The Truth_투자스터디

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※ 전해액의 진입장벽 (Part 2.)

● 전해액 사업의 특성

○ 복잡한 밸류체인

전해액은 기본적으로 리튬염(Salt), 용매, 첨가제를 혼합하여 만드는데 이들 원소재의 종류가 수십가지가 넘습니다.
리튬염은 LiPF6를 중심으로 LiFP4, LiFSI, LiBOB, LiPO2F2, LiDFOP 등 다양한 리튬염 등이 있으며, 용매의 종류도 PC, EC, DMC, DEC, EMC, Carboxylic Acid Ester, Sulfurous Acid Oil 등 다양하며, 첨가제는 그 종류만 수십 가지(현재까지 알려진 첨가제만 50종류가 넘습니다.)입니다.
고성능 배터리로 배터리가 빠르게 발전하면서 전해액에 들어가는 원소재들의 수도 빠르게 증가하고 있습니다.

이렇게 다양한 원소재들을 각각의 배터리에 맞게 소싱하고 배터리 개발 초기부터 배터리 업체들과 긴밀한 협력관계가 있어야 하기 때문에 신규업체들이 전해액 산업에 들어오기 어렵습니다.

전해액은 배터리 소재 중 가장 많은 원소재가 필요하며, 화학산업의 집합체라고 할 수 있습니다.

양극재나 분리막, CNT도전재, 실리콘음극재 등은 시장에 워낙 많이 알려져 있어 기술에 대한 이해도 어느정도는 되어 있으나 전해액의 복잡성에 대해서는 아직 시장의 이해도가 높지 않은 상황입니다.

○ 3D 업종임. (위험하고, 더럽고, 번거로움)

전해액은 2차전지 소재 산업 중에서도 대표적인 3D업종입니다.
또 다른 대표적인 2차전지 산업 중 3D업종은 폐배터리 산업입니다. 때문에 폐배터리 산업은 대기업들이 직접 사업하는 것을 극도로 꺼리는 산업입니다. (인명사고가 빈번하게 발생하고 환경 오염 문제가 특히 심하여 중소기업 위주로 사업이 진행되고 있습니다.)

전해액은 휘발성 물질로 화재에 취약하고 폭발 위험성이 있으며, 또한 유독물질이기까지 합니다.
전해액의 핵심 원재료인 리튬염(LiPF6)은 불소화합물(F)이기 때문에 맹독성 물질로 다루기가 매우 어려운 물질입니다.
불소 화학사업은 화학사업 중에서도 난이도가 매우 높은 분야로 글로벌적으로도 3M, Honeywell, Solvay, 다이킨, 아사히글라스, Arkema 등 소수의 글로벌 업체들이 장악하고 있는 시장입니다.
참고로 중국의 DFD(LiPF6 글로벌 1위), Capchem(전해액 글로벌 2위) 등이 불소화합물 기반의 업체입니다.

미국이나 유럽 선진국에서 전해액 공장을 건설하기 까다로운 이유도 전해액이 위험물질이기 때문입니다.

또한 전해액은 다른 2차전지 소재에 비해 매우 큰 부피를 가지고 있으며, 온도와 기간에 민감한 특징을 지니고 있습니다.
큰 부피는 제품의 운송과 관리를 어렵게 만들어 작업을 매우 번거롭게 만들며, 온도로 인해 항상 냉장시설에서 보관해야 하고, 보존기간도 짧아(2-6개월) 제조 후 바로 소비되어야 합니다.

지금은 배터리 공장의 자동화가 높아져가고 있고, ISO탱크와 같은 대용량 보관용기로 이전보다 전해액을 관리하고 운송하는데 상황이 많이 좋아졌지만, 아직도 20리터짜리 캐니스터를 대량으로 사용해야 하는 경우도 많습니다. 전해액을 20리터짜리 용기에 담는 다시 빼내는 과정에서 전해액이 오염되기도 하는 등 전해액은 관리하는데 매우 번거로운 소재입니다.

또한 항상 15도 전후로 온도를 맞춰져야 하기 때문에 용기에 든 전해액을 항상 냉장보관해야 하는 번거로움도 있으며, 특히 시간이 지나면 HF수치가 증가하여 전해액을 사용할 수 없게 되어 제조 후 빠른 시간 안에 소비해야 합니다.

