일본산업뉴스요약

노벨상 수상자 요시노 씨가 전망하는 미래
리튬이온 배터리ⅹAI∙IoT, 환경 문제의 해답

오랫동안 노벨상 유력 후보자에 올랐던 아사히카세이(旭化成)의 요시노 아키라(吉野彰) 명예 펠로우가 드디어 연구자로서 최고의 영관을 손에 넣었다. 화학에 눈을 뜬 초등학교 시절부터 60년 가깝게 지났다. 리튬이온 배터리 개발로 2019년의 화학상에 선정되면서 꿈을 이뤘다. 그러나 여기가 골인이 아니다. 요시노 씨가 전망하는 것은 물론 미래다. 리튬이온 배터리는 어떠한 미래를 만들고, 일본의 산업계는 무엇을 해야 하는가? 요시노 씨가 제시하는 키워드를 통해 미래를 전망해 본다.

-- ‘지구환경’ ‘AI EV’ --
IT혁명과 함께 태어나 성장한 리튬이온 배터리. 충방전을 하며 반복 사용이 가능한 소형 경량의 리튬이온 배터리는 이동전화나 스마트폰 등의 보급에 따라 시장이 확대되었다. IT와 리튬이온 배터리가 만나면서 현재의 편리한 생활이 도래했다.

현재 리튬이온 배터리는 지금까지의 모바일 IT 중심에서 자동차로의 이용이 확대되면서 ‘하늘 나는 자동차’ 등으로 이용이 확대되려 하고 있다. 특히 자동차 업계는 일정 비율의 신에너지자(NEV) 생산을 의무화하는 중국의 NEV 규제의 도입 등을 배경으로, 독일 폭스바겐이나 도요타자동차 등 자동차 기업이 잇달아 전동차의 장기 전략을 밝혔다.

자동차에 이끌려가는 형태로, 세퍼레이터 기업인 아사히카세이를 비롯해 리튬이온 배터리의 주요 부재업체들은 생산능력 증강을 계획한다. 미쓰비시케이컬은 전해액과 부극재, 우베코산(宇部興産)은 세퍼레이터의 증산을 추진하고 있다. “매년 증산하지 않으면 수요를 따라가지 못한다”(화학업체 간부)라며 즐거운 비명을 지르고 있다.

그러나 요시노 씨는 이러한 현재의 변화를 단지 전동 모빌리티를 중심으로 한 용도 확대뿐이라고 생각하지 않는다. “’전기자동차(EV)는 어떻게 될까?’ 또는 ‘배터리는 어떻게 될까?’라는 생각으로는 핵심은 보이지 않는다”라고 지적한다. 보다 넓은 시야를 가질 것을 촉구한다.

요시다 씨가 전망하는 것은 제4차 산업혁명이나 환경문제 해결이라는 큰 움직임 속에서의 리튬이온 배터리의 존재다. “인공지능(AI)이나 IoT(사물인터넷)와 같은 변혁과 도킹을 추진하면서 새로운 세계를 만든다”라고 말한다.

요시노 씨는 이전부터 자율주행을 담당하는 AI를 탑재한 ‘AIEV’가 주요 모빌리티가 되는 사회를 제안하고 있다. 사람은 자동차를 운전도 하지 않고 보유도 하지 않고 필요할 때 무인운전 AIEV를 호출한다. 마이카 소유와 비교해 개인 부담은 대폭으로 줄고, 현재의 EV 보급의 큰 장벽인 가격 문제를 해소하는 데도 도움이 될 것으로 예상한다.

-- 커넥티드 EV, ‘거대 축전시스템’ --
다수의 EV 네트워크를 구축하면 그것은 이미 거대한 축전시스템이라고 할 수 있다. 언제, 어디서, 어느 전기를 충전하고, 언제 주행에 사용하고, 다른 기기 등에 전기를 공급할 것인가 등을 AIEV가 판단한다. 이것이 가능해지면 변동이 큰 재생가능 에너지의 이용이 증가하며 지구 규모의 환경 문제의 해결로도 이어진다.

