[헬로티] 

세계 최고 수준 품질관리 스마트팩토리 모델 구축 완료, 향후 신증설 모델로 활용

포스코케미칼이 양극재 광양공장에 세계 최고 수준 경쟁력을 갖춘 이차전지소재 스마트팩토리를 구축했다. 

포스코케미칼은 전기차용 하이니켈 양극재 생산기지로 건설하고 있는 광양공장에, 포스코그룹의 제조, 건설, ICT 역량을 결집해 리얼타임 품질 관리가 가능하고 생산 효율성을 극대화한 스마트 팩토리를 구축했다. 

양극재 광양공장은 현재 3만톤의 생산능력을 갖췄으며, 증설을 통해 2023년부터 연 9만톤 생산체제를 가동하게 된다. 양극재 9만톤은 60kwh급 전기차 배터리 약 100만대에 활용될 수 있는 양이다.

양극재 광양공장은 공기 이송장치 등을 적용해 물류의 운반 속도를 높이고, 실시간으로 품질과 제품 정보를 관리하는 한편, 원료입고, 제품 생산, 출하 관리까지 전 공정을 무인화해 소재 사업에 최적화된 생산 공정과 체계를 갖췄다.

특히‘에어슈팅’으로 명명한 리얼타임 품질 모니터링 시스템이 양극재 광양공장의 대표적인 스마트 공정이다. 에어슈팅은 생산 공장과 품질분석실을 강한 공기압력이 흐르는 파이프라인으로 연결해, 제조 현장에서 채취한 제품 샘플 캡슐을 초당 5m의 속도로 빠르게 이송하는 방식이다. 축구장 20개 크기의 공장에서 무작위로 추출한 제품은 30초 이내면 분석실에 도착한다. 연구원들은 샘플 성분을 실시간으로 데이터화하고, 공정과 품질 개선에 활용한다.

양극재 광양공장에서는 분석 데이터를 바탕으로 핵심설비인 소성로 내부 배열을 개선하고 시간당 가공량을 늘리는 등 공정 개발 최적화를 지속해 왔다. 그 결과 양극재 광양공장의 생산 효율성은 건설 초기인 2018년 보다 91% 이상 높아졌다.

사진. 양극재 광양공장에서 AGV(Automated Guided Vehicle)가 공정에 원료를 투입하기 위해 이동하는 모습. 3만톤 생산 라인에 총 12대의 AGV가 운영되고 있으며 원료 투입 후 제품이 출하되기까지의 전 공정이 무인화 운영된다.

공장 관계자는 “제품 공급 협의를 위해 방문한 고객사가 가장 관심있게 살펴보는 것 중 하나가 자동화된 공정과 품질관리 체계”라며, “포스코케미칼이 배터리 안정성과 직결된 품질 관리를 철저하게 하고, 생산원가를 낮추고 있다는 점이 다수의 고객사로부터 좋은 평가를 받고 있다”고 설명했다.

향후 포스코케미칼은 광양공장에 구축한 경쟁력 있는 공정 모델을 국내외에 증설하는 공장에 적용할 예정이다.

포스코케미칼은 2025년까지 글로벌 1위 수준의 양극재 양산능력을 확보하기 위해 2021년 4만톤의 연산 능력을 2025년 27만톤, 2030년 40만톤까지 속도감 있게 확대할 계획이다. 

특히, 2025년까지 국내에 16만톤 양산체제를 조기에 완성하고, 미국, 유럽, 중국을 비롯한 해외에도 11만톤까지 신속한 투자를 단행해 연산 27만톤의 글로벌 생산체제 구축을 추진한다.

이는 기존에 계획된 2025년 21만톤 계획을 크게 뛰어넘는 양산능력 확대로, 포스코케미칼의 이차전지소재 시장 1위 달성 시기도 그만큼 빨라질 것으로 기대된다.

