"리튬 배터리 끝났다"...수명 30년 기적의 '괴물 배터리' 세계 첫 양산

○ 3만 회 충방전·30년 수명: 허블 우주망원경과 국제우주정거장(ISS)에서 검증된 니켈-수소 화학 조성을 저비용 소재로 재설계해 30년간 하루 3회 충전이 가능한 내구성을 확보했다.

○ 대량 양산 라인 가동: 미국 캘리포니아 기반 에너베뉴가 4세대 수성 금속 전지(AMC) 대량 생산 체제에 돌입했으며, 초기 연간 250MWh 규모에서 2027년 1GWh, 2028년 수 GWh 규모로 증설을 추진한다.

○ 철저한 품질 검증: 전량 11개 측정 스테이션에서 41가지 품질 검사를 거치며, 150kWh급 배터리 랙 현장 테스트 통과 제품만 공급한다.

○ LCOS(균등화 발전비용) 경쟁력: 7~10년 주기 교체가 필요한 리튬 이온 배터리 대신 양수 발전, 레독스 흐름 전지와 직접 경쟁하는 영구적 인프라형 에너지 저장 시스템을 지향한다.

미국 캘리포니아에 본사를 둔 배터리 혁신 기업 에너베뉴(EnerVenue)가 세계 최초로 4세대 수성 금속 전지(AMC) 대량 생산 라인을 본격 가동하고 제품 출하를 시작했다고 과학 기술 전문매체 인터레스팅 엔지니어링이 26일(현지시각) 보도했다 .

에너베뉴의 이번 양산은 허블 우주 망원경과 국제우주정거장(ISS)에 수십 년간 전력을 공급했던 고신뢰성 니켈-수소 화학 기술을 지상용 친환경·저비용 소재로 상용화했다는 점에서 배터리 업계의 주목을 받고 있다.

에너베뉴는 완전 자동화 구축 땐 해당 라인에서 하루 약 300개의 AMC 셀을 제조할 수 있다고 밝혔다.

인터레스팅 엔지니어링에 따르면 헤닝 라스(Henning Rath) 에너베뉴 최고경영자(CEO)는 "고성능 수성 니켈 기반 배터리를 양산하는 시설은 전 세계에서 이곳이 유일하다"며 "소모성 자산이 아닌 인프라 설비처럼 30년 이상 작동하는 최초의 배터리가 시장에 공급되기 시작했다"고 강조했다.

에너베뉴의 수성 금속 전지는 물을 기반으로 하는 전해액과 니켈 금속을 결합한 배터리다. 이 전지는 30년 동안 하루 최대 3회, 총 3만 회에 달하는 가혹한 충방전 사이클을 견디도록 설계됐다. 운용 수명 기간 동안 전해액 보충이나 별도의 정기 정비가 필요 없는 점도 강점이다.

생산 규모는 1단계 연간 250MWh 용량으로 시작해 2027년 1GWh, 2028년에는 수 기가와트시(GWh) 규모로 대폭 확대될 계획이다. 첫 인증 양산 제품은 9월 말 생산 라인에서 성공적으로 출하를 마쳤다.


약 2만 제곱미터 규모의 생산 공장은 6km 떨어진 R&D 센터에서 설계와 검증을 완료한 장비들로 구성되었다. 동일한 규모의 2단계 생산 라인을 증설할 수 있는 유휴 부지도 이미 확보한 상태다.

에너베뉴는 셀 결함 제로를 목표로 엄격한 출하 기준을 적용하고 있다. 모든 셀은 공장을 출고하기 전 용접 무결성, 누출 방지, 전기적 성능을 검증하는 11개 테스트 스테이션에서 41가지 품질 검사를 통과해야 한다. 또한 150kWh 용량의 완성형 배터리 랙 전량을 현장에서 직접 테스트한 후 고객사로 운송한다.

인터레스팅 엔지니어링에 따르면 TJ 화(TJ Hwa) 생산 책임자는 "누구나 좋은 시제품 하나는 만들 수 있지만, 핵심은 만 번째 생산품까지 한 치의 오차 없이 동일한 품질을 유지하는 것"이라며 표준화된 공정 제어의 중요성을 설명했다.


에너베뉴는 단순 셀 단위의 kWh당 초기 구매 가격 경쟁을 지양하고, 수명 주기 전체 비용(LCOS)을 내세워 시장을 공략하고 있다. 경쟁 대상 역시 단주기 리튬 이온 배터리가 아닌 양수 발전, 레독스 흐름 전지, 압축 공기 에너지 저장 장치 등 대규모 장주기 ESS(에너지저장장치) 기술이다.

통상 리튬 이온 배터리는 8,000~10,000회 충방전 후(약 7~10년 주기) 전면 교체나 증설 투자가 불가피하지만, 수성 금속 전지는 설치 프로젝트의 전체 가동 연한인 30년을 단일 시스템으로 온전히 소화할 수 있어 총 소유 비용 측면에서 뛰어난 경제성을 제공할 전망이다.


이인수 글로벌이코노믹 기자 tjlee@g-enews.com