"배터리 팩·냉각판에 불붙었다"… 2030년 전기차 알루미늄 수요 급증

배터리 셀의 에너지 밀도 한계를 극복하고 주행거리를 늘리기 위한 '배터리 팩 구조 경량화'와 열폭주 방지 기술이 전기차(EV) 업계의 핵심 화두로 떠오르면서, 배터리 하우징과 냉각판에 투입되는 특수 알루미늄 소재 수요가 전례 없는 호황을 맞이하고 있다.

전기차 1대당 알루미늄 소비량이 기존 내연기관차 대비 70% 가까이 많은 데다, 충돌 안전과 급속충전 시 방열 성능을 동시에 만족해야 하는 고강도·고전도성 알루미늄 부품 채택이 늘어나면서 양극재·음극재 중심이던 배터리 소재 경쟁이 팩 프레임 금속 밸류체인으로 전격 확장되는 양상이다.

10월 26일(현지시각) 글로벌 에너지·산업 전문 매체 바이오에너지타임스(BioEnergyTimes)가 공개한 최신 산업 분석 보고서에 따르면, 오는 2030년 글로벌 전기차 판매량이 연간 3,540만 대 수준에 도달하면서 배터리 인클로저 및 냉각 시스템용 알루미늄 수요가 폭발적으로 증가할 것으로 전망됐다.

내연기관보다 67.5% 더 쓴다… BEV 1대당 283kg 투입
전기차 전환은 알루미늄 소비의 구조적 폭증을 이끌고 있다.

보고서에 따르면 순수 전기차(BEV) 1대당 평균 알루미늄 투입량은 약 283kg(2022년 기준)에 달해, 전통적인 내연기관차(169kg) 대비 무려 67.5% 더 많은 양의 알루미늄을 소비 하는 것으로 나타났다.

완성차 업계가 차체 경량화와 통합 설계를 지속 추진함에 따라 차량 1대당 알루미늄 원단위는 2025년 310kg 정점을 거쳐 2030년 275kg 수준으로 안정화될 것으로 예상되지만, 전체 전기차 보급 물량이 3,500만 대를 넘어서는 폭발적 성장세를 기록하면서 시장 전체의 알루미늄 총 소비 규모는 오히려 급격히 팽창할 것으로 관측됐다.

전기차에서 알루미늄이 집중적으로 사용되는 핵심 요인은 철강 대비 가벼운 무게, 우수한 구조적 충격 흡수력, 그리고 구리 못지않은 탁월한 열전도성이다.

차체 바닥에 탑재되는 수백 킬로그램의 고전압 배터리를 지지하면서도 차량 총중량을 억제해야 하는 전기차의 물리적 한계를 해결할 유일한 대안 금속으로 꼽히기 때문이다.
'모듈 뺀 CTP'와 메가캐스팅 확산… 배터리 하우징·방열판이 수요 견인

특히 배터리 내부 구조 혁신이 알루미늄 채택을 가속하고 있다.

최근 배터리 업계가 모듈 단계를 생략하고 셀을 곧바로 팩으로 묶어 에너지 공간 효율을 극대화하는 '셀투팩(Cell-to-Pack·CTP)' 설계를 대거 도입하면서, 배터리 팩 외벽 프레임(Battery Enclosures)과 하단 보호판(Penetration Protectors)의 중요성이 한층 부각됐다.

외부 충돌과 노면 이물질 충격으로부터 배터리 셀 손상을 완벽히 차단해야 하는 배터리 팩 하우징은 2030년까지 차량 1대당 11.8kg의 알루미늄 수요를 추가로 창출할 것으로 분석됐다. 테슬라가 주도한 대형 일체형 다이캐스팅(기가캐스팅·메가캐스팅) 공법 역시 대당 8.4kg의 알루미늄 수요를 견인하고 있다.

'열폭주 방지'를 위한 열관리 시스템(Thermal Management)도 핵심 분야다.

초급속 충전 인프라 보급으로 충전 중 발생하는 극심한 고열을 즉시 배출해야 하는 상황에서, 배터리 셀 사이에 촘촘히 맞닿는 '고전도성 액체 냉각판(Liquid Cooling Plate)' 수요가 급증하고 있다. 냉각수가 미세 유로를 흐르며 열을 흡수해야 하는 특성상 내부식성과 열전도율이 우수한 정밀 압출 알루미늄 판재가 대거 투입되고 있다.

中 79%·北美 38% 사용량 폭증 전망… "하드웨어 금속 가치사슬 선점해야"

글로벌 지역별로는 북미와 중국이 알루미늄 수요 확대를 주도할 것으로 전망됐다.

보고서는 2030년까지 전기차 부문 알루미늄 사용량이 중국에서 79%, 북미에서 38% 각각 폭증 할 것으로 예상했다.

미국과 중국의 전기차 가격 프리미엄이 좁혀지면서 중대형 SUV와 픽업트럭 중심의 전동화가 활발해지고 있어, 배터리 용량이 크고 대형 차체를 지닌 전기차에 고부가가치 알루미늄 압출재가 대거 탑재되기 때문이다.

글로벌 자동차와 배터리 소재 전문가들은 "과거에는 배터리 경쟁이 리튬, 니켈, 코발트 등 화학 양극재 성능에만 집중되었으나, 이제는 배터리의 안전성과 열효율을 물리적으로 담보하는 기구물 및 방열판 하드웨어 기술력이 핵심 승부처로 부상했다"며 "초정밀 압출 가공과 충격 흡수 합금 기술을 확보한 글로벌 알루미늄 가공 업체들이 전기차 부품 시장의 새로운 실세로 부상할 것"이라고 평가했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com