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[전차남] 테슬라가 전기차 배터리 시장에서도 앞서갈 수 밖에 없는 이유

  • 이직 기자
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    입력 : 2020-06-16 13:49:06

    오늘은 테슬라의 배터리 사업이 성공할 수 밖에 없는 이유에 대해 이야기 해 보려고 합니다.
    테슬라 전기차가 시장을 주도할 수 밖에 없는 이유를 테슬라 배터리를 위주로 생각해 보려고 합니다.

    테슬라는 현재 배터리를 생산하고 있고, 결국 다른 자동차 회사들과 크게 다른 부분이 이 부분입니다.
    즉, 테슬라는 배터리 사업을 수직계열화 시켰는데, 다른 회사들은 수직계열화를 시키지 못했다는 것입니다.

    이 차이는 뭘까요?

    전기차 업체에게 배터리는 가장 비싼 부품입니다. 전기차 가격의 1/3이 배터리 가격이라고 할 만큼 배터리가 차지하는 비중이 높습니다.

    프라이스 패러티(Price Parity)라고 하는데. kWh당 배터리 가격이 100달러가 되면 전기차와 내연기관차의 가격이 같아진다고 합니다.

    배터리 가격이 kWh당 100달러 이하가 되면 전기차가 내연기관차 보다 더 싸지게 된다고 합니다. 그래서 kWh당 100달러는 프라이스 패러티라고 합니다.

    배터리 가격이 kWh당 100달러 이하가 되면 세상이 뒤집히는 변혁이 일어 나는 것이지요. 전기차를 안 살 이유가 없어지고, 그때부터 내연기관차는 저 세상으로 가게 됩니다.

    완전한 전기차 시대가 열리게 되는 시점이 바로 이 kWh당 100달러라는 프라이스 패러티 시점입니다.

    배터리 업체들과 전기차 업체들은 누가 더 빨리 프라이스 패러티 시점까지 가느냐로 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다.

    배터리 가격을 프라이스 패러티까지 먼저 낮춘 회사가 전기차 시장을 석권한다는 공식이 있는 것이지요.

    테슬라 이외의 업체들은 각형 배터리나 파우치형 배터리를 씁니다. 테슬라는 원통형 배터리를 씁니다.

    원통형 배터리가 가장 구식이라고 합니다. 그러나, 가장 구식인 원통형 배터리가 전기차 시장을 석권하는 이변이 벌어질 수도 있어 보입니다.

    테슬라가 쓰는 원통형 배터리는 배터리 제조 방식 중 가장 오래 된 방식입니다. 우리가 기억하는 배터리는 처음부터 원통형이었습니다. 그렇다 보니 가장 오래 되었고, 그래서 가장 저렴하게 만들 수 있습니다.

    거기에 가장 안정성이 높습니다. 가장 오래 써 왔기 때문에 안정성이 그만큼 높아진 것이기 때문입니다.

    새로운 파우치형이나 각형에 비해 대량생산을 가장 빠르게할 수 있는 방식이 바로 원통형입니다.

    지금은 얼마나 뛰어난 배터리냐가 중요한 것이 아니고, 얼마나 빨리 전기차를 대량으로 만들어낼 수 있느냐의 싸움입니다.

    아직 없어서 못 파는 상태이기 때문입니다.

    테슬라는 현재 기가팩토리를 넘어 테라팩토리를 언급하고 있습니다. 기가팩토리의 30배 정도 더 큰 공장이라고 합니다. 배터리도 기존 보다 30배 더 많이 만든다는 것입니다.

    배터리 가격을 낮추기 위해서는 상상하기 힘들 정도의 대량생산을 조기에 해 내는 것밖어 없어 보입니다.

    원통형 배터리는 워낙 오래 만들어 왔다 보니, 부품 구하기도 너무 쉽습니다. 가장 빠르게 대량생산할 수 있는 방식이고, 가장 싸고 가장 안전합니다.

    테슬라는 타사들이 제대로 배터리를 공급 받지 못할 때 30배 더 큰 테라팩토리를 건설해 무자비하게 배터리를 생산해서 제조 단가를 낮추고 남들은 따라 오지 못할 속도로 배터리 가격을 낮춰 프라이스 패러티를 넘어 서겠다는 계획입니다.

    파우치형과 각형 배터리는 배터리팩을 만들기 위해 많은 인프라스트럭처가 필요합니다.
    파우치형과 각형 배터리에서는 충방전할 때 압축을 해야하고 이게 별도로 필요한데, 원통형 배터리는 원통형 배터리 안에서 이 일을 해 버립니다.

    패키징을 위한 많은 업무가 줄어 드는 것이지요.

    원통형 배터리는 파우치형이나 각형 배터리에 비해 많은 서포트 스트럭처가 필요하지 않게됩니다.

    제조방법이 매우 간단하고 오래 해 왔기 때문에 안정적이고 만들기 쉬운 것입니다.

    테슬라 전기차에 들어 있는 배터리는 7000개의 셀이 들어간 배터리 팩이라고 합니다. 지금은 2019년 기준 kWh당 150달러 정도 수준인데, 이를 100달러 이하로 내려 프라이스 패러티를 달성하려 하고 있습니다.

