18조 '슈퍼 커패시터' 시장 위한 국내 지원 시급하다

[이넷뉴스] 슈퍼 커패시터(Super-Capacitor) 시장이 급성장하고 있다.

과거 핸드폰이나 소형 가전기기의 메모리 백업용 소형 제품을 중심으로 성장해 온 슈퍼 커패시터는 이후 전극 재료와 제조기술의 발달로 스마트그리드(Smart Grid), SSD(Solid State Drive), GPS 트래킹 시스템, 전기자동차, 신재생에너지 등에 적용 가능한 중대형으로 확대되고 있다. 또 정보기술(IT) 애플리케이션에서 복잡한 배터리 관리 시스템을 대체하면서 안전과 빠른 충전, 그리고 크기의 이점을 제공하며 배터리를 추월하고 있다.

시장조사 기관인 IDTechX는 “이는 새롭게 떠오르는 에너지 저장 및 충전 기술로 결국 리튬 이온과 같은 현재 배터리 기술을 강화할 것”이라고 예측했다. 또 “향후 20년 동안 자동차, 버스, 자기 부상 열차 및 전기 모터가 내연 기관을 대체함에 따라 약 80개의 제조업체가 다양한 사용 사례를 만들어 낼 것”이라고 예상했다.

◇ 세계 시장조사업체들, 모두 높은 성장세 예상

또 다른 시장조사업체인 리포트링커(ReportLinker)는 세계 슈퍼 커패시터 2019년 시장 규모는 27억 달러였으나 2027년까지 165억 5천만 달러로, 예측 기간 동안 연평균 성장률 23.3%를 기록할 것으로 예상된다고 밝혔다. 성장세는 아시아 태평양 지역이 가장 많이 기여할 것으로 예상되며 북미와 유럽이 그 뒤를 잇는다.

시장조사업체인 리서치앤마켓(Researchandmarkets)사 역시 2020년부터 2025년까지 상당한 속도로 성장할 것으로 예상했다.

지역별 동향을 살펴보면 북미, 유럽을 제치고 아시아 태평양 지역이 2019년에 최대 수익에 기여했으며, 2027년까지 다른 지역에 비해 빠른 속도로 성장할 것으로 예상된다. 자동차 사업의 증가와 중국과 인도의 전자 부문의 성장과 같은 요인으로 인해 최근 몇 년 동안 슈퍼 커패시터의 채택이 증가했기 때문이다.

여기에 전세계 휘발유 가격의 장기적인 상승으로 인해 많은 국가에서 환경 친화적이고 연료 효율적인 교통 수단을 장려하고 있고, 재생 가능 에너지 시스템에 대한 수요 증가와 정부의 호의적인 규제가 시장 성장을 촉진할 것으로 예상된다.

전기 자동차 회사의 수가 증가함에 따라 중국은 2041년까지 약 30개의 슈퍼 커패시터 제조업체가 등장하면서 발빠른 행보를 보이고 있다.

기술 분석 전문기업 아이디 테크엑스 리서치(IDTechEx Research)는 “운송, 사물인터넷(IoT) 및 데이터 센터 애플리케이션 목록이 계속 증가함에 따라 기술은 도약할 것”이라며, “전기 자동차의 고속 충전이 주요 판매 포인트가 된다면 슈퍼 커패시터 기술은 성공할 것”이라고 밝혔다.

한편, 에너지 밀도는 배터리가 여전히 슈퍼 커패시터를 능가하는 하나의 지표이다. 이에 따라 커패시터-슈퍼 커패시터 조합에서 배터리-슈퍼 커패시터 하이브리드에 이르기까지 다양한 하이브리드 제품이 출시될 것으로 예상된다. 후자는 고속 무선 충전과 같은 애플리케이션을 가능하게 한다.

세계적인 자동차 제조업체인 람보르기니는 한정 판매 자동차 시안 로드스터를 내놓았다. 이 차에는 기존 리튬 이온 배터리 대비 10배 더 많은 전력을 저장할 수 있는 혁신적인 슈퍼 캐페시터 기술이 세계 최초로 적용돼 화제를 모았다.

