기고문

하이브리드카 및 전기자동차 시장 전망

일본의 후지경제연구소는 2009년 1월에서 3월에 걸쳐 하이브리드카 및 전기자동차 관련 시장의 R&D 기술 동향 및 관련 부품의 개발·생산·공급 상황을 조사 분석한 자료인 「HEV, EV 관련 시장분석 조사 보고서」를 발표하였다. 동 보고서에 따르면, 2020년 전 세계 하이브리드카(HEV) 시장 규모는 2008년 대비 7.6배 확대된 375만대에 이를 전망이며, 전기자동차(EV) 시장 규모는 13만 5000대로 2010년 대비 45배 확대될 전망이다. 한편 HEV, EV 실용화의 핵심 요소인 리튬이온 배터리 시장 규모는 3132억엔으로 2010년 대비 783배 확대되며, 리튬이온 배터리 시장 규모가 2011년에서 2015년 사이에 니켈 수소 배터리 시장 규모를 상회할 전망이다. 동 보고서에 발표된 하이브리드카 및 전기자동차 시장 전망을 살펴본다. <표-1> 하이브리드카/전기자동차 및 배터리 시장 전망

하이브리드카 전기자동차 배터리 시장 전망 현황 표

구분	시장규모(2020년)	증감	비고
하이브리드카	375만대	2008년 대비 7.6배	2013~14년 이후 가솔인차에서 대체 일반화
전기자동차	13만5000대	2010년 대비 4.5배	인프라 정비, 배터리 기술 지연
리튬이온 배터리	3132억엔	2010년 대비 783배

■ 하이브리드카 시장 전망

○ 잇단 하이브리드 신모델 출시를 통해 하이브리드카로의 대체가 일반화될 전망 - 혼다가 하이브리드카 신모델 인사이트를 출시한 데에 이어 도요타가 프리우스 신모델을 출시함에 따라 2009년부터 하이브리드카 비용 절감 경쟁이 본격적으로 전개될 전망 - 이어 2010년과 2011년에 걸쳐 혼다가 하이브리드 시스템을 탑재한 경량 스포츠카를, 도요타는 하이브리드 미니밴을 출시할 예정 - 도요타가 출시할 예정인 하이브리드카 신모델은 비츠 또는 카롤라급 엔트리카일 가능성이 높고, 하이브리드카 시장 확대에 큰 영향을 미칠 전망 - 한편, 2012～2013년에 걸쳐 혼다와 도요타뿐만 아니라 닛산과 마쯔다가 하이브리드카를 출시할 계획인 가운데 2007～2008년에 걸쳐 하이브리드 시스템 개발 착수를 발표한 유럽 완성차업체들 및 포드가 이 시기에 하이브리드카를 출시할 가능성 고조 - 이 시기 이후 가솔린엔진 차량과 하이브리드카의 가격차가 줄어들면서 가솔린엔진 차량에서 하이브리드카로의 대체가 일반화될 전망 ○ 북미지역 하이브리드카 시장은 2015년 이후 본격적으로 활성화될 전망 - 인사이트와 신형 프리우스가 2009년과 2010년에 걸쳐 하이브리드카 시장을 주도하는 가운데 신차 판매 부진이 심화되고 있는 북미시장에서 소폭 증가하는데 그쳐 전 세계 하이브리드카 시장은 완만하게 확대될 전망 - 이에 따라 2009년 하이브리드카 시장 규모는 68만 4000대로 전년비 38.2% 확대되며, 주요 완성차업체들이 2011년부터 2013년에 걸쳐 신모델을 출시하면서 모델 수가 증가함에 따라 2015년 시장 규모는 240만대, 2020년에는 375만대로 확대될 전망 - 한편, 북미지역의 하이브리드카 시장이 본격적으로 형성되는 시기는 2015년 이후가 될 전망