‘전기를 축전한다’라는 심플하면서도 근간을 이루는 기술을 갖고 있기 때문에 배터리는 다양한 기술과 조합함으로써 다양한 모양으로 진화할 수 있다. 리튬이온 배터리는 현재의 사회 생활을 바꾼 것처럼 다음은 지구 환경의 미래도 바꿀 수 있다. 이것이야말로 지구 환경 문제가 큰 주목을 받고 있는 19년에 리튬이온 배터리가 노벨상의 대상 테마가 된 이유다.

앞으로는 기술적인 진화도 물론이지만 배터리를 포함한 기술 혁신에 생명을 부여하는 것보다 많은 아이디어가 요구된다. 그것이 많은 나라나 기업에게 환경문제의 해결책이나 사업 기회가 된다.

-- 일본 산업 재성장의 열쇠 --
리튬이온 배터리를 산업의 측면에서 보면 일본은 이제 주역이 아니다. 91년에 소형 리튬이온 배터리를 세계에서 처음으로 상품화한 것은 소니지만 민생용 소형 배터리는 비용이 승부처가 되면서 일본은 일제히 사업을 축소, 철수했다.

차량탑재용 배터리는 미국 테슬라에게 배터리를 공급하는 파나소닉이 1위로 보인다. 그러나 중국이 EV의 거대 시장으로 성장하면서 중국 CATL과 BYD가 출하량을 급속하게 늘리고 있다. 한국의 LG화학이나 삼성SDI도 투자에 적극적이다. 파나소닉의 지위는 반석 위에 있다고 할 수 없다.

요시노 씨는 “리튬이온 배터리에 국한된 이야기가 아니라 일본의 산업이 같은 과제를 안고 있다”라고 말한다. 일찍부터 일본은 기술을 무기로 사업에서도 승리해 왔다. 그러나 기술에서 이겨도 사업에서 패배하게 되고, 결국은 기술에서도 패배하게 될 것을 우려하고 있다.

한편 소재나 전자부품과 같은 상류(소비자에게서 먼)에 위치하는 산업은 일본이 최고 수준의 경쟁력을 유지하는 최후의 보루다. 미국 애플 등 해외 기업의 스마트폰에도 무라타제작소의 적층세라믹콘덴서(MLCC)나 소니의 이미지센서, TDK의 리튬이온 배터리 등은 빠뜨릴 수 없다.

소재에 대해서도 액정 디스플레이를 구성하는 액정은 JNC, 편광판은 닛토덴코(日東電工)나 스미토모화학이 높은 점유율을 차지한다. 미쓰비시케미컬이나 Kuraray, 후지필름 등도 디스플레이에 필수인 필름을 공급. 유기EL의 발광 재료는 이데미쓰코산(出光興産) 등 일본 기업이 리드하고 있다. 물론 리튬이온 배터리의 주요 부재도 아사히카세이나 미쓰비시케미컬, 우베코산, 히타치카세이(日立化成), Stella Chemifa 등의 존재감은 크다.

요시노 씨는 “이상적인 것은 상류와 하류(소비자에게 가까운) 양쪽의 산업을 확보하는 것이다. 일본의 상류 산업은 의외로 건투하고 있다. 상류 산업이 건실한 동안에 GAFA(구글∙애플∙페이스북∙아마존)에 상당하는 벤처기업이 하나라도 더 생겨났으면 좋겠다”라고 말한다.

소재 산업도 일본의 전기산업이 강했기 때문에 지금이 있는 것이다. 상류가 비교적 경쟁력이 강할 동안에 기술과 사업 성장성의 양면에서 일본 산업을 견인할 수 있는 하류 산업이 등장하지 않으면 재성장은 어렵다.

-- ‘다음 세대로’ --
요시노 씨가 화학에 발을 들인 계기는 사소했다. “초등학교 시절의 담임선생님이 화학 전공자로 수업 시간에 화학 이야기를 많이 하셨다”라고 회상한다. 그 선생님의 추천으로 영국의 과학자 마이클 패러데이의 '촛불의 과학'을 읽고 흥미를 가졌다. 흥미를 갖고 공부를 하다 보니 특기 과목이 되었고 연구자의 길을 걷게 되었다. 이번 노벨 화학상이 많은 리튬이온 배터리 연구자나 과학자들에게 자극이 되고, 학생이나 아이들이 장래에 큰 꿈을 갖는 계기가 될 것으로 기대된다.

 -- 끝 --