 공장들에 대한 폼팩터 변화(파우치에서 각형, 원통형 라인 추가) 검토를 요청이 있었던 것으로 보여집니다.
그리고 LG엔솔과 협력사들 간의 내부적 검토와 같은 일련의 과정을 통해 얼티엄 3공장에 대한 건설 일시중지와 같은 뉴스가 보도된 것으로 보여집니다.
추가적으로 율촌화학과 얼티엄셀즈 간의 1.5조 계약 취소도 이러한 과정의 부산물로 추측되고 있습니다.
이미 시장의 일부 참여자들은 그들의 인사이트(분석)와 네트워크를 통해 어느 정도의 대응을 했다고 생각되며, 이미 어느 정도는 해당 주가에 반영되어 있다고 생각됩니다.
때문에 현재 보도되는 뉴스들 보다는 이후에 어떤 일들이 2차전지 산업에서 벌어질지에 대해 고민해보는 것이 중요합니다.
예를 들면, 최근 해리스의 지지율 상승으로 이전까지 다소 움츠러들었던 북미 OEM사들과 배터리업체들이 해리스 당선 이후의 시나리오도 지금 고민하고 있을 수 있습니다.
또한 트럼프가 당선된다고 해도, 이후에 관세가 높아지면 해당 산업에 어떤 영향을 주게 될지에 대한 고민도 필요합니다.
● (추가 분석 없는) 언론기사를 통한 투자의 위험성
주식시장에서 언론기사는 투자자들에게 많은 영향을 줍니다.
특히 현실적으로 정보의 접근성이 제한되어 있는 개인투자자들의 경우 뉴스는 정보를 접할 수 있는 가장 좋은 루트가 되어줍니다.
하지만 정보소비의 최하단에 있는 개인투자자들에게 언론 보도(블로그, 텔레그램, 유투브 같은 SNS도 넓은 의미에서 포함)는 독이 되는 경우가 많으며, 다수의 투자자에게 정보가 동시에 전달되는 정보의 특성상, 단편적 내용을 통해 투자판단을 하는 경우 좋지 못한 결과로 이어지는 경우도 빈번합니다.
이러한 정보의 특성을 잘 알고 있는 일부 시장 참여자들은 실제 뉴스를 통해 투자자들의 심리를 역이용하는 경우도 종종 있는 것이 사실입니다.
때문에 단편적인 뉴스에 따라 투자결정을 하는 것에서 벗어나, 추가적인 분석을 통해 뉴스를 재해석하고 투자에 활용하는 것이 필요하다고 보여집니다.
투자자의 역량에 따라 분석의 범위는 한정될 수 있지만, 지정학, 매크로, 데이터, 산업, 기업 등 다양한 분석이 필요합니다. 개인적으로 한국 시장에서는 대주주와 시장 수급 분석도 매우 중요하다고 보고 있습니다.
※ 미국 태양광 셀 공급부족 Part. 3
● 미국 태양광 발전 시장 성장
지난 1,2년간 미국 정부의 동남아 4개국 태양광 셀/모듈 수입 관세 면제 및 관세국경보호국(CBP)의 통관 절차 간소화 등으로 인해 미국의 태양광 모듈 공급문제가 크게 완화되었음.
2023년 미국의 신규 태양광 발전설비는 40.3GW(dc)로 전년 대비 76% 증가하였음.
노동력 부족, 전력망 연결 지연, 고금리 등 많은 문제점이 있음에도 불구하고 Wood Mackenzie와 SEIA는 2024년부터 2029년까지 미국의 신규 태양광 발전설비는 연평균 40GW를 초과하여 250GW이상이 설치될 것으로 전망하고 있음.
Mackenzie와 SEIA의 예측은 항상 보수적이었기 때문에, 실제 미국의 신규 태양광 발전 설치량은 더욱 낙관적임.
● 미국 태양광 모듈/셀 생산능력
미국 본토의 태양광 셀 생산 계획(가동중+공사중+계획발표)은 30.4GW으로 매우 부족한 상태임.
현재기준 가동 중인 셀 생산시설 : 없음 / 건설 중 : 7.8GW / 계획 중 : 22.6GW
미국 시장의 높은 판매가격, IRA45X와 AMPC와 같은 보조금은 글로벌 태양광 제조업체들이 미국에 생산시설을 건설하도록 유도하였음.
SEIA 통계에 따르면, 미국 현지의 모듈 생산능력은 78.4GW가 계획되어 있으며, 이 중 34GW가 완료되어 가동 중에 있으며, 건설중인 규모는 23.65GW임.
태양광 셀의 경우, 현재 가동 중에 있는 생산시설이 없으며, 생산계획(건설 중 포함) 만 30.4GW가 있음.
모듈 대비 셀의 GW당 투자액이 더 크며, 기술 장벽도 높고 투자기간도 더 길기 때문에 미국에서의 셀 생산시설의 증설은 모듈대비 더디게 진행되고 있음.
미국에서 모듈 생산시설의 증설이 빠르게 늘어나고 있지만 셀의 증설이 더뎌 새로운 공급 병목이 예상되고 있음.
SEIA 데이터에 따르면, 2024년 1분기 기준 미국의 모듈 생산능력은 26.6GW로 2023년 4분기 대비 11GW 증가하였음.
이에 따라 미국의 2024년 1분기 모듈 생산량도 2.8GW로 2023년 1분기의 1.3GW대비 증가하였음.
InfoLink에 따르면, 2024년 미국의 태양광 모듈 생산능력은 연말기준 50GW로 증가할 것으로 전망하고 있음.
한화Q-Cell, Silfab, Solar4America 및 Meyer Burger 등의 제조업체들이 적극적으로 증설을 계획하고 있음. 하지만 설비 배치 기간, 가동률의 제약 등으로 실제 생산량은 Capa대비 크게 낮을 것으로 예상됨.
태양광 셀의 경우, InfoLink는 2024년 말 기준 7.3GW에 달할 것으로 예상하지만 미국 최초의 대규모 셀 생산시설의 실제 운영은 좀 더 지켜봐야 함.
미국의 태양광 셀 Capa는 지속적으로 상승하여 2027년에는 38.15GW에 도달할 것으로 예상되고 있음.
● 미국 태양광 셀 공급부족
미국의 태양광 셀의 실제 생산은 예상보다 낮을 것으로 보이며, 부족한 부분을 메우기 위해 수입에 의존해야 할 것으로 보임.
대략적인 통계에 따르면, 2024년 말 기준 미국의 태양광 모듈 생산능력은 57GW로 예상되며, 계획된 증설 Capa를 고려하였을 때 2025년 하반기 정도면 미국 내 태양광 모듈 수요를 충족시켜줄 수 있을 것임.
이에 비해 태양광 셀의 생산능력은 2024년 말 기준 8.8GW에 불과한 상황임.
기존 계획된 프로젝트들이 순조롭게 진행된다면, 2026년 말 미국의 태양광 셀 생산능력은 36.2GW에 달할 것으로 예상되어 여전히 미국 내 수요를 충족시키기 어려움.
2024년 들어 미국에서 태양광 모듈 가격이 하락하고, 미국 대선의 영향으로 인한 불확실성으로 미국의 태양광 셀 증설이 다소 지체되는 모습도 보이고 있음.
올해 Colorado Springs에 위치한 Meyer Burger의 2GW 태양광 셀 프로젝트가 연기되었으며, Heliene의 1.5GW 셀 및 1GW 모듈 프로젝트도 연기된 바 있음.
자료인용 : Southwest Securities 발간 “해외 태양광 셀 시장 분석” (2024. 08. 06)
※ 미국 태양광 셀 공급부족 Part. 1
● 미국 태양광 셀 시장
미국에서 태양광 셀 공급 부족은 최소 2-3년 지속될 것으로 보여짐.
보수적인 가정 하에 2024년부터 2026년까지 미국의 태양광 셀 공급 부족량은 각각 35.9GW, 18.9GW, 2.4Gw로 추산됨.
부족분은 반덤핑, 상계관세 대상인 동남아시아 4개국에서 관세를 지불하고 수입하거나, 인도, 터키, 유럽의 셀 제조업들로부터 조달 될 것으로 보여져, 어떤 곳으로부터 조달 받아도 수입가격이 높아질 것임.
미국과 미국 외 지역에서의 셀의 가격차이(프리미엄)는 8 - 10센트/W임.
현재 미국현지에서 생산되는 셀 제조원가는 동남아시아산 대비 W당 6-7센트 정도 높음.
미국, 인도네시아, 라오스 및 중동에서 태양광 셀 생산능력이 있는 업체는 미국에서 높은 프리미엄을 누릴 수 있음.
● 인도네시아, 라오스, 중동
인도네시아, 라오스, 중동에서 생산되는 태양광 셀은 중국이나 동남아 4개국과 같은 관세 제한을 받지 않아, 이들 국가에서 생산하여 미국으로 수출하면 높은 프리미엄을 누릴 수가 있음.
● 인도 및 터키의 태양광 셀
인도와 터키의 태양광 셀 기술은 중국업체들에 비해 뒤떨어지며 생산원가도 비교적 높음.
인도에서 생산되는 단결정 PERC 모듈의 가격은 23.8센트/W로 글로벌 평균 제조원가인 11.5센트/W보다 두 배 이상 높음.
인도산 태양광 셀은 중국 산 대비 약 3센트/W 높은 것으로 추정됨.
터키에서 생산되는 태양광 셀의 최저가격은 약 7.2센트/W로 중국산 대비 약 3센트/W 이상 높음.
인도와 터키에서의 태양광 셀 생산비용은 상대적으로 높으나, 미국으로의 태양광 셀 수출은 초과 이익을 낼 수 있을 것으로 예상됨.
자료인용 : Southwest Securities 발간 “해외 태양광 셀 시장 분석” (2024. 08. 06)
※ 주요 응용분야별 영구자석 함량 : 전기차 및 해상풍력용 NdPr-Dytb 영구소결자석
네오디뮴 영구자석은 다양한 영역에서 활용되고 있는데, 이 중 가장 중요한 네오디뮴 영구자석은 전기차용 구동모터에 들어가는 영구자석과 해상풍력용 터빈에 사용되는 영구자석입니다.
이들에 쓰여지는 영구자석은 높은 온도환경에서 자성을 잃지 않아야 하는 특성을 지니고 있어 이를 위해 중희토류인 디스프로슘이나 터븀을 반드시 첨가해야 합니다.
전기차나 해상풍력용 영구자석은 네오디뮴 영구자석이라고 부르기 보다는 디스프로슘 영구자석이라고 부르는 편이 더 합당할 수도 있습니다. (전체 제조원가 중 디스포슘의 비중이 60%)
네오디뮴(소결 or 접합), 알니코, 페라이트, 사마륨코발트 등 여러 종료의 자석이 있지만, 고온에서작동할 수 있는 구동모터와 해상풍력용 디스프로슘(또는 터븀)이 들어간 네오디뮴 영구소결자석이 가장 중요한 영구자석이라고 할 수 있습니다.
그리고 디스프로슘을 상대적으로 적게 쓰고 동일한 성능을 만들 수 있는 것이 NdPr-DyTb 소결영구자석업체의 경쟁력이라고 할 수 있습니다.