이는 동일 중량 배터리보다 3배 더 강력하고 동일 출력 배터리보다 3배 더 가벼운 제품을 적용한것이다. 여기에 람보르기니에서 개발한 회생제동장치(regenerative braking system)와 슈퍼 캐페시터의 대칭적 특징이 더해 브레이크를 밟을 때마다 회생 에너지를 완충하며, 이를 즉시 출력 증가에 활용할 수 있게 했다. 130km/h까지 전기모터를 활용한 가속이 가능하게 된 것이다.

IDTechX는 “슈퍼 커패시터가 값 비싼 리튬 이온 배터리의 10%를 대체했으며, 납축 배터리를 빠르게 사라지게 할 것”이라며, "기술 발전 및 시장 출시는 이제 빠르게 진행되고 있다. 향후 20년 내에 성장하는 것과 사라지는 것이 생길 것"이라고 결론 내렸다.

◇ 국내, 에너지 저장 분야 생태계 확보 위한 체계적인 지원 필요

"전 세계의 여러 산업이 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)으로 인해 운영을 중단했다. 자동차 또는 소비재 전자 산업의 OEM(Original Equipment Manufacturer) 역시 폐쇄된 작업으로 인해 어려워지면서 슈퍼 커패시터 주문을 지연시킬 것으로 예상된다. 이는 2020년 시장 성장세에 일시적인 장애물이 될 것이다." 리서치앤마켓사가 지난해 시장 동향을 정리한 내용이다.

자동차 부문은 코로나19로 인해 상당한 손실을 입는 주요 부문 중 하나이다. 자동차 공급과 수요는 전 세계 여러 국가에서 시행되는 폐쇄 조치와 자동차 제조 단위의 폐쇄 운영으로 인해 전 세계적으로 영향을 받았다. 영향을 받은 국가의 여러 자동차 회사가 생산을 중단하면서 슈퍼 커패시터에 대한 수요가 단기적으로 감소했다.

한편, 국내 슈퍼커패시터 관련 기업은 비나텍, LS material, 비츠로셀, 삼화전기, 코칩, 삼화콘덴서, 퓨리켐 등이 있으며, 관련 소재 기업 한국JCC가 있다.

주로 전기이중층 커패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC)의 소용량품(∽10F), 중용량품 (∽500F) 위주의 제품군을 출시하고 있다. 응용 분야로 AMR(Auto Meter Reading), 자동차용 백업 전원, 풍력 pitch control용 등이 있으며, 주로 수출하고 있다. 국내 매출은 2019년 800억 원에서  2020년 1,000억 원으로 매년 20% 정도의 시장규모 증가율을 보이고 있다.

차세대 커패시터 산업 기술 협의회에 따르면, 한국은 2020년 기준 세계 시장의 약 10% 점유율을 차지해 미국, 일본 다음으로 높은 것으로 나타났다. 특히 EDLC 중심으로 제품을 개발하고 있고, 일부 회사들이 이차전지와의 하이브리드 커패시터 제품을 개발하고 있다. 또 세계 시장 성장세에 맞춰 국내 기업들이 EDLC, 하이브리드 커패시터 등 다양한 제품군을 확보한다면 2025년에는 약 30%의 시장 점유율을 확보할 것으로 예상된다고 밝혔다.

한국전기연구원의 김익준, 양선혜 박사는 “정부는 주로 시장규모가 큰 리튬이온 전지에 지원을 집중하고 있어 슈퍼커패시터 시장에 대한 체계적인 지원이 거의 이루어지고 있지 않다”라며, “이차전지의 단점인 파워와 장기신뢰성을 보완하기 위한 고출력형 슈퍼커패시터의 중요성이 차세대 자동차인 전기차, 수소차에서 부각되고 있다. 에너지 저장 분야의 다양성과 생태계 확보를 위해서는 향후 체계적인 지원이 필요하다"고 밝혔다.

[이넷뉴스=신종섭 기자] shinjs@enetnews.co.kr