포스코케미칼, 스마트팩토리로 글로벌 일류기업 ‘우뚝'

2차전지 소재(양극재·음극재)사업을 하는 포스코케미칼이 광양 양극재 공장에 세계 최고 수준의 스마트팩토리(스마트공장)를 세워 글로벌 초일류 기업으로 거듭난다.

포스코케미칼은 전기차용 하이니켈 양극재 생산기지로 건설하고 있는 광양공장에 포스코그룹의 제조·건설·정보통신기술(ICT) 역량을 결집해 실시간(리얼타임)으로 품질을 관리하고 생산 효율성을 극대화한 스마트 팩토리를 18일 구축했다.
양극재 광양공장은 현재 3만t 생산능력을 갖췄으며 증설을 통해 2023년부터 연산 9만t 체제를 갖춘다. 양극재 9만t은 60kwh급 전기자동차 배터리 약 100만대에 활용될 수 있는 양이다.

포스코케미칼은 또 공기 이송장치 등을 적용해 물류 운반 속도를 높이고 실시간으로 품질과 제품 정보를 관리하며 원료입고, 제품 생산, 출하 관리까지 전 공정을 무인화해 소재 사업에 최적화된 생산 공정과 체계를 갖췄다.

◇ 스마트팩토리 구축으로 실시간 품질관리·생산효율성 달성

일반적으로 2차전지는 양극재·음극재·전해액·분리막 등 4가지 소재로 이뤄진다.

리튬이온을 만드는 양극재는 배터리 용량과 출력을 결정하며 전지 생산원가의 40% 인 핵심 소재다.

음극재는 양극재에서 나오는 리튬 이온을 보관하고 방출하면서 전기에너지를 만든다. 음극재는 배터리 생산원가의 약 20%를 차지한다.
포스코케미칼은 전기차 배터리 제조에 필수인 양극재 생산량을 크게 늘리기 위해 광양공장을 기반으로 생산 거점을 더 넓혀나갈 방침이다.


특히 '에어슈팅'으로 알려진 실시간 품질 모니터링 시스템이 양극재 광양공장의 대표적인 스마트 공정이다.

에어슈팅은 생산 공장과 품질 분석실을 강한 공기압력이 흐르는 파이프라인으로 연결해 제조 현장에서 채취한 제품 샘플 캡슐을 초당 5m 속도로 빠르게 이송하는 방식이다. 축구장 20개 크기 공장에서 무작위로 추출한 제품은 30초 이내 분석실에 도착한다. 연구원들은 샘플 성분을 실시간으로 데이터화하고 공정과 품질 개선에 활용한다.

양극재 광양공장에서는 분석 데이터를 바탕으로 핵심설비인 소성로(작은 칩이 이동하는 경로) 내부 배열을 개선하고 시간당 가공량을 늘리는 등 공정 개발 최적화를 지속해 왔다. 그 결과 양극재 광양공장의 생산 효율성은 건설 초기인 2018년 보다 91% 이상 높아졌다.

포스코케미칼 관계자는“제품 공급을 논의하게 양극재 광양공장을 방문한 고객사가 가장 관심있게 살펴보는 것 중 하나가 자동화된 공정과 품질관리 체계”라며 “포스코케미칼이 배터리 안정성과 직결된 품질 관리를 철저하게 하고 생산원가를 낮추고 있다는 점이 다수 고객사로부터 좋은 평가를 받고 있다”고 설명했다.

이와 관련해 포스코케미칼은 광양공장에 구축한 경쟁력 있는 공정 모델을 국내외에 증설하는 공장에도 적용할 예정이다.


포스코케미칼은 2025년까지 글로벌 1위 수준의 양극재 양산능력을 확보하기 위해 2021년 연간 4만t을 생산하는 능력을 2025년 27만t, 2030년 40만t까지 크게 늘릴 계획이다. 특히 2025년까지 국내에 16만t 양산체제를 앞당겨 완성하고 미국, 유럽, 중국 등 해외 생산공장에서 11만t 생산해 연산 27만t의 글로벌 생산체제를 갖춘다.

이는 기존에 계획된 2025년 21만t 계획을 크게 뛰어넘는 양산능력으로 포스코케미칼의 2차전지소재 시장 1위 달성 시기도 앞당겨질 전망이다.

포스코케미칼이 투자 속도를 높이는 것은 ▲미국과 유럽 중심의 글로벌 전기차 수요 증가 ▲주요 자동차사의 전기차 배터리 자체 개발 계획 ▲거점별 역내 공급망 구축 추진 등으로 전기차배터리 시장 환경이 급변하고 있어 앞으로 2~3년이 2차전지 소재사업 주도권을 확보하기 위한 골든타임이 될 것이라는 판단에 따른 것이다.

정대헌 포스코케미칼 에너지소재사업부장은 “시장 변화를 고객사 확대 기회로 삼아 생산능력을 확대하고 국내 전지사는 물론 글로벌 자동차사 등과 긴밀한 파트너십을 구축해 글로벌 공급망을 갖출 계획”이라며 “늘어나는 수요에 대응하기 위해 기존에 계획된 투자 일정을 앞당겨 2025년이면 양산능력에서도 글로벌 톱 플레이어 모습을 갖출 것”이라고 밝혔다.

◇ 포스코케미칼, 양극재·음극재 원료 공급도 안정적으로 확보

포스코케미칼은 양산능력 확대와 함께 포스코그룹과 연계한 핵심 원료의 자체 조달에도 나선다.

이에 따라 포스코케미칼은 2030년까지 리튬 22만t, 니켈 10만t의 양극재 원료를 생산할 예정이며 폐배터리 리사이클링(재활용)을 통한 니켈과 코발트 원료 공급, 양극재 중간재 전구체의 자체공급 확대도 추진한다.

또한 음극재 원료를 확보하기 위해 아프리카 탄자니아 흑연광산 지분을 인수하는 등 수급 다변화에도 나섰다.

포스코케미칼 관계자는 "포스코그룹은 자원개발 사업을 통해 양극재 원료인 리튬, 니켈, 흑연을 안정적으로 공급받을 수 있는 체계를 갖췄다"며 "포스코케미칼은 원료부터 양, 음극재 생산까지 가능한 세계에서 유일한 소재업체이며 이런 원료 확보 시스템을 통해 2차전지 소재사업 시장에서 선두를 달리고 있다"고 설명했다.

그는 또 "포스코케미칼은 스마트 공정 고도화, 양산능력 확대, 원료 자체 공급, 차세대 소재 개발을 위한 연구개발(R&D) 등 사업 역량을 강화할 것"이라며 "이를 통해 2차전지 소재사업에서 2025년까지 글로벌 일류업체 자리를 거머쥐어 2030년 글로벌 시장 점유율 20%, 연 매출 23조 원을 달성해 포스코그룹의 미래 먹거리로 키울 방침"이라고 덧붙였다.


남지완 글로벌이코노믹 기자 ainik@g-enews.com