전기차 구동모터(Traction motor)로 사용되는 영구자석 동기모터(PMSM)에는 약 2kg의 영구자석이 사용되며, 고온에서의 작동을 위해 EH 및 AH 등급의 자석이 사용됩니다.
EH/AH 등급 영구자석은 디스프로슘이 약 8 – 12%가 포함되며 200도이상의 고온환경에서도 자성을 잃지 않고 안정적으로 작동합니다.
해상풍력발전 터빈(기어리스 타입, 직접구동방식)에는 영구자석(SH등급)이 MW당 650kg이 들어가며, 경우에 따라서는 약 3톤의 SH등급 영구자석을 사용하기도 합니다.
SH 등급 영구자석은 디스프로슘이 약 4 – 6% 포함되며, 150도까지 견딜 수 있습니다.
자료인용 : 한국무역협회 2023. 13호 (2023. 08. 11)
※ 희토류 영구자석의 공급망 현황과 시사점. 네오디뮴 영구자석 NdFdB을 중심으로
Part. 2. 영구자석 공급망의 주요 이슈
● 희토류 수요 증가
네오디뮴 영구자석 수요는 2020년 11.9만톤에서 2050년 75.3만톤으로 증가할 전망.
전기차와 해상풍력 설비가 수요증가를 주도하고 있음.
영구자석 수요의 증가에 따라 원료가 되는 희토류 광물의 수급 차질이 발생할 우려가 커지고 있음.
2022년 글로벌 네오디뮴 자석용 네오디뮴-프라세오디뮴(NdPr)의 공급량은 중국의 공식/비공식 NdPr 산화물 생산량인 4만톤을 포함하여 총 6.5만톤으로 추정됨.
풍력터빈, 전기차에서 사용되는 영구자석은 고온에서 작동되어야 하며 이를 위해 중희토류인 디스프로슘이 필요하며, 디스프로슘의 수요 증가세는 네오디뮴을 능가할 것임.
미국 에너지부에 전망에 따르면, 2020년 대비 2050년 미국 내 NdPr의 수요가 293%, 디스프로슘의 수요는 594% 증가할 것으로 예측
● 중희토류의 지역편중성 및 가격변동성
네오디뮴 영구자석의 수요가 급증하면서 고온에서의 자력 유지를 위해 첨가되는 중희토류인 디스프로슘과 터븀의 가격이 크게 상승.
디스프로슘과 터븀이 영구자석에서 차지하는 증량은 10% 내외이나 전체 원가에서 차지하는 비중은 60 – 70%에 달함.
최근 터븀 가격의 급등으로 영구자석에서 터븀 대신 디스프로슘을 사용하는 비중이 늘고 있음.
2022년 기준 디스프로슘 가격은 kg당 498달러, 터븀 가격은 kg당 2,392달러임.
중희토류는 실질적으로 중국에서만 생산이 이뤄지고 있음.
중희토류는 거의 대부분 이온흡착형 광상에서 생산됨.
이온흡착형 광상은 중국 남부지역(강서성, 광동성, 복건성, 허난성, 광시성, 운남성, 절강성 등) 및 미얀마 북부에 분포.
미얀마에서 생산된 중희토류도 가공을 위해 전량 중국으로 보내지기 때문에 중희토류 생산은 중국이 사실상 장악하고 있음.
참고로 중국 네이멍구 바이윈어보 광산은 경희토류의 함량이 높음. (세륨 49%, 란탄 27%, 네오디뮴 17%)
칠레, 미국 등도 중희토류 생산을 추진 중이나 광상의 특성과 기술, 경제성 문제로 어려움을 겪고 있음.
미국에서 가동중인 유일한 희토류 광산인 마운틴퍠스(MP)는 주료 경희토류가 생산되고 있음. (세륨 52%, 란타넘 30%, 네오디뮴 12%, 프라세오디뮴 4%, 기타 2%)
자료인용 : 한국무역협회 2023. 13호 (2023. 08. 11)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 9.
● 동남아산 태양광 부품 수출 : 모듈외 셀, 웨이퍼는 수출 가능할 것
미국 내 태양광 모듈의 생산원가가 30센트/W라고 가정하였을 때, 동남아산 모듈이 12세트/W 이상의 반덤핑, 상계관세가 부과되면 미국 수출 경쟁력을 상실할 수 있음.
다만 동남아에서 셀과 웨이퍼를 생산하고, 미국에서 모듈을 만들 경우 다음과 같은 이유로 가격경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 예상됨.
1) 미국 현지에서 모듈을 생산할 경우 7센트/W의 IRA 제조 보조금(PTC)을 받을 수 있음.
2) 관세 201조에 따라 매년 5GW의 셀에 대해 면세한도가 있음. 2023년 미국의 태양광 셀 수입은 3.5GW였기 때문에 2024년의 태양광 셀의 면세한도가 7.5GW로 높아질 수 있음.
이럴 경우 전체 필요량의 약 14%정도(7.5GW)의 태양광 셀이 관세를 피할 수 있음.
3) 미국산 폴리실리콘을 사용하여 미국에서 태양광 모듈을 만들 경우, 10%의 추가적인 IRA 보조금을 받을 수 있음. 이는 약 5센트/W에 해당되는 프리미엄임.
미국의 동남아 4개국 산 태양광 제품에 대한 반덤핑, 상계관세로 인해 모듈의 미국 수출은 어렵지만, 셀 및 실리콘 웨이퍼는 동남아에서 생산하여 미국으로 수출되도 가격경쟁력을 가져 수출될 수 있을 것임.
다만 이들 제품들은 비중국산 폴리실리콘을 사용해야 함.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 7.
● IRA, PTC 보조금 : First Solar 사례
First Solar가 지원받은 보조금은 제조원가의 77%를 차지할 것으로 예상됨.
2023년 보고서에서 First Solar는 PTC를 신청하였다고 하였음.
2023년 1월 1일 이후 미국에서 생산된 First Solar의 제품은 보조금 요구사항을 충족하고 있으며, 보조금은 실리콘 웨이퍼 6달러/㎡(약 6센트/W), 셀은 4센트/W, 모듈은 7센트/W로 총 17센트/W였음.
보조금은 대차대조표에 포함되고, 제조원가 절감으로 이어져 회사의 총이익률과 순이익률 증가로 직접적으로 이어짐.
First Solar는 2023년 제조원가를 W당 21.8 – 22.4센트로 예상하고 있어, 보조금 17센트/W를 계산시, 보조금은 First Solar의 직접비용의 약 77%를 커버할 수 있는 금액으로 추산됨.
First Solar의 보조금은 직접 현금화가 가능하며, 2023년 말 First Solar는 금융 서비스 업체인 Firserv와 1 : 0.96의 비율로 보조금을 매각하는 계약을 체결하여, 총 6억 6천만달러를 현금화 하였음.
First Solar에 따르면, 2024년부터 2026년까지 미국 현지 생산이 증가함에 따라 IRA는 매년 약 25%의 이익률 증가로 이어질 것임.
First Solar의 사례에서도 알 수 있듯, IRA 제조보조금은 미국 현지 태양광 제조업체의 안정적 운영에 필수적임.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 5.
● 미국 태양광 모듈, 셀, 실리콘웨이퍼 생산능력
미국은 태양광 모듈에 대한 생산능력은 태양광 설치 수요를 충족시킬 수는 있지만, 실리콘 웨이퍼와 태양광 셀에 대한 생산능력은 부족한 상태임.
SEIA에 따르면, 2024년 2분기 기준 미국에서 가동중인 모듈 생산능력은 34.0GW에 달하며 건설중인 생산시설을 감안했을 때 44.4GW의 태양광 모듈 생산이 가능하며 이는 미국 현지 수요를 충족할 수 있는 양임.
하지만 미국의 실리콘 웨이퍼 및 태양광 셀 생산능력은 매우 부족한 상황으로, 건설 중인 생산시설을 고려해도 각각 14.3GW, 30.4GW에 불과한 실정임.
때문에 향후 1, 2년 동안 실리콘 웨이퍼와 태양광 셀에 대한 구조적인 부족에 직면할 것임.
● 동남아 4개국 제재에 따른 영향
2024년 10월 미국 상무부의 예비 판결 이후 미국의 태양광 밸류체인은 큰 변화가 있을 것임.
미국 상무부는 2024년 10월 예비 판결을 완료하면, 동남아 4개국의 태양광 제품에 대한 반덤핑, 상계관세에 해당하는 보험료(연체료) 납부가 시작됨.
동남아 4개국의 태양광 제품 생산시설들은 Capa를 부분적으로 중단하고, 또한 생산량의 일부를 미국이 아닌 다른 지역으로 배정할 것으로 예상됨.
또한 관세의 영향에서 벗어난 라오스나 인도네시아로 수출되어 일부 물량이 이 지역들을 통해 미국으로 수출될 것임.
장기적 관점에서 미국 제재의 핵심목표는 해외 생산능력 전체를 타겟에 두고 있기 때문에 미국 본토에 생산시설이 있어야 미국의 제재를 피할 수 있을 것임.
제재 이후 공급 부족에 의한 부품가격 상승 및 미국의 풍부한 생산보조금을 고려할 때, 배터리 셀은 동남아에서 생산하고, 모듈은 미국 현지에서 생산하는 방법도 하나의 해답이 될 수 있음.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 3.
● 동남아 태양광 제품 우회수출에 대한 반덤핑, 상계관세
○ 반덤핑조사 및 상계관세조사 스케줄
1. 2024년 4월 24일 : 미국 태양광 제조무역연맹 소속 업체 탄원서 제출
2. 2024년 5월 14일 : 미국 상무부 반덤핑 및 상계관세 조사 시작
3. 2024년 6월 10일 : ITC, 반덤핑(AD) 및 상계관세(CVD)에 대한 예비판정
4. 2024년 7월 18일 : DOC, 상계관세에 대한 예비판정
5. 2024년 10월 1일 : DOC, 반덤핑에 대한 예비판정
6. 2024년 10월 1일 : DOC, 상계관세에 대한 최종판정
7. 2024년 11월 15일 : ITC, 상계관세에 대한 최종판결
8. 2024년 11월 22일 : 상계관세 집행
9. 2024년 12월 16일 : DOC, 반덤핑에 대한 최종판정
10. 2025년 1월 30일 : ITC, 반덤핑에 대한 최종판정
11. 2025년 2월 6일 : 반덤핑 관세 집행
○ 동남아 4개국에 대한 반덤핑 조사에 따른 덤핑마진의 관세범위
1) 베트남 271.28%
2) 캄보디아 125.37%
3) 말레이시아 81.22%
4) 태국 70.36%
미국의 동남아 4개국에 대한 보조금 및 덤핑 조사에 대한 예비판결이 2024년 10월에 완료될 것으로 예상됨.
2024년 4월 24일, 미국의 7개 태양광에너지 업체(First Solar, 한화 Qcells, Meyer Burger, Mission Solar, REC Silicon, Convalt Energy, Swift Solar)는 캄보디아, 말레이시아, 태국 및 베트남 4개국에서 생산되는 태양광 셀과 부품에 대해 반덤핑 및 반보조금 조사를 시작하였고, 이들 제품들에 대해 부과될 세율은 최대 271.28%(베트남 반덤핑 관세)임.
2024년 6월 7일, 미국 국제무역위원회(ITC)는 긍정적 예비 판결을 완료했으며, 미국 상무부는 2024년 10월 1일과 7월 18일(8월로 연기?)에 반덤핑 및 상계관세 예비 판결에 대한 후속조치를 발표할 예정임.
