롤랜드버거는 매해 2~3번 아헨공대(Aachen University)와 함께 E-mobility Index를 발간한다. E-mobility Index는 기술, 산업, 시장의 세 가지 축으로 전기차 관련 각국별 추진 현황을 평가한다. 향후 E-mobility Index에서 한국의 비중이 보다 커질 전망이다. 

롤랜드버거는 매해 2~3번 아헨공대(Aachen University)와 함께 E-mobility Index를 발간한다. E-mobility Index는 기술, 산업, 시장의 세 가지 축으로 전기차 관련 각국별 추진 현황을 평가한다. 기술은 국가별로 순수 전기차(EV), 플러그인 하이브리드(PHEV), 하이브리드(HEV) 등 세 가지 형태의 전기차(xEV) 제조 역량과 배터리 셀 제조 능력, 그리고 법제도를 제외한 국가 R&D 프로그램/펀딩 등을 평가한다. 산업은 국가별 자동차시장 내 전기차/시스템/부품 산업의 가치와 기여도를 평가한다. EV와 PHEV가 포함된 차량 생산량과 배터리 셀 생산량 등에 대한 것이기도 하다. 시장은 국가별 자동차시장 내에서 차지하는 전기차의 비중, 가격, 모델 등 소비자 평가에 대한 것이다.

1분기 E모빌리티 지표의 주요사항을 보면, 우선 일본은 주로 셀 부문의 폭넓은 가치창출에 힘입어, 전기차(EV) 산업의 선두를 지키고 있다. 그러나 테슬라(Tesla)가 예정대로 “기가팩토리(Gigafactory)”를 설립한다면, 미국에 우위를 빼앗길 수 있는 상황이다. 기술 측면에서는 독일이 강세를 유지하고 있다. 한편 시장 지표에 따르면 프랑스가 미국과 일본에 앞서 선두를 점하고 있다(그림 1).

일본은 3개 지표에서 경쟁국에 비해 가장 높은 성장을 달성하고 있다. 이는 부분적으로 일본 OEM의 대대적 국내 가격 축소, 이에 따라 나타난 매력적인 가격 대비 기술가치 비율에 의한 것이다. 글로벌 7대 자동차 생산국의 전기차 가격은 넓게 펼쳐진 분포를 보이고 있다(그림 2)

부품 공급사들은 기존 내연기관 파워트레인에 비해 더 큰 부가가치 비중을 xEV 파워트레인 부품제조로부터 창출하고 있다. 전장품과 전기 모터, 셀의 아웃소싱과 자체 생산 여부는 회사별로 천차만별이다.


7대 車 제조국 비교우위 분석

기술지표 측면에서 독일은 현재 선두 위치를 빼앗기고, 한국에 근소하게 뒤처지고 있지만 여전히 강세를 유지하고 있다. 독일의 포지션 변화는 고가의 차종을 포함하는 트렌드로 옮겨가면서 저렴한 차종이 줄어든 데 기인한 바가 크다. 중국과 프랑스에서도 소형 xEV 차종이 점차 대형 차종으로 전환되는 트렌드가 나타나고 있다. 일본은 과거 5위에서 3위로 2단계 상승했다. 한국의 높은 랭킹은 국내 OEM들의 신규 차종 발표에 전적으로 기인했으나 아직 이들 제품은 최종 소비자들를 통해 상용화되지는 않았다(그림 2). 반대로 일본 OEM들은 또 한 번 대대적인 가격 축소를 단행하면서 소비자 가격 우위를 급속히 향상시키고 있다. 이는 결과적으로 세계 xEV 국내 판매 가격 격차를 심화시켰다(그림 3).


E모빌리티를 위한 정부 지원금은 여전히 대부분 국가에서 제공되고 있다. 하지만 최근 일본의 경우에서와 같이, 정부가 지원금 프로그램을 더 이상 유지하지 않는 현상이 다른 국가들에서도 나타나고 있다. 대부분의 조사 대상국에서 기존 정부 지원 R&D 프로그램이 만기에 가까워지고 있지만, 새로운 지원 프로그램은 가시화되지 않고 있다(그림 4).

