나트륨이온 배터리, 美·中 청정 패권 격차 줄일 ‘게임 체인저’ 될까

글로벌 첨단기술 제재와 지정학적 공급망 마찰이 전방위로 확산되는 가운데 미국이 청정에너지 저장을 주도하는 중국의 ‘리튬 독점 체제’를 깨기 위해 차세대 ‘나트륨이온(Sodium-ion) 배터리’ 유통망 구축에 사활을 걸고 나섰다.

전 세계 리튬 공급망을 장악한 중국에 맞서 비교적 공급이 풍부하고 원가 경쟁력이 높은 나트륨 기반 기술을 선점함으로써 인공지능(AI) 붐으로 급증하는 데이터센터 전력 전선과 전력망 안보 주권을 동시에 확보하겠다는 미국의 신전략이다.

13일(현지 시각) 글로벌 에너지 전문매체 오일프라이스(Oilprice) 보도와 북미 청정에너지 가치사슬 분석 내용을 보면, 미국 배터리 스타트업 피크에너지는 북부 캘리포니아 새크라멘토에 18만3000평방피트 규모의 대형 나트륨이온 배터리 제조 공장을 건설 중이다.

이 시설은 연간 4기가와트시(GWh) 규모의 전력망용 저장 시스템을 양산할 수 있는 체급으로, 가동 시 약 400만 가구에 전력을 공급할 수 있는 국내 최초의 전력망 규모 나트륨이온 전용 생산기지다.

현재 글로벌 에너지저장장치(ESS) 시장은 리튬이온 배터리가 장악하고 있으나 중국의 지리적 공급망 독점과 리튬 현물 가격의 극심한 변동성은 대체재 투자를 재촉해 왔다.

피크에너지가 구축 중인 나트륨이온 배터리는 전력회사들이 수요 피크 시간대에 대량의 전력을 관리할 유효한 대안으로 꼽힌다. 특히 이 시스템은 팬이나 액체펌프 같은 기계적 부품 없이도 운영 열을 제어하는 수동 냉각 아키텍처를 적용해 장기적인 고정비 부담을 대폭 낮췄다.

피크에너지 측은 보도자료에서 “자사의 수동 냉각식 나트륨이온 배터리 저장시스템은 기존 리튬 기반 유틸리티 대비 에너지 저장 비용을 20% 절감하고 99%의 가동 시간을 보장한다”면서 “오는 2027년 1월 생산에 들어가 본격적인 출하 장부를 열 것”이라고 확약했다.


미국의 이 같은 자본 투자는 세계 최대 배터리 제조사인 중국 CATL이 차세대 나트륨이온 저장시스템인 ‘TENER’를 전격 선보인 시점과 맞물려 속도전 양상을 띠고 있다. CATL은 오는 9월 TENER의 중국 내수 납품을 시작하고, 2027년 글로벌 수출 유통망을 본격 가동할 계획이다.
윌리엄 우 CATL 에너지저장시스템 기술센터 소장은 최근 언론 인터뷰에서 “원자재의 안정적 공급은 핵심 인프라인 에너지 저장 산업의 필수 변수”라면서 “모든 지역의 에너지 독립을 촉진하기 위해 나트륨이온 배터리 모델에 집중하고 있다”고 설명했다.

에너지 전문가들은 미국의 이번 나트륨 발전소 건설을 두고 중국이 앞서간 청정에너지 패권 전선에서 경쟁 판도를 흔들 중요한 분수령이라고 평가했다. 리튬과 달리 나트륨이온 기술은 미·중 양대 대기업 모두에게 상업화 초기 단계의 신기술 영역이기 때문이다.

이는 미국이 수년간 중국에 밀려왔던 배터리 제조 주권을 되찾고 더욱 공정한 경쟁장에서 싸울 수 있는 확실한 탈중국 우회로가 될 수 있다.


나트륨이온 배터리의 가치는 급증하는 디지털 기저부하 수요와 결합하며 더욱 격상되고 있다. 폭발적인 AI 컴퓨팅 확장으로 미국 내 데이터센터의 전력 수요는 2025~2027년 두 배로 증가해 무려 66기가와트(GW)에 이를 전망이다.

이는 낡아 빠진 북미 전력망의 대대적인 보강과 백업 배터리 인프라의 확충을 강제하는 족쇄로 작용하고 있다.

과거 제너럴모터스(GM)에서 전기차 배터리 유통망을 조율하다 에너지 저장용 제조 진영으로 노선을 전환한 커트 켈티 부사장은 “전력망 규모의 배터리 시장은 단순 확장을 넘어 국가 필수 인프라가 됐다”면서 “가속화되는 전력 수요 도전에 대응하기 위해 미국은 빠르고 경제적으로 바로 국내에서 생산·조달할 수 있는 독자적인 에너지 저장 솔루션을 손에 쥐어야 한다”고 강조했다.

서방의 보호무역 관세 장벽 안팎에서 공급망 자강론을 펼치려는 미국이 초기 자본 인센티브 프레임워크를 조율해 중국의 배터리 독점을 저지하려는 가운데 나트륨이온 배터리의 상업화 안착 여부는 하반기 글로벌 에너지 안보 지형의 주도권을 가를 핵심 변수로 부각되고 있다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com