미국 상무부의 예비판결이 발표된 이후 최종 지침이 발표되기 전에 관련 제품을 계속 수입하기 위해서는 세관에 반덤핑, 상계관세에 해당하는 보험료를 납품해야 하며, 최종 지침은 2025년 2월에 발표됨.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 2.
● 여전히 화석발전이 지배하는 미국 전력구조
현재 미국의 전력구조는 여전히 화석에너지가 지배적이며, 장기간에 걸쳐 태양광 발전이 성장할 가능성이 높음.
2023년 미국의 전체 신규 발전설비 중 태양광 발전의 비중이 53%였으나,
2022년 기준 전체 발전량 중 태양광 발전이 차지하는 비중은 5%에 불과함.
신규 태양광 발전 설비가 빠르게 증가하고 있지만, 여전히 미국의 발전시스템은 화석에너지의 비중이 절대적으로 높고, 태양광의 비중은 매우 낮은 상태로, 미국이 목표한 2050년 넷제로를 달성하기 위해서는 태양광 발전의 더 빠르게 설치할 필요가 있음.
● ITC와 IRA
ITC(Investment Tax Credit, 투자세액공제)는 여전하며, IRA가 미국 태양광 발전 성장의 핵심 원동력이 되어주고 있음.
투자세액공제(ITC)는 태양광 프로젝트 초기 투자 비용 중 일정 비율의 세액공제(현금화 가능)를 제공하여 투자비용을 절감할 수 있게 해줌.
ITC는 2006년 실행 이후 여러 차례 연기 및 조정되었지만 항상 26 – 30%의 실질 세금 공제비율을 유지해왔음.
2022년 바이든 정부는 IRA를 공표함으로써, 미국 정부의 가이드라인을 준수하는 태양광 프로젝트에 최대 40%의 추가 세금 공제를 받을 수 있게 해주었음.
● 2024년 빠른 태양광 설치 증가
바이든 행정부는 동남아시아 4개국의 태양광 모듈에 대한 상계관세 면세를 2024년 6월 6일에 종료하였음.
2024년 12월 3일 이전에 완료되는 태양광 프로젝트에 한해서는 동남아산 태양광 모듈 재고를 사용해도 여전히 면세를 받을 수가 있어 올해 말까지 미국 태양광 프로젝트들의 빠른 설치가 예상되고 있음.
2023년 4분기부터 미국 발전소용 태양광 발전설치가 증가하기 시작하여, 이후 2분기 연속 전년동기대비 약 140%이상 증가하였고, 실제 설비 설치량은 계약량을 초과하였음.
SEIA에 따르면, 2024년 1분기 미국에는 102GW의 태양광 모듈 재고가 있으며, 이는 태양광 설치 규모를 더욱 높아질 것으로 예측되고 있음.
EIA에 따르면(설치규모 1MW 이상만 고려), 2024년 5월 기준 미국에서 계획된(보고된) 태양광 프로젝트는 각각 37.1GW, 26.9GW, 15.6GW였으나,
2024년 이미 계획된 프로젝트의 71%인 26.2GW가 가동(9.5GW), 완공(4.8GW), 설치중(11.9GW)에 있음.
● 2024년과 2025년 미국 신규 태양광 설치량 예상
2024년과 2025년 미국의 신규 태양광 발전 설치는 43GW와 52GW에 달할 것으로 예상하고 있으며, 중장기적인 태양광발전의 수요는 계속 증가할 것임.
미국이 금리 인하주기에 진입함에 따라 태양광 발전의 경제성은 더욱 높아질 것이며, 미국 현지의 태양광 공급망이 개선됨에 따라 태양광발전의 설치량도 빠르게 증가할 것으로 예상.
SEIA는 2024년 미국의 태양광 발전(유틸리티 기준) 설치량이 약 40GW가 될 것으로 예측하고 있으며, 2025년 이후에도 매년 약 40GW 이상의 신규설치가 지속될 것으로 전망하고 있음.
EIA는 2024년 미국 태양광 발전의 설치량이 43GW(부하기준)에 달할 것으로 예측하고 있음.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 삼성SDI 2Q24 실적 컨콜 : 각형배터리 관련
최근 배터리 산업에 있어 각형 폼팩터에 대한 관심이 높아지고 있는 모습이 보여지고 있는데, 이번 삼성SDI의 컨콜을 통해서도 이러한 업계 동향을 확인해 볼 수 있었습니다.
각형 배터리는 타폼팩터 대비 특히 냉각효율과 내구성에 장점을 지니고 있습니다.
배터리관리에 있어 가장 중요한 것은 열(저항)관리이며, 열관리는 배터리의 수명과 성능에 직결되어 있는 부분입니다.
각형배터리의 알루미늄 캔은 재질의 특성상 (니켈도금강판이나 파우치 대비) 빠르게 냉각되는 성질을 지니고 있습니다. 캔의 재질 외에도 사각형의 형태는 넓은 면적을 냉각시스템과 접촉 시킬 수 있습니다.
때문에 셀 사이나 하부의 냉각시스템(에어 또는 액체 등)을 이용하여 배터리의 온도를 효과적으로 관리할 수 있는 특성을 지니고 있습니다.
이는 배터리 내부저항을 줄여주어 배터리의 성능과 수명유지에 도움을 줄 수 있습니다.
또한 각형배터리는 타폼팩터 대비 우수(파우치 대비)하거나 비슷한(원통형 대비) 내구성으로 인해 모듈단계를 생략한 CTP, CTC, CTB 적용에 유리한 측면을 지니고 있습니다.
각형배터리의 단점인 셀 단위에서의 무게와 에너지 밀도는 CTP를 적용함으로써 극복가능하며, 동시에 배터리 팩 전체의 원가절감 및 차량 내 공간 효율화에도 유리합니다.
원통형 배터리의 경우 차세대 폼팩터인 46파이가 이제 시작되는 기술로 아직 폭넓은 적용까지는 시간이 남아 있고, 파우치는 고전압 미드니켈을 활용한 배터리나 전기차용 LFP배터리에서 좀 더 강점을 지닐 것으로 보여지고 있어,
현재 예측으로는 향후 전체 배터리 시장에 있어 각형 폼팩터의 비중이 좀 더 높아지는 방향으로 갈 것으로 예상되고 있습니다.
● 각형배터리 관련 (삼성SDI 컨콜 내용 중)
안전성 및 배터리 팩 설계 측면에서 각형배터리의 장점이 부각되는 중.
안전성 측면에서 각형 배터리는 구조 상 열 전파 현상 방지에 최적화 되어 있음.
각형 배터리는 하부 냉각판과의 접촉면이 넓어 배터리 발열 시 주변으로 열이 확산되는 것을 방지할 수 있음.
팩설계 측면에서 추가적인 안전장치 없이 셀을 바로 탑재할 수 있어 효율성이 좋음.
셀투팩(CTP), 셀투샤시(CTC) 등을 통한 에너지 밀도증가 및 원가절감이 가능함.
각형 폼팩터의 비중이 지속적으로 확대될 것으로 전망되며, 실제 OEM들의 각형 관련된 협력 요청이 늘어나고 있음.
※ 한화솔루션 : First Solar 비교 및 동남아 4개국 반덤핑 관세 최대 수혜 (+ 미국 태양광 셀 쇼티지)
SUMMARY
현재까지 여러 이유로 (박막형, 비중국산 의존도가 낮음, 대규모 AMPC 수령) 높은 프리미엄을 받아왔던 Fisrt Solar와의 밸류에이션 격차를 해소해 나갈 수 있을 것
결정질 실리콘 모듈은 생산단가가 상대적으로 높지만, 이론적으로 최고 효율에 근접해 있어 효율이 매우 높고, 수명이 긴 장점
박막형 모듈은 원가 경쟁력이 높고, 특히 중국이 장악하고 있는 폴리실리콘 기반에 비해 소재의 탈중국화가 유리한 측면을 지니고 있음. 단점으로는 결정질 실리콘 모듈 대비 광전변화효율이 낮고 수명이 짧은 단점
대표적인 결정질 실리콘 모듈 업체로는 Longi, Jinko, Trina 등 중국 업체들과 한국의 한화솔루션(Q Cell)이 있고, 박막 태양광 업체로는 미국의 First Solar(CdTd)가 대표적
한화솔루션은 미국 조지아주 달튼에 태양광 모듈 생산시설 5.1GW를 가동중에 있으며, First Solar는 오하이오주에 7.1GW(0.9GW 추가 증설완료)의 태양광 모듈 생산시설을 가동중
2024년 2분기 기준, First Solar가 36.9%라는 높은 영업이익률을 보여주고 있는 반면, 한화솔루션은 여전히 적자를 벗어나지 못하고 있음.
1) 태양광 모듈 제조 방식의 차이
First Solar가 주로 만드는 박막 태양광모듈은 폴리실리콘을 사용하지 않고, 주로 유리+ 카드뮴 + 텔루르(CdTe)를 사용하기 때문에 원소재 조달에 있어 중국산의 제약이 비교적 적은 편
폴리실리콘을 주요 원재료로 사용하는 결정질 실리콘 모듈을 만드는 한화솔루션는 가격이 비싼 비중국산 폴리실리콘을 사용해야 하기 때문에, 원가경쟁력에서 First Solar에 지금까지 열위에 있을 수 밖에 없었음. 특히 동남아 4개국 우회수출을 하고 있었던 중국업체들의 값싼 결정질 실리콘 모듈과 경쟁
2) AMPC 규모
6.2GW의 모듈 공장을 미국에서 가동하는 First Solar와 1.7GW의 생산시설을 가동했던 한화솔루션은 AMPC 규모에 있어 크게 차이가 날 수 밖에 없는 구조
중국산(동남아4개국 우회수출)과 직접적 경쟁관계에 놓여 있지 않는 박막형 모듈을 제조하는 First Solar의 가동률 또한 한화솔루션의 가동률 보다 더 높을 수밖에 없었음.
