세계의 유수의 자동차 메이커들이 부족사태가 임박해짐에 따라, 전기자동차(EV)용 중국산이 아닌 흑연(黑煙, graphite) 확보에 치열한 경쟁을 벌이고 있다.

EV용 배터리에 대한 수요가 전기자동차 판매량의 급증으로 처음으로 광물의 다른 용도를 앞지르며 미국의 테슬라와 메르세데스를 포함한 자동차 메이커들은 지배적인 생산국인 중국으로부터 흑연 공급을 제한하기 위해 서두르고 있다고 로이터 통신이 21일 보도했다.

자동차 메이커들은 “흑연이 가장 큰 배터리 구성 요소임에도 불구하고, 주로 더 잘 알려진 배터리 재료인 리튬과 코발트에 초점을 맞추며, 흑연 부족에 대한 계획을 세우는 데 더뎠다”는 것이다.

이제 자동차 제조업체들은 마다가스카르와 모잠비크와 같은 새로운 생산업체의 문을 두드리고 있다. 올해 EV가 처음으로 천연 흑연 시장의 50% 이상을 차지할 것으로 예상되기 때문이다.

미국과 유럽의 법률이 중요한 광물에 대한 중국 의존도를 줄이려는 것을 목표로 하고 있기 때문에, 중국 밖에서 생산되는 물질의 부족은 훨씬 더 심각할 것으로 관측되고 있다.

2024년에 스웨덴에서 생산을 시작할 계획인 호주 탈가 그룹(Talga Group Ltd)의 설립자이자 전무이사인 마크 톰슨(Mark Thompson)은 “자동차 회사들은 서부 흑연에 대한 투자가 없었기 때문에 정말 곤경에 처해 있다”고 말했다.

각 EV는 평균적으로 배터리의 양극 배터리 팩에 50-100kg의 흑연이 필요하다. 이는 리튬의 약 두 배에 해당한다. 흑연의 주요 용도는 철강 산업이었지만, EV 판매는 2030년까지 3배 이상 증가 예상되어, 2022년부터 3,500만 대가 될 것으로 비엠오 캐피털 마켓(BMO Capital Markets)이 예측했다.

프로젝트 블루(Project Blue) 예측에 따르면, 흑연 부족은 향후 몇 년 동안 증가할 것으로 예상되며, 2030년까지 전 세계적으로 777,000톤의 공급 부족이 예상된다.

BMI(Benchmark Mineral Intelligence)는 보고서에서 2030년까지 흑연에 약 120억 달러의 투자가 필요하고, 2035년까지 97개의 새로운 광산이 필요하다고 내다봤다.

중국은 배터리 양극을 만들기 위해 세계 천연 흑연의 61%와 최종 가공 물질의 98%를 생산한다고 BMI는 말했다.

호주의 탈가 그룹이 스웨덴의 노스볼트(Northvol)와 같은 배터리 생산업체뿐만 아니라 테슬라, 도요타, 포드와 같은 자동차 회사에 공급을 모색하고 있다고 말했다.

탈가 그룹은 이미 메르세데스 벤츠(Mercedes-Benz), 스텔란티스, 르노와 연계된 두 개의 유럽 배터리 제조업체와 구속력 없는 공급 계약을 체결한 것으로 알려졌다. 메르세데스는 흑연을 포함한 원자재의 조달처를 다양화하고 있다며 “한동안 다양한 공급업체들과 대화를 해왔다”고 밝혔다.

넥스트소스 머티리얼즈(NextSource Materials) 측은 “모든 자동차 회사들은 이제 광산 수준에서 배터리 재료를 어떻게 조달해야 하는지 이해하기 위해 앞 다퉈 노력하고 있다”라고 말했다.

지난 4월 마다가스카르에 광산을 의뢰한 넥스트소스도 자동차 회사들과 협의 중이지만 자세한 내용은 기밀이라고 밝혔다. 테슬라는 모잠비크에서 광산을 운영하는 시라 리소스(Syrah Resources), 매그니스 에너지 테크놀로지(Magnis Energy Technologies)와 이미 계약을 체결하는 등 흑연 확보에 앞장서 왔다.

시라는 배터리 사용을 위해 흑연을 변형시킬 수 있는 중국 밖에 건설 중인 몇 안 되는 공장 중 하나인 미국의 가공 공장을 건설하고 있다. 넥스트소스는는 모리셔스에 가공 공장을 건설하고 있고 탈가 그룹은 스웨덴에 공장을 건설할 계획이다.

지금까지 흑연은 중국이 지배해왔다. 그러나 서구의 가공 작업은 천천히 증가할 것으로 내다보인다.

BMI의 수석 분석가 조지 밀러(George Miller)는 “중국은 흑연 분야에서 여전히 믿기 어려울 정도로 우세하고, 우리는 중국이 앞으로 수년간 우세를 유지할 것으로 예상한다”고 말했다. BMI에 따르면, 중국은 2022년 100%에 비해 2032년까지 가공 흑연, 코팅되지 않은 구형화 정제 흑연 생산의 79%를 여전히 통제할 것이다.

시장에 대한 이러한 중국의 영향력은 미국 인플레이션 감축법(IRA)에 따라, EV 보조금을 받을 자격을 얻고자 하는 자동차 회사들을 어렵게 만들 수 있다. IRA는 특정 비율의 배터리 부품을 미국 또는 자유무역협정을 체결한 국가에서 생산하도록 요구하고 있다.

유럽 연합(EU)은 주요 원자재에 대한 어느 한 국가에 대한 의존도를 2030년까지 65%로 줄이는 것을 목표로 하는 법안을 제안했다. 흑연 공급 계약에 합의하는 것은 복잡하며, 각 EV 모델에 들어가는 재료에 대한 광범위한 안전 테스트가 필요하며, 최대 3년이 소요될 수 있다.

한편, 서구 자동차 그룹들이 흑연 광산과의 거래에 집중하는 이유는 부분적으로 석유 제품으로 만든 합성 흑연(synthetic graphite)에 비해 천연 재료(natural material)로 양극을 생산하는 것이 탄소 집약도가 약 55% 낮기 때문이다.

천연 흑연 양극은 더 저렴한 경향이 있으며, 셀 용량과 출력에 유리하여, 충전 전에 자동차가 더 먼 거리를 달릴 수 있다. 프로젝트 블루의 레이투메체 샬랄(Reitumetse Chalale) 분석가는 철강 산업과의 경쟁도 예상된다고 말했다.

또 다른 양극 성분은 실리콘으로, 충전하기 전에 EV가 더 긴 거리를 주행할 수 있도록 한다. 현재 배터리에 첨가되는 실리콘의 최대량은 약 10%로, 사용 중에 물질이 팽창하여 배터리의 성능을 저하시킬 수 있다. 자동차 메이커들은 더 많은 양의 실리콘을 허용하는 기술을 연구하고 있다. 만약 성공한다면, 그것은 장기적으로 흑연에 위협이 될 수 있다.