이렇게 투자 속도를 높이는 것은 미국과 유럽 중심의 글로벌 전기차 수요 증가, 주요 자동차사의 배터리 내재화 추진, 거점별 역내 공급망 구축 추진 등으로 시장 환경이 급변하고 있어, 앞으로 2~3년이 이차전지소재사업 주도권을 확보하기 위한 골든타임이 될 것으로 분석하고 있기 때문이다.

포스코케미칼 정대헌 에너지소재사업부장은 “시장 변화를 고객사 확대의 기회로 삼아 더욱 속도감 있게 생산능력을 확대하고 국내 전지사는 물론 글로벌 자동차사 등과 긴밀한 파트너십을 구축해 거점별로 추진되는 역내 공급망 구축에도 선제적으로 참여할 계획”이라며, “늘어나는 수요에 대응하기 위해 기존에 계획된 투자 일정을 앞당겨 2025년이면 양산능력에서도 글로벌 탑플레이어의 모습을 갖출 것” 이라고 밝혔다.

UBS의 올해 발표에 따르면 글로벌 전기차 시장은 2020년 300만대에서 2030년 3550만대까지 연평균 28% 수준의 성장세를 보일 것으로 전망되고 있다. 이는 2020년 발표된 주요 시장조사 기관들의 연평균 성장률 26%, 2030년 전기차 시장 규모 2,500만대 수준을 크게 상회하는 것으로 전기차 시장으로의 전환 속도가 더욱 빨라지고 있다. 

또한 주요 배터리사의 경쟁적인 생산능력 증강과 테슬라, 폭스바겐 등 주요 자동차사들이 배터리 내재화 계획을 밝힌 것도 경쟁력을 갖춘 소재사에게는 고객사 확대를 위한 기회요인이 될 수 있다는 전망이 나온다.

양산능력 확대와 함께 포스코케미칼은 포스코그룹과 연계한 핵심 원료의 자체 공급에도 나서며 경쟁 우위 확보를 본격화하고 있다. 포스코그룹은 자원개발 사업을 통해 양극재의 원료인 리튬, 니켈, 흑연의 공급 체계를 확보했다.

2030년까지 리튬 22만톤, 니켈 10만톤의 양극재 원료를 생산할 예정이며, 폐배터리 리사이클링을 통한 니켈과 코발트 원료 공급, 양극재 중간재인 전구체의 자체공급 확대도 추진한다. 또한 음극재 원료 확보를 위해 아프리카 탄자니아 흑연광산의 지분을 인수하는 등 수급 다변화에도 나섰다.

사진. 양극재 광양공장 샘플 에어슈팅 스테이션 : 포스코케미칼 양극재 광양공장에서 에어슈팅 품질 모니터링 시스템이 가동되고 있는 모습. 

포스코케미칼은 향후 이차전지소재사업에서 원료조달 능력이 사업 경쟁력을 좌우하고 이를 중심으로 공급망과 경쟁구도가 재편될 것으로 보고 있다. 포스코케미칼은 원료부터 양, 음극재 생산까지 가능한 세계에서 유일한 소재사로 자리매김했으며, 이런 원료 확보에서의 차별화된 우위가 이차전지소재사업 시장 선도를 자신하는 이유다.

앞으로 포스코케미칼은 글로벌 모빌리티 성장의 가속화를 맞이해, 이차전지소재사업에서 차별화된 경쟁 우위 확보를 위해 더욱 역량을 집중해 나간다는 계획이다. 스마트 공정 고도화, 양산능력 확대, 원료 자체 공급, 차세대 소재 개발을 위한 R&D 등 사업 역량을 더욱 강화해 글로벌 시장을 선도하고 성과 창출을 가속화할 방침이다.

이를 통해 이차전지소재사업에서 2025년까지 글로벌 탑티어사로서의 위치를 공고히 하고, 2030년 글로벌 시장 점유율 20%, 연 매출 23조원을 달성해 포스코그룹의 미래 성장을 견인할 계획이다.