AMPC 보조금은 모듈 1W당 7센트이며, 이를 1GW로 환산하면 7천만달러로, 한화로 환산하면 1GW당 1,000억의 AMPC 보조금 수령이 가능
이론상, First Solar는 7.1GW 모듈 Capa를 지니고 있기 때문에 연기준 약 5억달러의 AMPC 보조금 수령이 가능하고, 한화솔루션은 5.3GW 모듈 Capa로 약 3.7억 달러의 AMPC 보조금 수령이 가능
2023년 말 기준, 이들 동남아 4개국에서 생산된 태양광 모듈의 미국 수입비중은 81%로 사실상 미국 태양광 모듈시장은 이들 동남아 4개국 제품이 미국 시장을 장악
동남아 4개국에서 생산되어 미국에 수입되는 모듈의 대부분은 단결정 결정질 실리콘 제품으로 한화솔루션과 직접적인 경쟁관계
동남아 4개국으로부터 수입되는 태양광 제품(모듈, 셀 등)의 미국 사용은 더 이상 어려울 것. (2024년 10월까지는 이전에 수입되었던 기존 재고물량은 사용 가능)
동남아 4개국에서 수입되었던 태양광 모듈은 대부분 결정질 실리콘 제품으로 이들 동남아 4개국으로부터의 수입감소는 한화솔루션이 가장 큰 수혜를 볼 수 있을 것
더욱이 2024년 하반기 기준, 한화솔루션의 미국 내 태양광 모듈 Capa가 5.1GW가 되기 때문에 조지아 공장 Capa 증가 및 가동률 증가는 매출 뿐 아니라 AMPC 수혜도 크게 증가할 것으로 전망
보수적인 가정 하에 2024년부터 2026년까지 미국의 태양광 셀 공급 부족량은 각각 35.9GW, 18.9GW, 2.4Gw로 추산
2024년 현재 기준 미국에서 건설 중에 있는 태양광 셀의 Capa는 7.8GW이며, 가동되고 있는 태양광 셀 생산시설은 전무한 상황
미국의 태양광 셀 면세 수입쿼터 확대 조치는 미국에서 가장 대규모로 결정질 태양광 모듈을 생산하는 한화솔루션이 가장 큰 수혜
잉곳과 웨이퍼 3.3GW도 함께 건설 중에 있는데, 카터스빌 생산시설이 가동되면 미국에서 유일한 결정질 실리콘을 잉곳부터 웨이퍼, 셀, 모듈까지 수직계열화한 업체가 될 것
https://blog.naver.com/nihil76/223548994500
※ 희토류 영구자석 기술의 진보와 최근 동향. Part 1.
● 잔류자속밀도와 보자력
영구자석의 성능은 크게 2가지로 평가할 수 있음.
1) 자력의 세기를 나타내는 잔류자속밀도(Br)
2) 외부의 반대 자력에 대항해 자력을 지켜내는 힘인 보자력(Hc)
B(자석의 세기)와 H(보자력)의 곱의 최대치를 최대 에너지적(BHmax)로 정의하며 흔히 영구자석의 성능을 나타냄.
● 영구자석의 역사
1) 페라이트 자석
1950년 대에 개발된 페라이트 자석은 철강 냉연공장의 산세 공정에서 염산 폐액을 정제하면서 부산물로 얻은 산화철(Fe2O3)이 주 원료임.
자석의 원재료가 저렴하고 제조 방법도 간단하고 화학적으로도 안정되어 있음.
2) 사마륨코발트(SmCo) 자석
1960년대에 사마륨과 코발트를 사용한 새로운 자성물질이 개발되었음.
페라이트 자석과 유사한 공법으로 생산되지만, 강력한 보자력과 잔류자속밀도를 지니고 있어, 사마륨코발트 자석을 시작으로 1970년대부터 본격적인 영구자석의 시대가 열리게 되었음.
하지만 사마륨(Sm)이 희토류 중에서도 매우 희소한 금속이라는 점과 코발트의 생산이 특정지역에 한정(콩고민주공화국) 한정되어 있어 원재료의 수급과 가격 문제가 있음.
3) Nd-Fe-B계 자석
1980년대 코발트 대신 철을 사용하고 희토류 광석 중에서도 비교적 함량이 풍부한 경희토류(La – Nd) 원소를 사용한 화물에 대한 연구가 시작되었고, 1984년 네오디뮴과 철을 사용한 영구자석이 개발되었음.
● 희토류와 Nd-Fe-B계 자석과 중희토류 절감(입계확산법)
Nd-Fe-B계 영구자석의 30%(중량기준 wt%)이상이 네오디뮴으로 희토류에 대한 의존도가 높은 자석임.
특히 전기 자동차 구동모터는 150도 이상의 환경에서 작동해야 하기 때문에 높은 보자력이 필요하고 이를 위해 네오디뮴의 함량을 더 높이고, 디스프로슘(Dy)이나 터븀(Tb)과 같은 고가의 중희토류를 첨가해야 함.
디스프로슘과 터븀과 같은 중희토류는 자원량이 많지 않고, 특정 국가(중국)에 의해 전략적으로 컨트롤 되고 있음.
때문에 디스프로슘을 합금으로 만드는 방법 대신 입계에 확산시킴(입계확산법)으로써 중희토류의 사용량을 절감하는 방향으로 기술개발이 이뤄지고 있음.
자료인용 : 물리학과 첨단기술 9월호 “희토류 영구자석 기술의 진보와 최근 동향” (저자 : 김효준)
※ BMW, 노스볼트 2조원 공급계약 취소 관련
유럽 최대의 로컬 배터리 업체이며, 신생업체 중 가장 먼저 배터리 사업을 시작하였고, 기술적으로도 앞서 있다고 평가 받아 왔던 노스볼트의 배터리 사업이 난항을 겪고 있는 상황으로 보여집니다.
BMW와의 일부 계약 취소와 함께, 최대 고객사이자 실질적 관계기업인 폭스바겐과의 협력도 재검토가 진행 중인 것으로 보도되고 있습니다.
배터리 산업에 있어 양산의 어려움은 이제 새삼스러울 것이 없습니다.
유럽과 미국의 많은 신생배터리/OEM 업체들이 전기차 붐을 타고 배터리 산업에 진출하고 배터리 내재화를 계획하였지만, 일부 중국업체들을 제외하고는 신규업체가 배터리의 상업적 양산에 성공하였다는 소식을 듣기 매우 어렵습니다.
특히 하이니켈 배터리의 경우 양산경험이 풍부한 CATL과 같은 중국업체들도 제대로 된 수율을 맞추고 있지 못한 상황입니다.
중국 업체는 중앙정부와 지방정부의 막대한 보조금을 바탕으로 수율에 신경 쓰지 않고 대량양산을 시도하면서 양산수율을 끌어올리는 전략을 취해 왔는데, 이러한 방식은 경제성을 무시할 수 없는 하는 한국 및 서구업체들은 시도할 수 없는 전략입니다.
유럽 신생업체의 선두주자였던 노스볼트나 대표적 전기차 OEM업체인 테슬라의 배터리 내재화도 역시 지지부진한 상황입니다.
노스볼트의 경우, 2020년 중국 장비업체인 리드차이나의 장비를 다 뜯어내고 국내 장비업체들로 라인을 다시 까는 경우도 있었고, 배터리의 경우도 하이니켈은 커녕, 미드니켈(NCM 522/623) 배터리도 경제성 있게 만들고 있지 못하는 상황입니다. (이번 BMW와의 계약 취소건은 NCM811 하이니켈로 추정됩니다.)
테슬라의 경우도 4680배터리의 양산에 어려움을 겪고 있으며, 내재화 취소까지 검토 중에 있는 상황입니다. 양극 건식전극을 통해 양산을 한다고 말하고 있는데, LG에너지솔루션도 건식전극의 양산적용시점을 2027년으로 목표하고 있는데 테슬라가 올해 안에 건식전극을 양산라인에 적용할지는 미지수입니다.
(R&D 단에서의 성공과 양산적용은 아예 다른 영역입니다. 참고로 전고체가 빠른 시일 안에 양산화가 안될 것이라고 예측하는 이유도 이와 같습니다.)
현재 시장에서 주목을 받아 왔던 ACC, PowerCo, 베르코어 등도 국내 관련업체들이나 현업자들의 기대가 많이 낮아져 있는 상황입니다.
이러한 신생업체들과 OEM업체들의 배터리 생산 어려움은 기존 배터리업체들(상위 6개업체)의 시장장악력을 더욱 공고히 하는 계기가 될 것으로 보여집니다.
그리고 특히 이들 신생 배터리업체들과 OEM업체들의 어려움은 3원계 그 중 하이니켈 부문에서 두드러지고 있으며, 이는 삼원계 하이니켈 양산기술력이 가장 뛰어난 한국업체들에게 큰 기회요인이 될 것이며, 이미 그렇게 되어가고 있는 중입니다.
엔트리급 전기차를 제외하고는 LFP배터리가 적합하지 않다고 보고 있으며, 이는 전기차의 SDV(Software Defined Vehicle), 자율주행이 고도화 될수록 LFP의 전기차 시장에서의 활용성은 떨어질 것으로 보여집니다.
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BMW와 노스볼트 간의 2조원 규모 배터리 공급계약 취소 뉴스가 있었으며, 이 물량이 삼성SDI로 간 것으로 추정되고 있음.
삼성SDI 헝가리 괴드공장 신규투자계획 발표. 2024년 4분기 투자시작 할 것으로 보여짐. 준공예정은 2025년 4분기.
괴드 2-2공장 13, 14라인이 현재 셋업 중에 있는데, 추가로 15, 16라인을 더 건설할 예정
시기적으로 봤을 때 BMW가 취소한 노스볼트 물량을 대응하기 위한 시설투자로 추정.
노스볼트와의 계약취소는 배터리 양산수율을 맞추지 못했기 때문으로 보임.
노스볼트는 현재 전체 Capa의 10-20% 뿐이 가동을 못하는 수준임.
스웨덴 쎌레프테오 16GW 생산시설 중 2GW정도만 배터리를 생산할 수 있는 상황임.
전반적인 분야에 있어 경험부족으로 봐야 함. 배터리는 신생업체가 제대로 제품을 양산하기 매우 어려운 산업임.
원래 삼성SDI의 정책은 1kw당 150달러 이하로는 판매하지 않는 게 원칙이었음.
삼성SDI가 원래부터 지금과 같이 보수적인 투자정책을 취했던 게 아니었음.
이전 박상진 사장 시절에는 배터리 라인을 100개 짓는 것이 목표였을 정도로 공격적이었음. 현재 운영하고 있는 라인이 30 - 40개라인 수준임.
보수적인 정책으로 타 업체 대비 상대적으로 좋은 수익성을 보여주고 있지만, 미국 진출과 같은 면에서는 실기를 한 측면도 있기 때문에 SDI의 과거 정책에는 장단점이 존재함.
https://www.youtube.com/watch?v=zVUzxFAglcg
※ 한화솔루션 & First Solar 비교
태양광 모듈은 크게 박막 태양광 모듈(Thin Film)와 결정질 실리콘 모듈(Crystalline Silicone)로 나눌 수 있습니다.
결정질 실리콘 모듈은 우리가 잘 알고 있는 폴리실리콘을 사용하여 웨이퍼를 통해 태양광 셀을 만드는 방식이고, 박막 태양광 모듈은 비정질 실리콘(대부분 CdTd)을 사용하여 얇게 만들어집니다.
대표적인 결정질 실리콘 모듈 업체로는 Longi, Jinko, Trina 등 중국 업체들과 한국의 한화솔루션(Q Cell)이 있고, 박막 태양광 업체로는 미국의 First Solar가 대표적입니다.
● First Solar와 한화솔루션 이익률의 차이
First Solar가 2023년 3분기 이후 30%이상의 높은 영업이익률을 보여주는데 반해, 한화솔루션의 태양광 사업은 여전히 적자를 보여주고 있습니다.
그 이유는 크게 2가지로 나눌 수 있는데,
1) 태양광 모듈 제조 방식의 차이
First Solar가 주로 만드는 박막 태양광모듈은 폴리실리콘을 사용하지 않고, 주로 유리+ 카드뮴 + 텔루르(CdTe)를 사용하기 때문에 원소재 조달에 있어 중국산의 제약이 비교적 적은 편입니다.
하지만 폴리실리콘을 주요 원재료로 사용하는 결정질 실리콘 모듈을 만드는 한화솔루션는 가격이 비싼 비중국산 폴리실리콘을 사용해야 하기 때문에, 원가경쟁력에서 First Solar에 지금까지 열위에 있을 수 밖에 없었습니다.