■ 전기자동차 시장 전망

○ 전기자동차 2020년 시장 규모는 13만여대 전망 - 전기자동차 시장이 형성되는 2010년 규모는 3000대 수준이며, 미쓰비시와 후지중공업, 닛산 등이 2010년대 초반까지 출시할 예정인 전기자동차(EV)는 관공서와 지자체 및 민간 기업 등을 대상으로 한정 판매되면서 시장 규모는 미미할 전망 - 인프라 정비 및 배터리 기술 개발 지연으로 인해 2015년 EV 시장 규모는 4만대, 2020년에는 2010년 대비 45배 확대된 13만 5000대에 이를 전망 - 한편 EV가 100만대 규모의 시장으로 성장하는 시기는 2030년 이후가 될 것으로 예상되며, EV와 같은 이유로 플러그인 하이브리드카(PHEV) 시장 규모는 2020년을 전후하여 약 10만대로 확대될 전망 ○ 전 세계 전기자동차 시장 2020년 이후 본격적으로 형성될 전망 - 닛산이 일반 고객용 양산 판매를 추진하고 있지만, 인프라 정비가 진행된 일부 지역으로 제한될 전망이며 본격적인 시장 형성은 핵심 요소인 배터리 기술의 혁신과 비용 절감 및 플러그인 등 충전 인프라 정비가 갖추어진 2020년대 후반에서 2030년대에 들어서 가능할 전망 - 전기자동차가 배터리의 안전성과 비용상의 장점을 실현할 수 있게 될 경우 장치가 복잡하고 따라서 비용절감이 어려운 하이브리드카를 대체할 가능성도 부상 하이브리드카 및 전기자동차용 배터리 시장 전망 ○ 앞으로 5년 동안 급격한 변화를 경험하게 될 것으로 예상되는 배터리 시장 - 지구 환경보호에 대한 관심이 높아지고, 미국, 유럽, 일본 등 선진 각국의 연비 규제가 대폭 강화될 예정인 가운데 각국의 규제 방법 또는 규제 목표 달성 시기는 다르지만, 2020년까지 현재보다 30∼40% 높은 수준의 연비 향상을 요구 - 각국의 이산화탄소 규제 강화에 따라 주요업체들은 연소제어 기술 혁신, 소형·경량화, 하이브리드카 출시 등을 포함한 여러 대안들을 통한 규제 충족을 추진 - 노트북 PC 및 휴대전화용을 중심으로 2008년 약 8000억엔 대에 이른 리튬이온 배터리 시장은 2009년경부터 하이브리드카 및 전기자동차 시장이 확대됨에 따라 2020년까지 연평균 10%의 성장세를 기록할 전망 <표-2 차량용 배터리* 시장 전망>

2010, 2020 차량용 배터리 시장 전망 표

구분	2010년(예측)	2020년(예측)
라튬이온 배터리	4억엔(시장 형성기)	3,132억엔 (2010년 대비 783배)
니켈수소 배터리	920억엔(2009년 전망)(전년대비 23.7%)	22억엔 (2008년 대비 -97.1%)

* 연료전지 및 납 배터리 제외 - 노트북 PC와 휴대전화 및 디지털 AV 기기 보급이 일단락되고, 첨단 제품용 배터리 수요가 둔화되는 가운데 차량용 리튬이온 배터리에 대한 관심이 높아지고 있으며, 차세대 자동차용 배터리는 니켈수소 배터리에서 리튬이온 배터리로의 세대 교체가 진행될 전망 ○ 자동차용 리튬이온 배터리의 2010년대 중반 실용화 전망 및 실용화 장애 요인 - 도요타와 혼다 등이 리튬이온 배터리 실용화를 위한 연구개발을 진행하고 있으며, 앞으로 시장은 급속하게 확대될 전망 - 리튬이온 배터리가 2009년 이후 판매될 일부 차종에 공급될 예정이지만, 시장은 아직 작은 상황으로, 리튬이온 배터리 채택 하이브리드 모델이 증가할 2011년경부터 리튬이온 배터리 시장이 본격적으로 확대될 전망 - 하이브리드카 최대 생산업체인 도요타가 2013년 또는 2014년 이후에 리튬이온 배터리를 본격 탑재할 것으로 예상됨에 따라 HEV 및 EV용 배터리가 니켈수소에서 리튬이온으로 이행될 전망 - 재료의 특성상 발열 또는 폭발의 가능성이 낮은 니켈수소 배터리와 달리 배터리 자체 불량 또는 충전 회로 문제에서 과충전시 내부 단락에 의하여 발열, 폭발 등의 가능성은 리튬이온 배터리 실용화의 걸림돌 <그림-1 차량용 배터리시장 동향 및 전망> - 한편 리튬이온 배터리 사고 원인이 개발 단계가 아닌 양산 단계의 문제에 기인함에 따라 양산을 위해서는 안전성 확보 및 부재의 연구와 개량이 필요 ○ 하이브리드카용 배터리는 출력밀도, 전기자동차용 배터리는 용량이 중요 - 하이브리드카는 배터리 용량이 적어진 경우 엔진으로 충전이 가능하기 때문에 배터리 용량의 중요성은 낮은 반면 출력밀도(전력의 순간 출력 특성)가 중요 - 따라서 하이브리드카 배터리의 경우 충전률을 35∼65%의 범위 내에서 제어하면서 순간적인 출입력 특성의 관리가 중요 - 한편 전기자동차는 배터리의 용량(에너지 밀도)을 최대화함으로써 주행거리를 연장시킬 수 있고, 배터리 경량화도 가능 - 안전과 가격의 측면을 제외할 경우 리튬이온 배터리가 니켈수소 배터리보다 우위에 있으며, 안전성 향상은 시간이 소요되는 문제 - 한편 가격은 개발 비용 및 설비투자 등의 비용 요소가 문제가 되고 있지만 양산이 진행되면 니켈수소 배터리에 비해 비용을 낮추는 것이 가능할 전망

