기차 판매 둔화로 성장 동력이 약해지자 국내 배터리 업계가 에너지저장장치(ESS) 사업을 차세대 주력 축으로 키우고 있다.

특히 인공지능(AI) 확산으로 데이터센터 전력 수요가 폭발적으로 늘면서 ESS의 전략적 중요성이 급격히 부각되고 있다. 업계는 여기에 폐배터리 재활용 기술을 접목해 공급망 안정과 수익성 제고를 동시에 꾀하고 있다.

28일 업계에 따르면 국내 주요 배터리 3사(LG에너지솔루션·삼성SDI·SK온)는 공통적으로 “ESS 사업 확대”를 핵심 과제로 제시하고 있다.

전기차 시장의 캐즘(대중화 이전 정체기)으로 EV용 배터리 판매가 둔화된 반면, AI 데이터센터·재생에너지 발전소 등 대규모 전력망 수요가 급증하면서 ESS 시장은 폭발적인 성장세를 보이고 있기 때문이다.

ESS는 대용량 배터리를 대규모로 탑재하기 때문에 리튬·니켈·코발트 등 핵심 광물의 안정적 공급이 무엇보다 중요하다. 한국은 대부분의 원자재를 해외에 의존하고 있어, 폐배터리 재활용이 새로운 해법으로 주목받고 있다. 업계는 폐배터리에서 금속을 추출하거나 잔존용량이 남은 셀을 재가공해 ESS용 모듈로 재활용하는 구조를 확립 중이다. ESS는 EV보다 전력 출력 요구가 낮아 70% 수준의 배터리 성능만으로도 상업성이 확보된다는 점에서 재활용 효율이 높다.

LG에너지솔루션은 미국 텍사스에서 50MWh 규모의 폐배터리 재사용 ESS 시스템 실증을 진행 중이며, 북미 기업들과 협력해 컨테이너형 ESS 시제품도 개발했다. 또한 제주 지역에도 폐배터리 ESS 시범설치를 추진하고 있다.

삼성SDI는 전남도가 주관하는 ‘EV·ESS 사용후 배터리 리사이클링 산업화’ 사업과, ‘재사용·재제조 배터리를 활용한 신재생에너지 연계 MWh급 ESS 기술개발’ 과제에 참여하고 있다. SK온 역시 2021년 한국전기안전공사·SK에코플랜트·케이디파워와 협약을 맺고 재사용 배터리 기반 ESS 실증 사업을 진행 중이다. 이 같은 흐름은 글로벌 시장에서도 나타나고 있다. 미국의 레드우드 머티리얼즈(Redwood Materials)는 폐배터리에서 회수한 리튬·코발트·니켈을 정제해 ESS와 EV용 신규 배터리 원료로 공급하는 순환 모델을 운영 중이다.

최근 레드우드는 엔비디아(NVIDIA)의 벤처투자 부문 NVentures로부터 투자를 유치했으며, 기존 투자자로는 아마존과 빌 게이츠의 브레이크스루 에너지 벤처스(BEV)가 참여했다. 미국 내에서는 이를 “AI 인프라 전력난의 해법”으로 평가하며, ESS 수요 급증에 대응하는 대표적 폐배터리 기반 에너지 솔루션으로 주목받고 있다. 산업통상자원부는 폐배터리 추적·재사용 인증제도를 도입해 ESS용 배터리의 안전성과 효율을 체계적으로 관리할 계획이다.

정부와 업계는 AI 데이터센터와 반도체 공장 등 고부하 산업군의 전력 수요를 감안해, 폐배터리를 활용한 ‘ESS 모델’ 구축에 박차를 가하고 있다.

김광수 한경닷컴 객원기자 open@hankyung.com