특히 동남아 4개국 우회수출을 하고 있었던 중국업체들의 값싼 결정질 실리콘 모듈과 경쟁을 해야 했었기 때문에, 미국에서의 경쟁력이 높지 못하였습니다.
First Solar는 이들 중국 우회수출 지역은 동남아 4개국과 직접적인 경쟁관계에 놓여 있지 않았습니다.
2) AMPC 규모
2023년 말 기준 First Solar의 미국 내 모듈 Capa는 6.2GW이며, 한화솔루션은 1.7GW(조지아 달튼)입니다.
참고로 한화솔루션은 2023년 조지아 달튼에서 3.3GW 모듈 공장을 추가로 증설하여, 시운전을 마치고 2024년 4월부터 모듈 상업생산을 시작하였습니다.
6.2GW의 모듈 공장을 미국에서 가동하는 First Solar와 1.7GW의 생산시설을 가동했던 한화솔루션은 AMPC 규모에 있어 크게 차이가 날 수 밖에 없는 구조입니다.
중국산(동남아4개국 우회수출)과 직접적 경쟁관계에 놓여 있지 않는 박막형 모듈을 제조하는 First Solar의 가동률 또한 한화솔루션의 가동률 보다 더 높을 수밖에 없었습니다.
● 한화솔루션, 동남아 4개국 우회수출 금지의 최대 수혜
오는 10월, 미국 상무부는 동남아 4개국에 대한 반덤핑 예비판결을 할 예정이며, 이후 동남아 4개국으로부터 수입되는 태양광 모듈의 미국 사용은 더 이상 어려울 것으로 보여집니다. (이때까지는 이전에 수입되었던 기존 재고물량은 사용 가능)
동남아 4개국에서 수입되었던 태양광 모듈은 대부분 결정질 실리콘 제품으로 이들 동남아 4개국으로부터의 수입감소는 한화솔루션이 가장 큰 수혜를 볼 수 있을 것으로 보여집니다.
더욱이 2024년 하반기 기준, 한화솔루션의 미국 내 태양광 모듈 Capa가 5.1GW가 되기 때문에 조지아 공장 Capa 증가 및 가동률 증가는 매출 뿐 아니라 AMPC 수혜도 크게 증가할 것으로 전망 됩니다.
참고로 결정질 실리콘 태양광 모듈은 박막형 대비 효율성이 10 – 12%정도 높으며, 수명도 긴 편이어서 운영유지비용이 절감되고 전력원 및 전원에 사용되는 유틸리티용 태양광 발전에 보다 적합합니다.
또한 현재 한화솔루션은 2025년 완공을 목표로 미국에 조지아주 카터스빌에서 모듈 3.3GW, 셀 3.3GW, 잉곳, 웨이퍼 3.3GW의 생산시설을 증설 중에 있습니다.
미국 현지에서 잉곳, 웨이퍼, 셀을 만들 수 있는 유일한 공장이 될 것이며, 이곳에서 생산된 잉곳, 웨이퍼, 셀도 AMPC 수혜를 받을 예정입니다.
참고로 First Solar는 미국에서 모듈 생산시설만 가지고 있습니다.
특히 2025년부터는 미국에서 대규모 태양광 셀 쇼티지가 예상되고 있기 때문에, 이 쇼티지의 최대 수혜는 한화솔루션이 될 수 있을 것입니다.
※ 미국 태양광 셀 공급부족 Part. 4
● 미국 태양광 셀 생산능력 부족, 미국 현지 및 해외 생산업체 수혜
덤핑 및 상계관세 대상인 동남아 4개국 보다 상대적으로 비대상 지역인 인도네시아, 라오스, 중동에 태양광 셀 생산시설을 가지고 있는 업체들이 수혜를 볼 것.
동남아 4개국을 제외한 지역과 미국 현지에서 태양광 셀을 생산하는 업체들은 매우 큰 수혜를 받을 것으로 예상됨.
2023년 말 기준, 인도네시아와 라오스의 태양광 모듈 총 생산능력은 3.5GW임. (인도네시아 3.5GW, 라오스는 현재 가동중인 공장이 없음)
2023년 말 기준, 인도네시아와 라오스의 태양광 셀 총 생산능력은 8.5GW임. (인도네시아 3.5GW, 라오스 5GW)
인도네시아와 라오스에 생산시설을 가지고 있는 업체들은 대부분 중국업체들이며, 비중국 업체로는 New East Solar(캄보디아), Apollo Solar(인도네시아), SEG Solar(미국) 등이 있음.
그 외, 중동, 인도, 터키, 유럽 지역의 태양광 셀 생산능력은 크지 않으며, 향후 실제로 생산시설 증설이 계획대로 이뤄질지 미지수임.
때문에 미국 현지 생산시설 외에 미국에 태양광 셀을 공급할 수 있는 곳은, 인도네시아와 라오스 가 우선적으로 고려될 것이며, 2025년 이후 중동도 추가되어짐.
● 미국 태양광 셀 쇼티지
Bloomberg NEF에 따르면, 2024년부터 2026년 미국의 신규 태양광 발전 설비는 각각 44.0GW, 48.5GW, 52.0GW로 전망되고 있음.
미국 현지 생산, 라오스, 인도네시아, 중동 등의 태양광 셀 Capa계획을 근거하면,
20204년부터 2026년까지 미국은 각각 35.9GW, 18.9GW, 2.4GW의 태양광 셀 공급부족을 겪을 것으로 추정 됨.
하지만 미국 대선 불확실선, P형에서 N형으로 바뀌는 셀의 트렌드 변화 등을 고려하였을 때 실제 Capa는 예상치보다 낮을 것으로 추정 됨.
따라서 미국에서의 태양광 셀 공급부족은 최소 2 – 3년 간 지속될 것으로 전망됨.
부족분은 높은 비용을 감수하고라도 동남아 4개국에서 조달될 것으로 보여짐.
이는 어떠한 방식으로든 미국에서 태양광 모듈/셀 가격을 상승시키는 요인으로 작용 될 것임.
● 미국 및 비 미국산 태양광 셀 판매가격 차이
미국과 미국 외 지역에서의 태양광 셀 판매가격의 차이는 8 – 10센트/W가 될 것으로 추정 되며, 미국 현지나 동남아 4개국 외 지역에 생산시설을 가지고 있는 업체들이 높은 프리미엄을 받게 될 것임.
미국 수입 통계 데이터를 보면, 2024년 1분기 미국의 태양광 모듈 수입가격은 29센트/W였으며, 셀의 수입가격은 0.15센트/W 였음.
2024년 1분기 중국 산 PERC 태양광 셀의 평균 가격이 0.38위안/W (0.05센트/W)였으며, TOPCon 태양광 셀의 평균 가격이 0.47위안/W (0.07센트/W)로, 미국 수입 태양광 셀 가격과의 가격 차이는 8 - 10센트/W 임.
Bloomberg NEF에 따르면, 보조금을 제외하고 동남아시아 태양광 셀을 사용하여 미국에서 생산된 태양광 모듈의 가격은 23.2센트/W였으며, 미국산 태양광 셀을 사용할 경우 모듈 가격은 30센트/W였음.
즉, 미국 현지 태양광 셀의 생산원가는 동남아시아 산보다 6-7센트/W 더 높은 것을 알 수 있음.
미국 현지, 인도네시아, 라오스, 중동 등에서 배터리 셀을 생산하면 미국 시장에서 높은 프리미엄을 얻을 수 있게 됨.
자료인용 : Southwest Securities 발간 “해외 태양광 셀 시장 분석” (2024. 08. 06)
※ 미국 태양광 셀 공급부족 Part. 2
● 반세계화 시대의 글로벌 주요국들의 태양광산업 보호정책
중국과 미국, 유럽을 비롯한 주요국들은 태양광 산업 육성을 위해 보호무역과 보조금 정책 등을 도입하였음.
중국은 저비용 첨단 생산능력을 지속적으로 확대하여 글로벌 태양광 산업의 중심이 되었음.
2023년 글로벌 생산량 기준, 중국(해외 자회사 포함)은 폴리실리콘의 91.6%, 웨이퍼의 98.1, 셀의 91.9%, 모듈의 84.6%를 차지하였음.
글로벌 에너지 전환의 가속화 되면서 미국, 유럽, 인도 및 기타 국가 또는 지역은 태양광 발전을 지원하기 위해 여러 무역 장벽 및 보조금 정책을 계속해서 도입하고 있음.
● 미국 : 관세 + IRA 보조금을 통한 리쇼어링
2022년 8월 16일, 미국 조 바이든 대통령이 서명한 IRA는 세금 공제 정책과 보조금을 통해 미국 신재생 산업에 대한 투자와 관련 산업을 발전시키고자 함.
IRA 법안 중 45X조항인 AMPC(Advanced Manufacturing Production Tax Credit)에 따르면 미국 본토에서 제조된 태양광 모듈 및 원자재, 인버터, 추적시스템 및 주요 광물에 대한 보조금을 지급하고 있음.
● 동남아 4개국에 대한 태양광 모듈 반덤핑, 상계관세 조사
2024년 5월 16일, 미국 상무부는 캄보디아, 말레이시아, 태국 및 베트남에서 수입되는 결정질 실리콘 태양광 제품에 대한 반덤핑, 상계관세 조사를 시작한다고 발표하였음.
2024년 6월 7일, 미국 국제 무역 위원회(USITC)는 동남아 4개국의 태양광 제품에 대한 반덤핑 및 상계관세 조사에 대한 예비 판결을 승인하였음.
위원회는 동남아 4개국으로부터 수입된 결정질 실리콘 태양광셀(모듈화 여부에 관계없이)로 인해 미국 산업이 큰 피해를 입었다는 합리적 근거가 있다고 판단하였음.
이러 7월 18일 상계관세에 대한 예비판결을 발표하고, 10월 1일에는 예비 반덤핑 판결을 발표할 예정임.
특별한 이의사항이 없는 경우, 해당 관세는 예비 심판이 통과된 이후부터 부과됨.
미국 상무부에 따르면 이번 반덤핑 관세는 베트남 271.28%, 캄보디아 125.37%, 말레이시아 81.22%, 태국 70.36%이며, 상계관세는 개발도상국 기준 2%임.
일반적으로 최종 결정된 세율은 미상무부의 관세율을 따름.
● 미국 태양광 모듈/셀 수입 및 자국 산업 육성
미국 인구조사국(Census Bureau)에 따르면, 2023년 미국은 55.6GW의 태양광 모듈(45.5GW 결정질 실리콘 모듈 및 10.1GW 카드뮴 텔루르화 필름 모듈)과 3.7GW의 태양광 셀을 수입하였음.
모듈 수입량은 전년대비 약 2배 증가하였으며, 셀 수입량 또한 전년대비 46% 증가하였음.
이중 동남아 4개국으로부터의 셀과 모듈 수입량은 전체 수입물량의 79%를 차지하였음.
미국은 동남아 4개국에 대한 반덤핑, 상계관세 부과를 통해 해외 태양광 모듈의 미국 시장 진입을 제한하고, 미국 내 제조사를 육성하기 위해 현지 제조업체에 보조금을 지급하려는 의도가 분명함.
