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내년에 배터리 음극재 주요 소재인 흑연이 부족하리라는 전망이 나오면서 이차전지 업계가 긴장하고 있다. 원자재 공급망 관리가 중요해지는 가운데, 포스코케미칼은 중국 원료업체에 미리 지분투자하고 흑연분(흑연 가루) 재활용과 인조흑연을 통해 안정적 공급 기반을 마련했다.
21일 업계에 따르면 포스코케미칼은 제조 과정에서 발생하는 흑연분에 대해 올해 하반기 순환자원 인증을 획득하고 연간 약 2200t을 재활용하고 있다. 이는 포스코케미칼 음극재 연간 생산량 4만4000t의 5%에 해당하는 양이다.
양·음극재는 미세입자라 제조 과정에서 필연적으로 가루가 발생한다. 이 가루가 순환자원 인증을 받지 못하면 폐기물로 분류된다. 그러나 유해물질·이물질을 포함하지 않고 경제적 가치가 있어 순환자원으로 인증되면 재활용이 가능하다. 환경에도 보탬이 된다.
포스코케미칼은 공장 내 떠다니는 분진을 자체 도입한 기술로 집진·분류한 뒤 가탄제로 판매하고 있다. 가탄제는 강철을 만들 때 쇳물에 탄소 성분을 보충하기 위해 더하는 물질이다. 포스코케미칼은 앞으로 증설할 음극재 제조 설비에 이 재활용 기술을 모두 적용하기로 했다. 재활용에 그치지 않고 흑연분을 원료로 음극재를 만드는 방안도 추진한다.
포스코케미칼은 이 외에도 음극재 수요 급증에 대비해 흑연 공급처를 선제적으로 확보해왔다. 포스코케미칼 측은 “국내 배터리 3사를 비롯해 미국의 얼티엄셀즈 등의 수주 증가에 대응하고 국내 유일의 흑연계 음극재 회사로서 사업 생태계를 직접 구축할 필요성이 절실해 음극재 원료 확보에 힘을 기울이고 있다”고 밝혔다.
올해 8월 중국 구형흑연 원료 회사인 청도중석의 지분 13%를 인수한 것이 대표적이다. 구형흑연은 음극재의 중간 원료로, 광산에서 채굴한 흑연 광석에서 불순물을 제거하고 둥글게 가공한 것이다.
포스코케미칼 관계자는 “내년부터 청도중석에서 음극재 생산에 필요한 흑연 원료를 오프테이크(생산물 우선확보권) 형태로 공급받기로 했다”며 “청도중석은 중국 내 최대 흑연 원료 전문기업인 하이다의 자회사로 다수의 흑연 광산과 가공 공장을 갖고 있다”고 설명했다.
포스코케미칼 모회사인 포스코도 올해 1월 탄자니아 마헨지 흑연광산의 지분을 인수했다.
흑연 부족이 우려되면서 포스코케미칼이 앞서 가는 인조흑연도 주목받고 있다. 인조흑연은 석탄·석유 부산물을 고온으로 열처리해 제조한다.
포스코케미칼은 이달 경북 포항에 연산 8000t 규모의 인조흑연 음극재 공장을 준공해 가동에 들어갔다. 이 공장은 2023년까지 연산 1만6000t 규모로 생산능력을 확대할 예정이다. 인조흑연 음극재의 원료는 포스코케미칼 자회사인 피엠씨텍에서 공급받는 침상코크스를 활용한다. 원료부터 소재 생산까지 모두 국내 생산이 가능해진 것이다.
흑연 수요를 줄일 차세대 배터리 소재도 준비 중이다. 배터리의 에너지 밀도를 높이는 실리콘 산화물, 실리콘-탄소 복합체를 개발 중이며 전고체 배터리용 리튬메탈 음극재도 연구하고 있다.
앞서 로이터통신은 지난 15일(현지시간) 내년에 글로벌 흑연 수요가 공급을 2만t 초과할 것이라고 보도했다. 세계 흑연 생산의 70%를 차지하는 중국에서 이미 품귀현상이 감지됨에 따라 흑연 부족 현상이 심화할 것으로 내다봤다.
