[인더스트리뉴스 이건오 기자] 기후위기 대응을 위한 글로벌 산업 페러다임의 변화가 뚜렷한 가운데, ‘친환경’을 핵심 키워드로 에너지, 모빌리티 등 주력 산업의 전환이 활발하게 이뤄지고 있다. 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 전기차의 보급 확대가 이를 견인하고 있으며 우리나라 또한 미래 유망 산업으로 성장 중에 있다.

새로운 산업이 등장하면 다양한 연구개발이 뒤따르는데 여기에는 안정성과 성능에 대한 검증 및 평가도 병행돼야 탄탄한 성장을 담보할 수 있다. 국내에서도 모빌리티, 신재생에너지, ESS 등 미래 신성장 분야의 성장을 지원하기 위한 시험·인증이 적극적으로 이뤄지고 있다.

국내 최고의 시험·인증기관으로 자리 잡은 한국건설생활환경시험연구원(KCL)은 산업부 국가기술표준원 유관기관으로 건설, 에너지, 생활안전, 물류, 부품 소재, 이차전지, 전기기기, 조명기기, 의료기기, 보건 환경, 바이오 분야 등 산업 전 분야의 시험·평가·인증과 연구개발 등을 수행하고 있다.

본지는 KCL 모빌리티본부 장태연 본부장을 만나 차세대 산업으로 주목받고 있는 모빌리티 분야에서 시험·인증기관의 역할과 비전, 그리고 해당 분야의 전망까지 다양한 이야기를 들어봤다.

모빌리티본부를 소개한 장태연 본부장은 “배터리센터, 전동화구동센터, 모빌리티센터로 구성된 모빌리티본부는 친환경자동차 보급 확대에 따른 배터리, 모터 등 다양한 친환경자동차 핵심부품의 성능 향상을 위한 개발부터 소비자의 안전한 사용을 위한 인증까지 전 분야에 대한 평가 대응을 하고 있다”며, “이를 위한 세계적 수준의 시험평가 인프라를 구축해 국내 기업의 기술 발전과 국민의 안전한 생활을 책임지고 있다”고 말했다.

센터별 주요 업무와 그동안의 성과를 소개한다면?

배터리센터는 2020년 9월 충북 진천에 국제적 수준의 EV 및 ESS용 배터리 시험평가 인프라 구축을 마치고 활발하게 업무를 수행 중이다. 휴대폰에 들어가는 소형배터리부터 전기차, ESS 등에 들어가는 대형 배터리까지 전 분야에 사용하는 배터리에 대한 평가를 수행하고 있다.

셀 제조사, 배터리 제조사는 물론 완성차 제조사들과 개발 초기 평가부터 최종 차량이 시장에 출시되는 시점의 인증평가까지 배터리 전주기에 대한 평가를 진행하고 있으며, 기업들의 끊임없는 기술 개발에 따른 평가 대응을 위해 신규 평가 장비 개발 및 투자를 아끼지 않고 있다. 또한, 국내 배터리의 해외진출을 위한 해외 인증 평가, 해외 제조공장에서의 품질 평가를 위한 현지 평가 및 각종 기술지원 등을 수행하고 있다.

뿐만 아니라 탄소중립 정책에 맞춰 자원 재순환을 위한 친환경자동차 사용 후 배터리를 재사용·재제조해 새로운 응용 제품 개발 시 안전한 시장 출시를 위한 성능·안전성 평가 기술 개발을 목표로 R&D를 진행하고 있다.

전동화구동센터는 전기차의 엔진으로 불리는 e-파워트레인과 같은 전동화구동 부품 시험평가 및 연구개발과 무인기 관련 분야 시험인증 및 연구과제를 수행한다. 특히, 하이브리드 및 고성능 장거리 전기차 개발 급증에 따른 완성차 및 부품업체의 전동화 부품에 대한 품질 강화 요구가 증가함에 따라 기능시험, 성능시험, 환경시험, 내구시험 등 다양한 평가를 수행할 예정이다.

모빌리티센터는 e-모빌리티의 주행시험을 통한 부품의 신뢰성 및 완성차를 평가할 수 있는 시스템을 구비하고 있다. 특히, 횡성 e-모빌리티 기업지원구축센터를 통해 기업의 경쟁력 강화를 위한 신제품 및 서비스 실증을 지원하고, 산·학·연·관 협력 기반 구축으로 시장 진출을 지원할 예정이다.

또한, e-모빌리티에 특화된 기술·개발 및 시험·인증을 연계 지원하기 위해 배터리 안정성 시험장비 24점, 실차 전자파 적합성 시험장비 5점, 드라이빙 시뮬레이터 1점 등이 들어선다. 이를 통해 관련 기업이 최고의 품질과 내구성을 갖춘 e-모빌리티를 생산할 수 있도록 적극 지원할 예정이다.

KCL은 최근 e-모빌리티 기업지원센터 구축지원사업 주관기관으로 선정되기도 했는데.

e-모빌리티 기업지원센터는 강원도 횡성을 중심으로 e-모빌리티 산업 거점 기반구축을 가시화해 초소형전기차, 전기화물차, 자율주행차 등 기존 중·소기업 및 신규 진출을 원하는 e-모빌리티 관련 기업에 시험·평가 및 인증 지원을 위한 인프라를 구축하고 있다.

특히, 배터리팩의 성능 및 안전성 평가, 실차 전자파적합성 시험·평가 및 테스트 베드(P.G)를 통한 실주행 시험, 시뮬레이터를 이용해 가상의 도로를 주행하며 탑재되는 배터리/모터의 성능·평가를 할 수 있는 장비 구축을 통해 미래차 산업 혁신지원플랫폼 구축을 목표로 하고 있다.