자료인용 : Southwest Securities 발간 “해외 태양광 셀 시장 분석” (2024. 08. 06)
※ 전기차 전용 플랫폼과 배터리 폼팩터의 변화 (파우치에서 다양한 폼팩터로)
본격적인 전기차의 시작을 연 GM의 볼트EV와 닛산의 리프와 같은 전기차들이 파우치 폼팩터를 채택하면서 파우치형 배터리가 초기 전기차 시장의 주요 폼팩터가 채택되었습니다.
당시 볼트EV와 Leaf와 같은 초기 전기차들은 내연차의 플랫폼을 사용하였기 때문에, 형태 가공성에 있어 장점을 지니고 있는 파우치형이 보다 적합하였습니다. 즉 내연차 플랫폼의 빈 공간에 배터리를 자유롭게 재단하여 빈 공간에 배터리를 넣을 수 있었습니다.
또한 와인딩 공법을 사용하는 각형 대비 셀 당 에너지 밀도가 높고 셀당 무게도 낮은 장점도 지니고 있어 초기 전기차 시장에 가장 좋은 폼팩터였습니다.
에너지밀도와 무게는 주행거리와 직결되기 때문에, 상대적으로 주행거리가 중요했던 파우치형 배터리가 가장 좋은 선택지일 수밖에 없었습니다.
안전성 측면에서도 코발트와 망간의 비율이 높고(NCM111), 니켈의 비율이 낮아 배터리 안전성에서도 큰 문제가 발생하지 않았습니다.
내연차 플랫폼의 빈 공간을 자유로운 형태가공성을 통해 빈 공간에 최대한 많은 셀을 적재할 수 있고, 셀당 에너지 밀도가 높고 무게도 가벼운 파우치 배터리가 초기 전기차 시대에 매우 적합한 폼팩터였습니다.
● 테슬라의 등장
테슬라는 내연차 기반에서 탄생한 업체가 아니고 바로 전기차부터 시작한 업체였기 때문에 내연차의 플랫폼이 아닌 순수한 전기차 플랫폼을 가지고 시작한 업체였습니다.
때문에 테슬라는 전기차 전용 플랫폼을 통해서 배터리 전체가 팩을 통해 바닥에 깔리고 그 위에 구조물이 올라가는 현재와 같은 전기차를 만들 수 있게 되었습니다.
이러한 전기차 전용플랫폼의 적용으로 테슬라는 당시 가장 가격이 저렴하고 생산성이 높았고, 쉽게 구할 수 있었던 원통형 배터리를 통해 전기차를 만들며, 전기차의 패러다임을 바꾸는 역할을 하였습니다.
● 전기차 전용플랫폼과 하이니켈배터리, CTP 등
기존 완성차 업체들도 테슬라의 영향으로 전기차 전용플랫폼을 만들기 시작하였으며, 현대의 E-GMP, 폭스바겐의 MEB, GM의 얼티엄, BMW의 Neu Klasse(미출시) 등 다양한 전기차 플랫폼들이 등장하였고 파우치, 각형, 원통형 등 다양한 형태의 배터리 폼팩터들이 전기차에서 사용되기 시작하였습니다.
이후 하이니켈 NCM, LFP 등 다양한 양극소재의 배터리가 시장에 출시되었고, 또한 기존 셀-모듈-팩의 배터리 구조도 셀투팩, 셀투샤시, 셀투바디 등으로 발전하면서 다양한 폼팩터들이 각 완성차 업체와 배터리사에 상황에 맞게 전기차에 적용되었습니다.
특히 하이니켈과 실리콘음극재 등을 통해 에너지밀도가 높아지고, 모듈이 생략되는 CTP 방식의 적용이 활발해 지면서 배터리의 안전성 문제가 최근 이슈화되고 있습니다.
셀의 구조 상 파우치는 셀자체의 에너지밀도를 높게 구현시키는 것에는 유리하지만, 알루미늄 파우치 폼팩터의 기본적인 구조상 안전성이 상대적으로 떨어지는 단점이 있으며, 모듈 단계를 생략하는 CTP 적용도 타 폼팩터 대비 어려움을 지니고 있습니다. 특히 CTC, CTB의 적용은 더욱 더 어려운 문제점을 지니고 있습니다.
이런 이유로 최근 46파이 원통형 배터리와 각형배터리들이 OEM사들과 배터리 업체들의 주목을 끌고 있는 이유라고 할 수 있습니다.
전체적으로 각형의 적용이 좀 더 활발히 진행될 것으로 보이며,
중장기적으로는 울트라하이니켈+높은 실리콘 음극재를 채택한 배터리는 46파이 배터리가,
차체가 단단하고 무거우며 긴 주행거리가 필요한 픽업트럭이나 대형 SUV 전기차에는 CTP을 적용한 각형배터리 폭 넓게 적용될 것으로 보여집니다.
또한 볼륨 모델은 각형, 원통형, 파우치가 OEM사의 상황에 맞게 다양하게 적용될 것으로 보여집니다. 특히 고전압미드니켈이 상용화 되면 파우치형 폼팩터에 적용될 가능성이 높아 보이고 있습니다.
그리고 엔트리급 소형 전기차에는 LFP가 폭넓게 사용될 것으로 보여집니다.
※ 희토류 영구자석의 공급망 현황과 시사점. 네오디뮴 영구자석 NdFdB을 중심으로
Part. 2. 영구자석 공급망의 주요 이슈
● 중국의 희토류 관련 독점적 영향력 강화
중국은 희토류 공급망의 전 단계를 보유한 유일한 국가이며 글로벌 희토류 생산의 58%, 영구자석 생산의 92%를 차지하고 있음.
일본, 독일, 베트남 등도 영구자석을 생산하고 있으나 공급망의 일부 단계는 반드시 중국 또는 제 3국에서 조달 및 가공을 거쳐야 함.
중국은 희토류 산업의 통제를 위한 정책적 기반 구축에 주력하고 있음.
중국은 매년 2회 희토류의 채굴 및 제련량을 정하고 허가증을 보유한 국유기업에서만 생산하도록 관리
2015년부터 희토류를 수출허가 대상품목으로 지정하고 희토류 관련 목록을 지속적으로 추가하고 있음.
2020년 12월 시행된 중국의 수출통제법으로 희토류 수출을 통제할 수 있는 법적 근거를 마련하였음.
2022년 12월 중국은 수출금지 및 제한 기술목록 개정안을 발표하여 희토류 관련 기술의 통제 범위를 확대하였음.
희토류 영구자석 제조기술 및 합금소재 생산기술을 수출금지 목록에 추가하고, 희토류 정제련 기술을 제한기술목록에 추가하였음.
중국정부는 직간접적인 보조금과 정책 지원을 통해 중국 기업에 유리한 환경을 조성하고 타국가의 희토류 산업 발전을 견제하고 있음.
중국의 희토류 증치세(부가가치세) 환급제도 등을 운영, 희토류 원광 수입에는 관세를 면제, 영구자석을 수출할 때 13%에 해당하는 증치세를 환급해줌.
2019년 중국정부가 중국에서 수출한 희토류 자석에 대해 기업들에게 환급해준 세금이 약 2.2억 달러에 달함.
● 주요국의 영구자석 규제 강화
미국, EU 등을 중심으로 자국 안보와 환경적 지속가능성을 위해 중국산 희토류 및 영구자석에 대한 규제를 검토 중에 있음.
미국은 2022년 9월 중국산 희토류 영구자석에 대한 무역확장법 232조 적용 여부를 검토하고, 중국에 대한 높은 의존도가 국가 안보에 위협이 된다고 결론을 내렸음.
이를 위해 자국 생산 확대를 권고.
미국 내 영구자석 공급망 자립화가 진전된 이후 중국산 희토류 및 영구자석에 대한 규제 또는 관세 부과 등의 조치가 이뤄질 가능성이 있음.
EU는 CRMA(핵심원자재법)에 영구자석이 포함된 제품을 EU 역내에서 만드는 기업에게 구성물질에 대한 정보를 공개하도록 하였음. (MRI, 산업용 로봇, 전기펌프, 세탁기, 전자레인지, 청소기, 식기세척기 및 전기모터 등)
네오디뮴, 사마륨코발트, 알니코 영구자석의 경우 중량, 화학적구성 및 재활용에 관한 상세정보가 담긴 데이터 캐리어 부착의무를 부과하였음.
자료인용 : 한국무역협회 2023. 13호 (2023. 08. 11)
※ LG에너지솔루션 각형배터리 양산
그 동안 수면아래서 진행되었던 각형배터리에 대한 OEM들의 선호와 기존배터리의 업체들의 폼팩터 다양화 관련 소식이 최근 본격적으로 기사화되고 있으며,
이는 최근 컨퍼런스콜을 진행하였던 국내 배터리 3사를 통해서도 확인해 볼 수 있었습니다.
스텔란티스의 경우 향후 유럽에서 출시되는 전기차 신모델에는 모두 각형을 사용할 것으로 보여지며, 파우치 비중이 타 OEM사 대비 높았던 현대/기아차와 GM의 경우 각형 배터리의 적용을 점차적으로 확대할 것으로 보여집니다.
이 과정에서 각형 폼팩터에서 가장 앞서 있는 삼성SDI와 GM 및 현대/기아차의 협력이 보다 빠르게 진행될 것으로 보여지며, LG엔솔과 SK온도 고객사들의 차기 전기차에 각형 배터리를 납품하고자 하는 것으로 보여집니다.
통상 아무리 빨라도 전기차 신모델은 개발단계에서 출시까지 3년 이상 걸리기 때문에 LG에너지솔루션과 SK온의 각형배터리가 실질적으로 주요 OEM업체에 납품되는 시기는 3년후가 될 것으로 보여집니다. (기사에서도 2027년 3분기를 예상하고 있습니다.)
SK온도 진입장벽이 상대적으로 낮은 중국 지리자동차에 각형배터리 납품을 빠르게 납품하고 이후 기존 글로벌 고객사에 대응을 할 것으로 보여집니다.
폼팩터 변화에 있어 삼성SDI가 타업체 대비 좀 더 빠르게 수혜를 입을 것으로 보여집니다.
현실적으로 지금 당장 각형배터리를 대응할 수 있는 업체가 국내 업체 중 SDI가 유일하기 때문입니다.
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● 기사 주요 내용 요약
LG에너지솔루션은 2027년 3분기부터 각형 배터리 양산에 나설 예정임.
SK도 올해 초 각형 배터리 개발을 마친 상태.
LG에너지솔루션이 각형배터리 시장에 진출하는 이유는 고객사의 수요 때문으로, 안전에 민감한 유럽에서 특히 각형배터리를 선호하는 흐름이 있음.
가스벤트, 단락차단 등 안전장치가 있어 화재 등 문제가 발생해도 주변 전이가 잘 되지 않음.
알루미늄 캔을 외장재로 사용하기 때문에 외부 충격에도 강하고, 생산단가를 낮추기에도 유리.
에너지밀도 측면에서도 고성능 소재개발, 전극구조 개선(노칭앤스태킹 공법적용)으로 파우치셀과의 격차가 줄어들었음.
LG엔너지솔루셔과 GM 합작법인인 얼티엄셀즈 3공장 건설이 일시 중단되었는데, 그 배경으로 각형배터리 개발이 지목되고 있음.
