[르포]'전기차 100만대분' 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장, 공격적 확장 비결

양극재 광양 공장, 연산 9만t 생산…단일공장 기준 세계 최대

원료·제품 창고 자동화, AGV 등 대부분 자동화 공정으로 운영

그룹 밸류체인 ‘배터리소재 콤플렉스’로 물류비용 절감

안기현 포스코퓨처엠 광양 양극재 품질섹션 리더가 지난 22일 품질분석실에서 로봇팔 · 자동 정밀 계량 시스템으로 원료 및 제품을 검사하는 분석 자동화 설비를 시연하고 있다. ⓒ포스코퓨처엠

지난 22일 방문한 포스코퓨처엠 양극재 광양 공장. 축구경기장 23개에 해당하는 부지 16만㎡의 광활한 이곳에는 사람보다 기계들이 더 많이 보였다. 스마트팩토리 및 공정기술이 집약돼 있어 대부분 자동화가 이뤄져 있기 때문이다. 포스코퓨처엠이 공격적으로 생산능력을 늘릴 수 있는 비결이다.

광양 양극재공장은 단일공장 기준 세계 최대 규모로 글로벌 양산능력 확대를 위한 ‘모델공장’으로 활용되고 있다. 이곳에서는 양극재를 연산 9만t을 생산하고 있는데 이는 60kWh 전기차를 약 100만대를 공급할 수 있는 규모다. 포스코퓨처엠은 전기차 시장 성장에 대응하기 위해 2030년 양극재 생산능력 목표를 기존 연 61만t에서 100만t으로 상향했다.

양극재는 배터리의 4대 소재(양극재·음극재·전해액·분리막) 중 배터리 원가에서 40% 가량으로 가장 높은 비중을 차지하며 배터리 용량과 전압 등을 결정한다.

김대완 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 부공장장이 지난 22일 공장 내 소성로에서 양극활물질 제조를 위한 고온 열처리 공정의 중요성과 원리를 설명하고 있다. ⓒ포스코퓨처엠

이 양극재를 생산하는 공장은 헬멧과 고글, 마스크, 신발 커버를 착용하고 에어샤워를 해야 입장이 가능했다. 수분과 이물에 취약해 반도체 공장 수준으로 운영하고 있어 이물질에 예민하게 관리하고 있다.

공장 안은 소음이 가득해 옆 사람과도 소통이 힘들 정도여서 기자들은 이어폰으로 설명을 들었다. 하지만 일반 근로자의 소통을 걱정할 필요 없었다. 넓은 공장 내부에는 사방을 둘러봐도 사람 대신 빼곡하게 기계들과 파이프들이 들어서 있었다. 원료·제품 창고 자동화, AGV(무인운송수단을 상시 가동해 개별 공정 간 연계를 원활하게 한다.

가장 눈에 띄는 설비는 니켈·코발트·망간등으로 만든 전구체와 리튬을 혼합해 가열하는 소성로였다. 내부에는 양꼬치 꼬치들처럼 ‘돌돌’ 돌아가고 있는 롤러 위로 양극재를 담는 내화용기인 '사가'가 이동되고 있었다.

포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 내 약 1만2000t의 원료와 제품을 저장할 수 있는 자동화창고. ⓒ포스코퓨처엠

제품을 적재하는 창고도 자동화돼 있었다. 자동화 창고는 거대한 이마트 트레이더스를 연상케 했다. 층고 높이 20m에 달하는 창고에는 10단으로 된 선반들 안에 마트 제품 대신 양극재 원재료들이 들어있는 제품들이 포대로 차곡차곡 적재돼 있었다. 혼동을 주지 않기 위해 팩마다 다른 색깔들이 적용된 제품들은 수분과 이물로부터 보호하기 위해 폐쇄적인 공간에 진공포장돼 있다.

품질관리도 자동화 설비를 통해 신속하게 이뤄진다. 스마트샘플이송시스템이 구축된 분석실에서는 에어슈팅 기술을 활용해 실시간 품질 관리를 한다. 양극재 표본 캡슐을 파이프에 넣으니 ‘쏙’ 하고 빨려 들어갔다. 그 뒤 화면에서 샘플이 이동하는 모습을 볼 수 있다.

이 파이프를 이용하면 23개 크기의 축구경기장과 같은 공장에서도 초당 5m의 속도로 1분 내로 원하는 곳에 샘플을 옮길 수 있다. 하루 샘플량은 300~500개인데 사람 대신 파이프로 이동시켜 시간, 비용 등 효율성과 가격 경쟁력을 높일 수 있다.

이 양극재 공장 중심으로 원료·소재·리사이클링으로 이어지는 그룹 밸류체인 ‘배터리소재 콤플렉스’는 축구경기장 약 75개의 크기로 조성돼 있다. 양극재 핵심 원료를 광양 콤플렉스 내 그룹사로부터 공급받아 안정적 원료 공급망을 구축했다.

광양 배터리소재 콤플렉스 내에서 생산되는 리튬은 광양 양극재공장이 연산 9만t의 양극재를 생산하는데 필요한 리튬 전량을 내재화할 수 있는 양이다. 광양공장 중심으로 원료 생산과, 리사이클 공장이 인접하기 때문에 원료 등 물류비용을 절감할 수 있다.

한편, 포스코퓨처엠은 2022년부터 지난해 상반기까지 LG에너지솔루션, 삼성SDI등 글로벌 고객사로부터 양극재 약 106조원을 수주한 바 있다.