2차전지 소재 중에서 가장 번거로운 소재라고 할 수 있습니다.

일본의 미씨비시와 같은 대기업이 2차전지 소재시장의 성장에도 불구하고 전해액 사업 비중을 늘리지 않는 이유도 결국 번거롭기만 하고 큰 돈이 안되기 때문입니다.

또한 중국에서도 전해액 업체들이 정리되면서 Tinci를 중심으로 재편되고 있는데(2022년 기준 Tinci의 중국 전해액 시장 점유율 약 45%), 이는 전해액의 번거로움으로 인해 대형화 수직계열화가 안되어 있는 업체는 이익을 얻기 어렵기 때문에 경쟁력을 지닌 소수의 업체로 시장이 빠르게 재편되고 있습니다.

결국 중국을 제외한 글로벌 전해액 시장도 이와 같을 것으로 보여지며, 대규모 생산 Capa를 갖추고 원재료의 수직계열화를 이룬 업체 위주로 재편될 것으로 전망됩니다.
전해액은 한번 속도가 벌어지면 후발주자들이 선두권업체를 따라잡기 매우 어려운 산업입니다.
돈으로 밀어붙일 수 있는 산업구조가 아니기 때문입니다.

○ 원자재가격 변동에 이익구조가 취약함. (수직계열화가 반드시 필요)

전해액의 핵심원재료인 LiPF6(원가비중으로 전체 원재료의 50%를 차지)가 리튬(Li)을 베이스로 하고 있기 때문에 리튬과 같은 원소재의 가격 변동에 취약한 구조를 지니고 있습니다.
LiFSI, LiPO2F2 등 리튬이 포함된 특수 전해질염에도 해당됩니다.

이는 지난 2021년부터 2022년 하반기까지 리튬가격이 약 10배이상 폭등했던 시기의 사례를 통해알 수 있듯이 핵심 원자재가격 변동은 전해액업체의 이익에 매우 큰 영향을 줄 수밖에 없습니다.

때문에 이를 위해서는 LiPF6를 중심으로 핵심원자재에 대한 내재화가 전해액 업체로서는 필수적입니다.
중국의 Tinci는 LiPF6의 내재화를 통해 원자재가격이 크게 변동될 때도 20-25%(2022년에는 30%이상)의 높은 이익률을 유지할 수 있었습니다.
반면 원자재 수직계열화가 안되었던 국내 전해액 업체들은 해당시기에 대규모 적자와 같은 안 좋은 실적을 보여줬습니다.

LiPF6, LiFSI와 같은 리튬염은 불소(F)를 다루는 기술이 반드시 필요하기 때문에 진입난이도가 높은 소재이며 글로벌 적으로도 소수의 지역(중국, 일본, 한국 후성 등)에서만 생산되어지고 있습니다.
참고로 엔켐은 중앙첨단소재를 통해 새만금에서 LiPF6 생산시설을 구축하고 있는데, 이는 중국업체의 기술을 베이스로 합니다. (지분율이 없기 때문에 FEOC에 적용되지 않음)

여기에 더해 미국의 IRA로 인하여, 원자재의 중국 외 소싱이 리튬염을 넘어 용매와 첨가제도 필요하기 때문에 전해액 업체들은 지금까지 손쉽게 구하던 중국을 배제한 자체적인 공급망을 구축해야 합니다. 2025년부터 당장 중국산 리튬염, 용매, 전해액을 사용하면 IRA 보조금 대상에서 제외됩니다.

향후 중국 외 지역 전해액 업체들은 이익률 뿐 아니라 미국과 유럽시장 진출 때문에라도 수직계열화가 선택이 아닌 필수이며, 리튬염 뿐 아니라 첨가제와 용매도 수직계열화 또는 중국 외 업체와의 파트너쉽 강화가 필수적입니다.

전해액 사업은 시장이 보는 것보다 훨씬 더 복잡한 사업이고 단순히 자본과 기술이 있다고 쉽게 뛰어들 수 있는 산업이 아닙니다.
그리고 이는 다른 2차전지 소재, 부품, 장비 업체에 다양한 신규업체들이 참여하는데 반해 전해액에는 신규업체의 진입이 거의 이뤄지지 않는지를 통해서도 증명되고 있습니다.

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