엘티엄셀즈는 해당 공장에서 향후 각형 등 다른 형태의 배터리를 생산하거나, ESS전용 공장으로의 전환을 고려하고 있음.
https://biz.chosun.com/industry/company/2024/08/04/6CDZGWGIY5H5LIQTM2YNOFSYQA/?utm_source=naver&utm_medium=original&utm_campaign=biz
● SK이노베이션 컨퍼런스콜 : 각형배터리 관련
각형 배터리 기술 개발을 완료하였으며, 고객사와 공급을 논의 중에 있음.
※ 미국 태양광산업 분석. Part 8.
● 미국 및 글로벌 태양광 제품 가격의 괴리
국가 정책으로 인해 공급이 제한되면 프리미엄이 증가하는 경우가 많아, 이를 적절히 잘 활용하는 업체는 높은 수익을 얻을 수 있음.
미국과 그 외 국가들의 태양광 모듈 평균가격을 비교해보면 미국은 중국에 대한 제재를 강화한 이후 3차례에 걸쳐 가격차가 확대되었음을 알 수 있음.
1) 2022년 1분기
201조에 따라 중국에 대한 관세가 4년 연장되고, 동남아시아 4개국의 관세회피가 조사범위에 포함됨에 따라 동남아시아 4개국가으로부터의 공급 불확실성이 증가하였음.
2) 2022년 3분기
미국 국경 관련법안이 2022년 6월에 시행되었으며, 이후 미국 세관에서 대량의 중국산 제품에 대한 압류가 있었고 이로 인해 2022년 3분기에 태양광 제품에 대한 공급부족이 발생하였음.
3) 2023년 2분기
중국 내 폴리실리콘 가격이 급격히 하락하여 글로벌 태양광 제품가격 하락을 주도하였지만, 모든 중국산 폴리실리콘에 대한 금지(신장 지역 외의 폴리실리콘도 압류)조치로 미국으로 수출되는 태양광 제품은 반드시 비중국산 실리콘을 사용해야 했음.
이로 인해 미국 태양광 모듈가격은 글로벌 태양광 모듈 가격 하락의 영향을 받지 않았음.
2024년 10월 동남아시아 4개국산 태양광 제품에 대한 반덤핑, 상계관세가 시행될 것으로 예상됨에 따라 2023년 미국 수입의 81%를 차지하였던 동남아 4개국의 태양광 모듈 공급이 대부분 중단 될 것으로 예상되고 있음.
2023년과 2024년 1 - 3분기 수입 모듈 재고가 소진되면 미국 태양광 시장은 공급부족에 직면할 것으로 예상됨.
공급의 병목현상은 미국 내 태양광 모듈 가격을 상승시킬 것으로 예측되며, 보조금을 더 많이 받을 수 있는 현지 생산능력을 갖춘 기업은 높은 초과 이익을 얻을 것으로 예상됨.
● 미국 및 비중국산 폴리실리콘
비중국산 폴리실리콘 생산능력의 한계와 미국 현지 제조 비율 요구 사항은 미국 내 태양광 모듈 및 부품에 대한 쇼티지를 증가시킬 것임.
현재 미국으로 수출되는 모든 태양광 모듈은 국경관련법안(UFPLA)에 따라 비중국산 폴리실리콘을 사용해야 하며 그렇지 않으면 미국 세관에 의해 압류될 위험이 있음.
2024년 2분기 기준 미국 내 폴리실리콘 생산능력은 40,000톤에 불과하며, 이는 약 18GW의 태양광 모듈을 생산할 수 있는 수량임. (폴리실리콘 10,000톤으로 4.4GW의 모듈을 생산할 수 있음)
미국 산 폴리실리콘은 약 10%의 ITC 보조금을 받을 수 있음.
미국을 제외한 비중국산 폴리실리콘 생산능력은 약 59GW의 모듈을 만들 수 있는 13.5만톤에 불과함.
비중국산 폴리실리콘의 생산능력 부족은 미국 내 공급측면을 더욱 타이트하게 만들 것이며, 이로 인해 미국산 모듈의 프리미엄은 계속해서 유지 될 것임.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 6.
● IRA 및 미국 태양광 생산시설
2022년 8월 바이든 정부가 발표한 IRA는 신재생에너지 프로젝트에 대한 ITC(투자세액공제)와 PTC(생산세액공제) 보조금을 핵심내용으로 담고 있음.
태양광 산업에서 IRA는 주로 태양광 수요측면의 핵심 정책인 기존 ITC 정책의 연장과 강화에 있으며, 추가적으로 공급측면에서의 인센티브를 추가하여 미국 태양광 밸류체인의 선순환을 촉진시키고자 하고 있음.
공급측면에서, First Solar는 생산 보조금을 통해 2023년 이익이 크게 개선되었고, 순이익은 흑자전환하였음. 동시에 미국 내에서의 모듈 가격이 중국 가격보다 175% 높게 유지되었음.
향후 미국 시장에서의 해외산 태양광 모듈의 공급감소가 미국 현지 제조업체들의 이익을 향상시킬 것으로 예상됨.
● 미국 IRA, ITC 및 PTC로 인한 수요 및 공급측면의 혜택
○ 수요측면
IRA는 기존 ITC 정책을 연장 및 강화하는 동시에 제조업의 리쇼어링을 촉진시키기 위해 추가 인센티브를 제공하고 있음.
IRA는 프로젝트 디벨로퍼들에게 30%의 투자세액공제를 제공하며, 이를 2032년까지 연장하였음. (또는 탄소배출량을 2022년 대비 75% 감축할 때까지)
또한 노동 표준, 지역 내 제조, 에너지 특구, 저소득층에 대한 보조금 인센티브까지 추가함으로써 태양광 프로젝트는 최대 40%의 추가 세금공제를 받을 수 있음. (최대 총 70%)
IRA법안은 ITC를 기반으로 태양광 PTC(생산세액공제) 옵션을 추가하고 태양광 프로젝트도 발전량에 따라 세액공제를 받을 수 있게 하였음.
참고로 2024년 PTC 보조금은 최대 3.3센트/kwh임.
ITC는 초기 투자 비용을 기반으로 하며 프로젝트 초기에 현금으로 전환할 수 있으므로 프로젝트의 경제성을 보다 직접적으로 향상 시킬 수 있음.
PTC는 매년 발전량에 따라 지급되며, 후속 정책 변동에 따라 변할 수 있는 리스크가 존재함.
때문에 프로젝트 디벨로퍼 입장에서는 PTC보다 ITC를 선호함.
EPC 비용 USD 1/W 가정하고, 기준에 부합되면 100MW 태양광 발전소 건설에는 약 1억 달러의 초기 투자비용이 필요함.
프로젝트 딜벨로퍼는 ITC 보조금 지원으로 100MW 태양광발전소 건설에 약 3000만불에서 7천만불의 초기 투자 비용을 절약할 수 있음.
노동조건에 부합하였을 때, ITC는 3천만달러의 세금 공제를 제공하며, 세금공제는 바로 현금화 할 수 있음.
또한 현지 제조 요구 조건을 충족하고, 저소득 지역에 위치한 경우 추가로 3 - 4천만달러의 보조금을 받을 수 있어, 최종적으로 최대 7천만달러의 현금 보조금을 받을 수 있게 됨.
○ 공급측면
PTC는 미국에서 태양광 제품을 생산할 때 생산보조금을 제공하여 태양광 밸류체인의 미국 리쇼어링 가속화를 지원함.
수요측과 마찬가지로 IRA 법안은 공급자인 태양광 제품 제조업체에게 ITC 및 PTC 보조금을 제공하고 있음.
ITC는 공장 및 장비에 대한 초기 투자에 대해 최대 30%의 세금공제를 제공함. 단 노동 조건을 충족하지 못한 제조업체는 6%의 세금공제만을 받을 수 있음.
PTC는 태양광 모듈, 인버터, 지지대 및 기타 부품 제조업체들에게 제공되며, 제 3자에게 판매된 현지 생산 제품에 보조금을 제공함.
실리콘 웨이퍼, 셀, 모듈을 미국에서 생산하면 최대 17센트/Wdc의 제조 보조금을 받을 수 있어, 태양광 산업 밸류체인 현지화를 촉진시킬 수 있음.
공급측면에서는 PTC가 태양광 제품 생산업체들의 선호 보조금임.
○ ITC, PTC로 인한 미국 태양광 밸류체인의 리쇼어링
2024년 2분기 기준, 미국에서는 가동 중인 태양광 셀 및 잉곳, 웨이퍼 생산시설이 없음. (현재 일부 건설 중임.)
업스트림으로 갈수록 에너지 소비가 커지기 때문에 미국에서 생산 시 생산원가가 높아 경쟁력이 낮기 때문에, 우선적으로 원가 경쟁력이 상대적으로 높은 모듈, 셀 등의 생산시설이 먼저 미국에서 증설될 것임.
공급측에 제공되는 제조 보조금(PTC)으로 인해 단기적으로 First Solar와 같은 로컬 업체들의 Capa 증설이 활성화 되고 PTC로 인해 장기적으로 업스트림 업체들의 리쇼어링 또한 증가할 것으로 예상하고 있음.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 미국 태양광산업 분석. Part 4.
● 동남아 4개국 우회수출 금지 및 중국업체들의 대응
동남아 4개국은 중국 업체들의 조세 회피 기지 역할을 하였으며, 미국으로 수출되는 태양광 전지 및 부품의 주요 공급처가 되었음.
미국의 발전사업자들은 높은 수익을 위해 관세 면제기간 동안 동남아시아 4개국에서 수입을 늘려왔으며, 중국업체들도 이에 맞춰 동남아시아에서 Capa를 증설하였음.
2022년 6월, 미국은 동남아시아에 대한 2년 동안의 관세 면세 정책을 시행하였고, 2022년 8월 미국이 IRA정책을 발표함에 따라 관련 태양광 제품 수요가 크게 증가하여, 중국 태양광업체들은 미국 시장 공략에 초점을 맞췄음.
동남아 4개국은 이 기간 동안 현지에서 인프라 및 공급망을 구축하였고, N형 태양광 전지에 대한 대규모 Capa확장을 진행하였음.
Infolink Consulting에 따르면, 2024년 1분기 기준, 동남아 4개국 모듈 생산능력은 각각 약 77GW, 90GW임.
2023년 8월 미국은 동남아 4개국에 대한 반관세회피 최종 판정 결과를 발표하였으나, 여기에는 중국업체들이 동남아시아 생산에 대한 두 가지의 회피경로를 남겨두었음.
1) 동남아 4개국에서 실리콘 웨이퍼를 만들면 이는 회피로 볼 수 없어, 상계관세, 덤핑 대상이 아닐 수 있음.
2) 실리콘 웨이퍼를 중국에서 생산했다고 해도, 주요 6가지 부품(필름, 유리, 인버터, 거치대, 실버파우더 등) 중 최소 4가지가 중국 외 지역에서 생산되었다면 이는 관세회피에 적용되지 않음.
이에 따라, 중국업체들은 실리콘 웨이퍼와 주요부품들의 동남아 Capa 확장을 시작하였음.
● 미국 태양광 제품(모듈) 수입의 동남아 4개국 비중
현재 미국의 태양광 전지 및 부품은 동남아 4개국에 크게 의존하고 있음.