자동차용 배터리 생산업체 동향

○ 파나소닉EV에너지, 니켈수소 배터리 생산 확대 및 리튬이온 배터리 양산 추진 - 파나소닉EV에너지는 연간 하이브리드카 75∼80만대 분의 니켈수소 배터리를 생산하고 있는 것으로 추정되고 있으며, 독자적으로 또는 파나소닉을 통해 GM 및 혼다에 하이브리드카용 니켈수소 배터리를 공급하고 있지만, 대부분은 도요타의 하이브리드카에 제공 - 앞으로 300∼400억엔을 투자하여 니켈수소 배터리 생산을 늘리고, 리튬이온 배터리 양산도 추진할 방침인 파나소닉EV에너지는 이미 도요타에 공급한 경험을 바탕으로 개발단계인 리튬이온 배터리 사업에서도 시장점유율을 높일 수 있을 것으로 예상 ○ 산요, 2020년 세계시장 점유율 40% 달성 목표 - 산요전기기계는 포드와 혼다 등 완성차업체들을 대상으로 차량용 니켈수소 배터리를 월간 100만셀 이상 생산·판매 - 산요는 니켈수소 배터리 생산능력 확충을 하지 않을 방침이지만, 수요는 최대 월간 200만셀까지 늘어날 것으로 전망 - 현재 포드의 이스케이프 하이브리드에 원통형 니켈수소 배터리를 250셀 탑재하고 있으며, 혼다 인사이트에도 니켈수소 배터리를 공급하고 있는 산요는 리튬이온 배터리를 주력 품목으로 육성할 방침 - 산요는 2009년～2010년에 걸쳐 연간 1만 5000∼2만대 분의 하이브리드카용 배터리 양산 체제를 구축할 계획이며, 2015년까지 연간 1억 2000만셀 생산체제를 갖추고, 2020년 전 세계 시장점유율 40% 달성을 목표로 설정 ○ 기타 일본의 자동차용 배터리 생산업체 동향 - 오토모티브에너지서플라이(AESC)는 2010년에 연간 6만 5000대 분의 하이브리드카 및 전기자동차용 리튬이온 배터리를 생산할 방침이며, 해외에도 진출하여 유럽과 북미에서 르노-닛산그룹의 HEV 및 EV용 배터리 생산을 검토 - 미쓰비시의 전기자동차 i-MiEV용 리튬이온 배터리 양산을 2009년 4월부터 시작한 리튬에너지저팬(Lithium Energy Japan)의 연간 생산능력은 20만셀이며, i-MiEV의 첫 해 판매 목표 2000대 분에 해당하는 18만셀이 i-MiEV용 - 히타치비히클에너지(Hitachi Vehicle Energy)의 2008년까지 실적은 60만셀 정도로, 닛산의 티노 하이브리드와 이스즈 및 미쓰비시후소 등 상용차업체에 주로 공급 - HVE는 2010년에 GM 하이브리드카에 배터리를 공급할 예정으로, 출하대수는 연간 10만대 분을 상회할 전망이며, 하이브리드 구동 시스템 업체인 Eaton Corp.에 상용차용 리튬이온 배터리를 공급할 계획 ○ 기타 자동차용 배터리 생산업체 동향 - JCI-사프트는 포드의 전기자동차 시험제작 모델에 리튬이온 배터리를 공급하였으며, 2009년 출시될 메르세데스 및 BMW의 하이브리드 모델들도 JCI-사프트의 셀을 사용할 예정 - 보쉬와 삼성SDI 합작사인 SB리모티브는 앞으로 5년 동안 4∼5억달러 규모의 연구개발 투자를 통해 2010년까지 하이브리드카용 리튬이온 배터리 셀 생산을 시작할 예정 - 한편 SB리모티브는 2011년까지 HEV 배터리 시스템 생산을 시작할 계획이며, 2015년까지 HEV 및 EV용 리튬이온 배터리 전 세계 시장점유율 30% 획득을 목표로 설정 - A123시스템스는 2007년 8월에 GM과 시보레 볼트용 연료전지(E-Flex)시스템에 탑재할 리튬이온 배터리 공동개발 계획을 발표하였으며, 노르웨이 전기자동차 생산업체인 Think Global에도 공급 <日刊自動車新聞, 5/11>