2023년까지 구축되는 e-모빌리티 기업지원센터·경상용 특장 시작차 제작 지원 센터를 바탕으로 관련 기술개발 및 생산연구 지원 인프라 확충과 산업기술 전문 인력을 양성해 나갈 계획이다. e-모빌리티 기업지원센터의 테스트베드(P.G)는 글로벌 P.G 설계업체와 협업해 초소형전기차 등 e-모빌리티에 대한 국내 및 국제규격에 맞는 시험장을 구축 중이다.

‘신성장 동력 창출과 미래 친환경사업 고도화를 통한 지속성장 달성’이라는 올해 KCL의 중점 추진 방향과 관련해 집중하고 있는 사업은?

기존 친환경사업 인프라의 고도화와 해외시장 확대, 그리고 신성장동력 연구개발에 집중하고자 한다.

전기차 신규 모델 증가와 중대형 배터리의 인증기준 강화 등에 대응하기 위해 기존 인프라의 확대 및 고도화를 진행할 예정이다. 더불어 유럽, 중국 등 해외 배터리 평가 수요가 지속적으로 발생하고 있어 다국적 시험기관과의 협업을 통해 해외시장 확대에 집중할 계획이다.

또 순환경제 활성화를 위한 이차폐기물 문제가 떠오르고 있고 이와 관련된 기술개발이 이뤄지고 있어 친환경자동차 사용 후 배터리 재사용·재제조 등 해당 R&D 추진에도 힘을 쏟을 생각이다.

현장에서 느끼는 이차전지, 충전인프라 산업의 발전과 향후 전망은?

이차전지 기술 개발의 핵심은 에너지 밀도 향상, 고수명·고효율 구현, 가격 절감 및 안정성 제고, 안전성 확보 등에 있다. 이차전지의 발전은 전기차 상용화로 이어졌으나 핵심 부품인 배터리의 대부분을 차지하고 있는 리튬이온의 발화문제, 주행거리(용량), 급속충전, 원자재 가격 상승 등의 과제도 남아있다.

모빌리티본부 배터리센터에서는 셀 제조사, 배터리 제조사, 완성차 제조사들과 이차전지 개발 초기부터 평가를 진행하고 있는데 앞서 언급한 문제들이 발생할 때마다 빠른 시일 내에 해결하는 것을 보면 국내 이차전지 기술이 세계 최정상급이라는 것을 매번 느끼고 있다.

최근 이러한 문제점들을 극복하기 위해 차세대 이차전지로 전고체, 리튬황, 리튬금속 등 다양한 연구가 이어지고 있지만 상용화 단계까지 오진 못했다. 상용화를 위해서는 에너지 출력, 충전 속도, 배터리의 수명, 안전성 등을 모두 고려해야 하는데 모든 성능을 동시에 향상시키는 것은 결코 쉽지 않다．

지난해 말 국내 최대 자동차 회사에서 엔진 개발센터가 폐지되고 배터리 개발센터가 신설됐다. 또한, 많은 기업들이 배터리 소재부터 조립까지 다양한 분야의 R&D 투자를 지속적으로 확대하고 있다.

단기적으로는 리튬이온전지의 음극을 흑연에서 실리콘으로, 양극은 코발트에서 니켈을 사용하는 방향으로 연구를 지속적으로 진행될 것이라 전망한다. 장기적으로는 리튬이온전지의 단점으로 꼽히는 발화 문제를 근원적으로 차단할 수 있고, 에너지 밀도를 높여 전기차의 주행거리를 향상하는데 좋은 전략이 될 수 있는 전고체 전지로 패러다임이 옮겨질 것으로 예상한다.

뿐만 아니라 이차전지의 2차사용 관련 산업도 성장할 것으로 보인다. 자동차 분야의 경우, 배터리 용량이 70% 이하로 남아있게 되면 성능이 다한 것으로 보지만 통상 70% 배터리는 충분히 재사용이 가능하다. 이를 ESS나 가로등에 들어가는 배터리로 활용할 수 있다.

현재로서는 사용 후 배터리 폐기시 파쇄해 유가금속을 추출하는 재활용 산업이 주를 이루고 있지만, 사용 후 배터리를 재사용·재제조해 안전하게 응용제품에 적용할 수 있는 기술개발 및 제도가 정비가 된다면 배터리 2차사용 산업이 더욱 발전할 것이라 생각된다.

이차전지, 충전인프라 등과 관련된 정책적 개선점이나 업계 조언이 있다면?

탄소중립 이슈와 관련해 친환경자동차, 이차전지의 중요성은 갈수록 커지고 있지만 관련 기업의 R&D에 의존하는 경향이 크다. 가능하다면 정부에서 대기업, 중소벤처기업, 연구소, 대학, 정부 모두가 참여하는 메가 컨소시엄 타입의 대규모 R&D 프로젝트 수립의 추진 체계가 갖춰지면 좋겠다고 생각한다.

충전 인프라의 경우, 지난해부터 도입한 충전기 현장 계량 인증의 현장 대응 인력 부족 등 초기 운영의 문제로 인프라 확장에 문제가 발생하고 있다고 한다. 국민의 생활에 밀접한 영향이 있는 인증인 만큼 관계 기관의 확대, 현장 인력의 증원 등의 개선 노력을 통해 시장이 활성화에 노력해야 할 것이다.

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