미국국제무역위원회에 따르면, 2023년 미국의 태양광 모듈 수입(결정질 실리콘 기준)은 42.4GW로 전년대비 91%증가하였는데, 이 중 동남아 4개국으로부터 34.3GW를 수입하여 전체 수입물량의 81%를 차지하였음.
2024년 1월부터 4월까지 미국의 태양광 모듈 수입량은 17GW로 전년동기대비 35% 증가하였으며, 이 중 동남아 4개국으로부터 15.4GW를 수입하였음.
동남아 4개국으로부터의 수입이 중단되면 미국은 태양광 모듈 공급 부족과 가격상승으로 이어질 것임.
동남아 4개국의 수출로 인해 미국으로 수출되는 모듈의 평균 가격은 오랫동안 USD 0.3/W를 기록할 수 있었고, 미국 발전사업자들은 높은 수익성을 달성할 수 있었음.
● 동남아 4개국 예상 관세율
과거의 예를 볼 때, 이번 미국의 동남아 4개국에 대한 관세는 반덤핑 30 – 50%, 상계 관세율은 2%를 예상함.
베트남의 반덤핑 관세가 가장 높을 것이고, 태국과 말레이시아는 상대적으로 낮을 것으로 예상됨.
제재 이후, 동남아 4개국의 비용우위는 크게 약화될 것으로 보여짐.
Infolink consulting에 따르면, 2024년 1분기 기준 중국 주요 태양광 업체들에 대한 반덤핑 관세는 36.5%, 상계관세율은 8.47%임.
동남아 4개국에 대한 반덤핑관세 30 – 50%, 상계관세 2%를 가정하고, 동남아 4개국이 모두 “201관세” 범위에 들어가 있기 때문에 동남아 4개국의 최종 관세율은 46.25% - 66.25%에 달할 수 있을 것으로 보여져 이후 동남아 4개국 산 제품의 비용 우위는 크게 감소할 것임.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 시대흐름과 주도주 : 탈중국의 시대
세상은 각 시기마다 시대의 흐름이라는 게 존재하며, 이러한 시대의 흐름은 지정학적 측면, 이데올로기적 측면, 경제/산업적 측면 등에서 다양하게 발생합니다.
2차세계대전 이후, 냉전의 시기가 있었고 이후 미국 일극체제(팍스아메리카나 시기)가 확립되면서 냉전이 붕괴되고 세계화가 진행되었습니다.
1995는 WTO가 창설되면서 미국 중심의 세계경제질서가 확립되어 갔고, 2001년 중국이 글로벌경제 질서에 편입되면서 공급망 분업의 진정한 세계화가 시작되었습니다.
● 중국의 시대
한국 주식시장도 중국의 WTO가입 이후 폭발적으로 성장하는 중국 제조업에 힘입어, 진정한 의미의 조선주 슈퍼사이클이 도래하면서 2007년 금융위기까지 100배가 넘게 올랐습니다. 당시 태웅과 평산 같은 기자재 업체들이 코스닥 시총 1, 3위를 차지하기도 하였습니다. 중국이 대규모로 저렴하게 생산하기 시작한 제품들을 전세계로 운반해야 할 배들이 필요한 시기였습니다.
그 외 철강, 화학산업이 장기간(2002부터 2007년)에 걸친 주도주 역할을 담당하였습니다.
이후 2008년 미국 금융위기가 발발하였고, 이 과정에서 중국은 대규모 재정정책으로 글로벌 경제를 이끄는 주요 축으로 부상하였고, 중국 정부도 경제성장의 축을 제조업 중심의 수출과 함께 내수경제 확대로 삼았습니다.
중국 내수가 성장하면서 2010년이후 한국에서 차화정 장세가 시작되었고, 이후 IT기기, 화장품, 의류와 같은 소비관련주, 중국에서의 한류확산에 따른 엔터주가 시장의 중심에 있었습니다.
2000년부터 사드 사태가 발생했던 2017년까지 한국 주식시장의 중심은 중국이 있었습니다.
● 탈중국의 시대
중국의 급격한 부상으로 위기감을 느낀 미국은 트럼프 행정부때부터 본격적으로 중국을 견제하기 시작하였고(계획은 오바마행정부부터), 코로나시기를 거쳐 바이든 행정부가 들어서면서 본격적인 탈중국이 시작되었습니다.
미국은 중국을 동반자가 아닌 경쟁자 혹은 잠재적 적국으로 설정하였고 그에 따라 첨단산업(반도체, AI 등)과 에너지산업(신재생에너지, 배터리 등)을 중심으로 대중국 견제와 탈중국 공급망 구축을 시도하고 있습니다.
칩스법과 IRA/FEOC 등이 이러한 대중국 견제의 상징적 법안들 입니다.
미국이 우위를 점하고 있는 첨단산업은 우위를 확고히 하기 위해 대중국 기술통제를 강화하고 있고, 중국이 우위를 점하는 에너지산업은 탈중국 공급망을 구축하여 중국의 영향력을 최소화시키고자 하고 있습니다.
이러한 탈중국의 과정에서 2차전지와 AI반도체 산업이 한국 주식시장에서도 주도주의 역할을 하였습니다.
탈중국 과정 속에서 일시적인 부침(전기차의 케즘, AI반도체 거품론 등)이 있을 수는 있지만 탈중국은 시대흐름으로 다시 되돌릴 수는 없다고 보고 있습니다.
● 탈중국 시대의 수혜 산업
탈중국 과정에서 다양한 산업의 변화가 있을 수 밖에 없으며, 그 가운데 수혜를 보는 산업과 피해를 보는 산업이 나뉠 수밖에 없습니다.
수혜를 보는 산업도 중국과 한국 그리고 미국의 상황에 따라 시차가 존재할 수밖에 없습니다.
예를 들어, 미국의 우위를 가지고 중국을 견제하는 AI, 반도체와 같은 첨단산업은 그 우위를 강화하는 가운데서 보다 (미국을 중심으로) 빠르게 성장을 하고 있습니다. 다만 그 과정에서 너무 주가가 빠르게 올라 최근 과열논란이 발생하고 있습니다.
중국이 우위를 가지고 있지만 대체가 가능한 산업이 있습니다. 그리고 이 가운데서도 빠르게 대체할 수 있는 산업과 시간이 다소 필요한 산업이 있습니다.
변압기, 전선과 같은 전력기기가 빠르게 중국업체들을 대체할 수 있는 산업이라고 할 수 있으며, 한국의 관련 산업은 그 수혜를 지금 보고 있는 상황입니다.
2차전지의 경우, 한국이 중국을 충분히 대체할 수 있고 현재 그 과정에 있지만 메탈과 소재의 탈 중국 과정이 필요하여 관련된 탈중국 공급망을 구축하고 있는 상황입니다.
이 과정에서 전기차의 케즘과 같은 일시적인 성장통을 겪고 있는 것으로 보여집니다.
중국이 우위를 가지고 있고, 대체까지 좀 더 시간이 필요한 산업이 있는데, 대표적으로 신재생에너지, 희토류/영구자석 등이 있습니다.
이들 산업에서 중국의 헤게모니는 매우 강력한데 그렇다고 미국을 중심으로 한 서방에서 중국의 헤게모니를 강화시킬 수는 없는 입장입니다.
중국의 영향력이 높다는 것은 다른 측면으로 말하면 그만큼 대체해야 할 영역이 크다는 말로, 이는 그 산업의 포텐셜이 매우 높다는 말과 같을 수 있습니다.
특히 태양광, 영구자석/희토류는 미래 에너지와 전동화의 핵심으로 반드시 탈중국을 해야하는 분야이기도 합니다.
우크라이나-러시아 전쟁에서 에너지의 의존이 어떤 결과를 가져왔는지 유럽의 사례를 통해 경험한 바 있습니다.
탈 중국은 시대적 흐름으로 되돌리기 어려운 방향성이며 이제 시작단계에 있습니다.
지금 당장의 데이터나 뉴스들이 투자자들의 마음을 혼란하게 만들지만 시대의 흐름을 이해하면 이들 산업이 한국 시장의 주도산업 역할을 계속 이어나갈 수 있다는 생각이 꺾이지 않을 것입니다.
※ 미국 태양광산업 분석. Part 1.
● 지난 10년간의 미국 태양광발전 산업
지난 10년간 태양광 발전설비의 경제성 향상은 미국 태양광 발전 산업의 장기적 상승 추세를 만들었지만, 세부적으로 태양광 신규설비 설치는 미국 정책의 영향을 받아 변동성을 나타내었음.
SEIA에 따르면, 2023년 미국의 태양광발전 신규설치량은 32.4GW로 전년대비 60.4% 증가하였음.
2013년부터 2023년까지 미국 태양광 시장은 CAGR로 21.2% 설장하였는데,
Lazard의 데이터에 따르면, 2013년부터 미국에서 태양광발전 단가는 석탄보다 낮아져 가장 저렴한 전력원 중 하나가 되었음.
미국 태양광 발전 시장은 2017년과 2022년 두 번의 마이너스 성장을 기록하였는데,
1) 2017년의 역성장은, 2016년 30%의 투자세액공제가 만료, 관세 201조에 대한 불확실성, PURPA(공공사업 규제정책법안) 정책조정, 전력망 설치 지연 등 여러 요인들이 복합적으로 겹쳤기 때문임.
2) 2022년의 역성장은 우회수출에 대한 조사와 중국산 제품에 대한 세관 억류 조치 등으로 인해 발생하였음.
● 2024년 1분기 미국 태양광 발전 신규설치량
2024년 1분기 미국의 태양광발전 신규설치는 11.8GW로 전년대비 약 90% 증가하였음.
이중 유틸리티용 발전이 9.8GW로 전체 설치의 83%를 차지하였으며, 가정용 태양광 발전 설치는 1.3GW로 11%를 차지하였음.
가정용 태양광 설치는 2023년 4분기와 1분기에 이어 2분기 연속 감소하였음.
가정용 태양광 설치 하락의 주요 요인은 높은 설치비용과 미국 주별 전력요금 정책조정(캘리포니아주의 NEM3.0과 같은)및 높은 대출금리의 영향이 있었음.
자료인용 : Sealand Securities 발간 “신재생에너지 보고서 : 미국 태양광 발전산업” (2024.. 07. 30)
※ 2024년 6월 및 7월(예상) 미국 유틸리티용 ESS 신규설치
미국의 7월 유틸리티용(전원+전력망) ESS 예상 신규설치량은 3.09MW로 크게 증가할 것으로 보여지고 있습니다. (YoY 192%)
지난 5월 중국의 ESS 수출이 4GW(YoY 664%)로 크게 증가하였는데, 미국에서의 ESS설치량도 7월에 크게 증가하는 모습을 보여주고 있어, 미국 ESS시장이 하반기에 크게 성장할 것으로 예측됩니다.
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2024년 6월 미국 유틸리티용 ESS 신규설치량은 1.23GW로 전년동월대비 16%, 전월대비 15% 증가하였음.
6월까지의 누적 신규설치량은 4.06GW로 전년동기대비 126.46% 증가하였음.
2024년 7월 미국 유틸리티용 ESS 예상 신규설치량은 3.09MW로 전년동월대비 192%, 전월대비로는 188% 증가할 것으로 예상됨.
자료인용 : Soochow Securities 발간 “주간 전력설비 보고서” (2024. 07. 28)