    테슬라 모델3 퍼포먼스에는 75kWh 배터리가 들어 있는데, 이 배터리 생산 단가가 kWh당 150달러라면
    11,250 달러가 됩니다. kWh당 단가가 120달러라면, 배터리 생산 단가는 9000달러가 됩니다. 이 kWh당 단가를 100달러 까지 내리면 7500달러가 됩니다.

    150달러 대비 100달러는 3750달러가 쌉니다. 우리 돈으로 450만원이나 싸집니다. 배터리에서만 450만원 할인해 줄 수 있는 룸이 생기는 것입니다.

    테슬라는 내연기관차와의 이런 프라이스 패러티를 달성하기 위해 서서히 노력해 가는 것이 아니고, 기가 팩토리 30배 배터리를 생산할 수 있는 테라팩토리를 지어서 한방에 kWh당 100달러 이하로 내려 프라이스 패러티를 완성해 버리겠다는 이야기를 하고 있습니다.

    황당해 보이는 전략이지만 요즘은 일론 머스크를 믿는 사람이 많아졌습니다. 시장이 신뢰를 보낸다면 성공은 쉽게 올 것입니다.

    샌디 먼로라는 분이 있습니다. 테슬라 모델Y를 사서 다 분해하면서 모델Y를 분석하는 영상을 유튜브에 연재해서 유명해 졌는데요. 테슬라 관련해 최고의 전문가로 인정 받고 있는 분인데요. 이 분의 말에 따르면

    전기차 배터리에 있어서 배터리 전압을 모니터링 하고, 온도를 모니터링 하는게 중요하다고 합니다.
    쉐보레 볼트가 나왔을 때 쉐보레 볼트는 LG배터리를 쓰고, LG의 전자장치를 쓰고, LG의 파워트레인 부품, LG 모터 등을 썼습니다. 대부분의 부품이 LG가 만든 것이었고, GM이 만든 것은 거의 없었습니다.

    GM은 단순히 부품들을 사서 조립하는데 그쳤습니다.

    일론 머스크는 배터리에 대해 접근하면서, 백지에 처음부터 새로 그렸습니다.

    단순히 부품을 받아다가 조립하는 것이 아니었던 것이지요.

    샌디 먼로는 배터리를 만드는 것은 보다 배터리를 관리하는 부분은 훨씬 어렵다고 합니다.

    배터리를 관리하는 시스템은 새로운 물리학을 발명해야 하는 일일 수도 있을 정도로 어렵다고 합니다.

    테슬라는 이런 일렉트로닉스 부분에서 강점이 있는 회사 라고 합니다.
    배터리 하나하나는 가스탱크와 비슷합니다. 수천개의 가스 탱크에서 가스를 적절하게 나오게 하고, 다시 넣고, 터지지 않게 관리하고 하는 것은 가스 탱크를 만드는 것과는 전혀 다른 문제들이라고 샌디 먼로는 이야기하고 있습니다.

    테슬라는 이런 배터리 관리 시스템에서 강점이 있다고 합니다.

    테슬라는 캘리포니아에 있고, 실리콘밸리 사람들의 마인드셋이 있습니다. 이들의 마인드는 디트로이트사람들과는 다르다는 것입니다.

    실리콘밸리 사람들은 크리에이티브한 에너지가 넘칩니다.

    테슬라는 과연 배터리 셀까지 만들까요?

    셀을 만들기 보다는 화학부분의 변화를 추구할 가능성이 높아 보입니다.
    코발트가 가장 문제인데, 코발트는 화재가 발생하거나 폭발하는 위험이 있습니다. 그래서 배터리 제조사들은 이 코발트를 넣었다가 뺐다가 하면서 조절하고 있습니다.

    전기차 초기에는 배터리에 코발트를 많이 넜었으나, 지금은 줄이거나 빼려하고 있습니다.

    테슬라는 건식 배터리 기술을 가진 맥스웰을 인수했습니다.

    테슬라는 맥스웰이 가진 건식 배터리 기술을 배터리 제조에 적용할 것이고, 건식 배터리는 차세대 배터리라 일컬어지고 있는 전고체 배터리에 한발짝 더 가까워져 갈 것입니다.

    테슬라가 내 놓을 건식 배터리는 기존의 습식 배터리에 비해 더 싸고, 더 양이 많고, 더 멀리 가고, 더 강력해 100만 마일이라는 내구성을 제공해 줄 것으로 기대 되고 있습니다. 100만 마일이라고 하는 것은 160만 KM이며, 가솔린 차의 8배 정도 더 갈 수 있는 거리를 말합니다.

    일반적으로 내연 기관차들은 20만KM정도 타면 폐차를 하는데, 테슬라 배터리가 160만KM를 갈 수 있다면
    가솔린차 보다 무려 8배나 더 주행할 수 있는 고효율 배터리가 테슬라 차량에 장착 된다는 것인데, 이 정도가 되면 테슬라 전기차를 안 살 이유가 없어지는 것이지요.


    테슬라는 곧 배터리데이를 열 예정인데, 어떤 멋진 내용으로 전 세계인들을 열광시킬 지 주목 됩니다.

    이상 전차남이었습니다. 감사합니다.



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