산업지표 측면에서 또 한 번 일본이 선두적 우위를 상승시켰고, 미국이 그 뒤를 따르고 있다. 이 두 국가는 세계 E모빌리티 산업에서 가장 중요한 생산지로서의 위치를 고수하고 있다. 일본이 높은 부가가치가 창출되는 셀 제조에 특화돼 있다면, 미국은 가장 중요한 자동차 생산의 기지라고 할 수 있다. 독일과 프랑스가 xEV 생산량 측면에서 중기적으로 비슷한 위치에서 경쟁하고 있으며, 연간 생산량에서 선두국들을 따라 잡아가고 있다. 7대 자동차 생산국의 시장 전망은 대체로 밝지만, 독일의 경우는 국내 생산 xEV들의 론칭으로 기대됐던 실적이 아직 나오지 않고 있다(그림 5).

자동차용 배터리 셀 생산의 아시아 집중 현상은 지속되고 있어, 유럽 국가들이 셀 생산에서 주된 역할을 수행할 가능성은 더욱 낮아지고 있다. 한국과 일본 셀 제조사와의 격차는 너무 커졌고, 이들의 경쟁 우위는 증대된 생산량에 힘입어 규모의 경제가 실현됨에 따라 더욱 증가할 전망이다(그림 6).


시장지표 측면에서는 전 세계적으로 EV와 PHEV 판매가 증가하는 추세다. 프랑스는 전체 자동차 판매에서 전기차가 차지하는 비중이 가장 높아, 선두를 차지했다. 미국이 이전 시기에 비해 가장 낮은 상승률을 기록함으로써 2위로 하락했고 일본은 그 뒤를 바짝 쫓고 있다. 독일은 가장 높은 총 자동차 판매량에도 불구하고, 프랑스의 절반 밖에 미치지 못하는 xEV 판매량을 기록함에 따라 선두 3개국에 훨씬 뒤쳐진 것으로 나타났다. 이탈리아는 가장 높은 상승률을 기록했지만, 절대적 수치는 가장 작다. 중국과 한국은 아직 이렇다 할 시장 형성을 보이지 못하고 있다(그림 7).

상세 분석

일본의 상황
일본은 과거 xEV 고객들에게 직접 구매 인센티브를 주던 방식이었으나 지난해부터 관련 기반시설에 대한 대대적인 투자로 국내 xEV 시장 확대를 지원하는 간접방식으로 전환했다. 토요타, 혼다, 미쓰비시, 닛산도 2014년까지 충전소 1만 2,000개를 건설하는 등 사업을 지원하고 있다.

일본 OEM들은 대대적으로 가격을 낮춰, 정부 지원의 인센티브 없이도 유럽산보다 40%나 저렴한 가격에 자국 EV/PHEV를 구매할 수 있도록 하고 있다. 따라서 2013년 3/4분기 이후 일본 xEV 판매는 78%, 총 판매에서 차지하는 비중은 90%까지 상승했다.

이제 일반인이 xEV 소비자의 과반수를 이루고 있고, 약 80%가 개인 소유자다. 차주들은 공공 주차장과 충전소에 의존하고 있어 개별 주차공간의 유무가 반드시 필요한 것은 아님을 증명하고 있다.


전기차 밸류체인에서
부품 제조사 비중 증가

전기차 밸류체인에서 부품 제조사의 비중이 증가하고 있다. 그러나 배터리 및 전장품 생산의 아웃소싱 비중은 경우에 따라 다르게 나타나고 있다. 내연기관은 자국 생산 비중이 높지만, 전기 모터는 다양하게 나타난다. 장기적으로 전기 모터는 자체 생산라인에서 나올 가능성이 낮아질 것으로 보인다. 중기적으로 독일 OEM들은 차량의 일부는 자체 제작할 것이나, 프랑스와 미국 OEM들은 이미 해외에서 아웃소싱하고 있다. 일부 일본 OEM들은 외부 아웃소싱과 자체 생산을 같은 비중으로 하는 이중 전략을 선택하고 있다.

리튬이온 전지와 전장품 생산은 일본과 한국의 부품 제조사들이 도맡고 있다. 유럽 배터리 생산업체들이 대량생산에 실패하는 것과 대조된다.

배터리 조립은 OEM 자체적으로 혹은 시스템 통합자들에 의해 수행된다. 시스템 통합자들은 자체적으로 부품이나 전지를 생산하지는 않지만, 다른 주요 시스템 부품들을 통합해 본 경험을 바탕으로 밸류체인상 일부 역할을 담당하고 있다.

