GM, 中 주도 나트륨 배터리 도전장…ESS 시장 겨냥

피크에너지와 협력…2028년 북미 공급망 기반 생산 확대 추진

제너럴모터스(GM)가 전력망용 에너지저장장치(ESS) 시장을 겨냥해 나트륨이온 배터리 개발에 나선다. 전기차 중심 배터리 기술을 전력 인프라 분야로 확장하는 동시에 중국 기업이 주도하는 배터리 공급망에서 차별화된 기술을 확보하려는 전략으로 풀이된다.

GM은 9일(현지시간) 피크에너지와 협력해 전력망용 차세대 나트륨이온 배터리 셀을 개발하고 있다고 밝혔다. GM의 투자 자회사 GM벤처스도 피크에너지에 전략적 투자를 진행한다.

GM은 2028년부터 북미 공급망을 기반으로 나트륨이온 배터리 생산 확대를 추진할 계획이다. GM 배터리 사업 책임자인 커트 켈티는 파이낸셜타임스(FT)에 해당 기술을 “미국에서, 미국인에 의해, 미국식 경영 아래 제조할 것”이라며 중국 경쟁사들을 뛰어넘는 기술을 개발하겠다는 취지로 설명했다.

나트륨 배터리 (사진=GM)

GM이 나트륨이온 배터리에 주목하는 배경에는 중국 중심 배터리 공급 구조도 있다. 현재 글로벌 배터리 시장은 CATL과 BYD 등 중국 기업들이 주도하고 있으며, 리튬인산철(LFP) 배터리 역시 중국 업체들의 영향력이 크다. 포드가 최근 에너지 사업 부문을 출범시키면서 중국 CATL의 기술을 활용하기로 한 것과 달리, GM은 나트륨이온 배터리를 통해 북미 기반 기술과 공급망을 구축하겠다는 구상이다.

나트륨이온 배터리는 리튬보다 풍부하고 상대적으로 저렴한 나트륨염을 사용한다. 작동 원리는 리튬이온 배터리와 유사하지만, 넓은 온도 범위와 반복 충방전 환경에서 강점을 보일 수 있어 전력망용 ESS에 적합하다는 게 GM의 설명이다.

전력망용 ESS는 전기차와 달리 주행거리나 무게보다 장시간 안정적인 전력 공급, 유지보수 비용, 시스템 안정성이 중요하다. GM은 나트륨이온 배터리를 활용하면 냉각장치 등 부대 시스템을 줄여 ESS 구조를 단순화하고 운영 비용을 낮출 가능성이 있다고 보고 있다.

다만 나트륨이온 배터리는 LFP 배터리보다 에너지 밀도가 낮다는 한계가 있다. 켈티는 이 같은 특성이 전기차용 배터리에는 제약이 될 수 있지만, 고정형 전력저장장치에서는 상대적으로 큰 문제가 아니라고 설명했다.

미시간주 워런에 위치한 월리스 배터리 혁신 센터 (사진=GM)

GM은 올해 미국 미시간주 워런에 있는 월러스 배터리 셀 혁신센터에서 전력망용 나트륨이온 배터리 셀 시제품을 제작할 계획이다. 회사는 전기차 배터리 개발 과정에서 축적한 셀 설계와 시제품 제작, 양산화 역량을 ESS 분야에도 적용한다는 방침이다.

단기적으로는 기존 배터리 자산도 활용한다. GM은 LG에너지솔루션과의 합작사 얼티엄셀즈를 통해 이달 중 상업용 ESS에 공급할 LFP 배터리 생산을 시작할 예정이다. 또 레드우드머티리얼즈와 협력해 GM 전기차 배터리 약 1만개를 에너지 인프라에 투입하고 있다.

GM은 내년부터 미시간주 자사 공장에도 전기차 재사용 배터리 팩 약 100개를 배치할 계획이다. 해당 설비는 7.2MWh 규모 전력을 공급할 수 있으며, 설치 기간 동안 300만 달러 이상 전기요금 절감 효과가 예상된다고 회사 측은 설명했다.

GM은 전기차 배터리 기술을 차량을 넘어 전력망 분야로 확대하고 있다. 데이터센터와 인공지능(AI) 확산으로 전력 수요가 늘어나는 가운데, 용도별 배터리 화학 체계를 다변화하고 중국 중심 배터리 공급망과 차별화된 ESS 사업 기회를 확보하려는 행보로 풀이된다.