커넥티비티:
기능적 요구사항에 대한 명확한 이해

전기차 종류와 인프라가 한정돼 있기 때문에 비차량 정보, 예를 들어 가까운 충전소 위치 등과 같은 정보가 필요하고, 이를 위한 커넥티비티가 매우 중요해졌다. “얼리어댑터”들은 자신의 일상생활에 전기 차량을 보다 효과적으로 통합하길 원하기 때문에, 더욱 커넥티비티의 기능이 요구되고 있다. OEM들은 차량 네트워킹의 가능성을 탐색해 전기차가 매력적인 상품이 될 수 있도록 노력하고 있다.

이러한 전기차 커넥티비티 기능은 현재 통용되고 있는 일반 차량의 통신 기능과 상당히 다르다. 전기차에 관한 광범위한 테스트는 소비자들의 요구를 파악해 상응하는 응용 프로그램 개발을 가능하게 했다. 스마트 주행거리 예측 서비스는 스마트폰 등을 통해 충전소들을 찾고, 원거리 충전 관리가 가능하도록 했고, 관련 커뮤니케이션 모듈과 함께 여러 모듈의 표준이 됐다.

커넥티비티 기능이 유발한 또 한 가지 긍정적인 측면은 OEM들이 원거리 진단과 무선 소프트웨어 업데이트와 같은 추가 기능을 제공토록 한다는 점이다. 이를 통해 소비자들이 정비소에 차를 맡기거나 차량을 리콜하는 사례를 줄이고 있다. OEM들은 받은 데이터를 차량 사용 패턴 분석에 이용하거나, 배터리 리스 할부금 미납 상태인 차량의 운행을 통제하는 데에도 사용할 수도 있다. 커넥티비티는 이처럼 전기차의 제품과 브랜드 가치의 핵심으로 부상하고 있다. 향후 카 셰어링이나 사용한 만큼 요금을 내는(PAYD) 모델을 포함 그 밖의 여러 비즈니스 모델을 체계적으로 확장하는데 일조할 것으로 보인다.

커넥티비티가 지원되지 않는 차에서도 “기술 우선” 원칙에 기반한 여러 기능 개발이 다양하게 시행되고 있지만 일반적인 차에서는 특정한 커넥티비티 기능이 얼마나 소비자들에게 부가가치와 편익을 제공하는지 측정하기 어렵다.

테슬라 기가팩토리가 리튬배터리 밸류체인을 흔들 것인가

지난해 10월 하순, 테슬라와 파나소닉은 2011년 조인한 공급협약을 확장시킬 것이라고 발표했다. 테슬라는 4년 동안 약 6.5 GWh에 달하는 20억 18650 시리즈 배터리 셀을 구매하기로 했다. 테슬라는 기가팩토리가 다른 공장들을 모두 합친 것보다 큰 연간 최대 35 GWh까지 생산 가능하고, 100만 제곱미터의 공간에 6,500명의 인력을 고용할 계획이라며 40~50억 달러의 투자비용이 투입될 것이라고 했다. 전기는 모두 태양력, 풍력과 같은 재생 가능 에너지원으로부터 공급받아 2017년부터 생산을 개시할 예정이라고 했다.

이 공장은 글로벌 배터리 밸류체인에 큰 영향을 끼칠 것이다(2012년 말 기준으로 자동차용 배터리 생산용량은 약 20-25 GWh이고, EV용 배터리 셀의 제조비용은 현재 kWh 당 $240~250다).

기가팩토리는 이미 테슬라가 사용하고 있는 18650 원형 배터리 셀 사용을 크게 늘릴 것이다. 효율적인 원형 배터리 생산방식으로 인해 약 $190~200의 비교적 저렴한 비용이 들지만, BMS(Battery Management System)는 복잡해진다는 단점이 있다.

이 공장의 낮은 에너지 비용과 투자의 규모 효과는 배터리 생산비용을 kWh 당 $30~35(종전 비용의 40~45%) 절감하고, 배터리 원자재 비용 또한 kWh 당 $10(10 ~12%) 절감해, kWh 당 총 $40~45의 원가를 절감할 것으로 추산된다.

기가팩토리로 인해 앞으로 셀 가격 하락과 산업 통합은 가속화될 것이다. 그러나 이는 산업 혁신 속도를 늦출 수 있다. 원자재 공급자들이 추가적인 셀 성능 개선을 꺼려할 수도 있기 때문이다. 물론 다른 OEM들이 18650 배터리 셀을 채택해 핵심기술인 배터리를 경쟁사에 의존할 지 여부는 지켜봐야 한다.    

AEM_Automotive Electronics Magazine