전기차 시대에 자동차 업체가 추진해야하는 전략 - 기술적 측면

2.    기술적 측면에서의 전략 수립

2.1.  소프트웨어 기술에 집중해야 한다.

전기차에 집중하기 위해서는 먼저 전기차가 기존 내연기관차와는 다른 제품이라는 것을 인식해야 한다. 기존의 내연기관차는 동력기관의 이미지가 강했다. 그러나 전기자동차 시대로 접어들면서 차량은 단순히 동력 기관이 아닌, 스마트폰과 같은 IT 제품으로의 이미지가 더 강해지고 있다. 즉 전기차는 디지털화된 제품으로 Big data 축적이 가능하여 이로부터 파생된 서비스 사업, 즉 배터리 리스, 충전 인프라, 보험, 인포테인먼트 서비스, 금융등 전기차만의 생태계 구축이 가능하다.

전기차 생태계 구축을 위해서는 우선 빅데이터 기반의 소프트웨어 기술에 집중해야 한다.왜냐하면 앞서 언급한 대로 앞으로 전기차는 동력기관으로서의 이미지보다 스마트폰과 같은 IT제품으로 더 강하게 인식될 것이기 때문이다.

대표적인 IT기기인 핸드폰이 개발되었을 초기에는 전화의 기능인 통화품질이나 통화 가능 지역 등의 하드웨어 성능이 중요한 경쟁력이었다. 그러나 스마트폰의 개발로 전화 기능 외에 다양한 기능이 탑재되면서 통화품질은 더 이상 중요한 경쟁력으로 평가되지 않게 되었다. 현재 스마트폰은 통화 기능은 기본이고 동영상이나 게임, 교육, 커뮤니티 서비스 등 다양한 인포테인먼트를 즐길 수 있도록 해주는 소프트웨어 기술이 더 중요하게 여겨지고 있다.

전기차도 마찬가지이다. 전기차 생태계 구축이 시작되고 있는 초기인 현재는 아직 동력기관으로서의 이미지가 더 강하게 인식되고 있기 때문에 하드웨어인 동력성능이 더 중요하게 여겨지고 있다. 그러나 스마트폰의 발전 사례에서 보는 바와 같이 향후 자율주행 레벨 4를 넘어서 사람이 운전해야 하는 필요성이 사라지기 시작하면 이동수단으로써 강조되던 하드웨어 등의 동력성능은 기본이 되고 차량은 이동수단의 기능보다 다양한 인포테인먼트 기능이나 휴식 공간으로서의 기능이 더 강조될 것이다. 그때가 되면 이를 더 편리하게 이용할 수 있게 해주는 소프트웨어의 기능이나 서비스 등이 더 중요하게 여겨질 것이다.

글로벌 컨설팅 기업인 딜로이트(Deloitte)는 커넥티비티, 친환경  파워트레인, 공유 모빌리티, 자율주행 등 하드웨어 개발을 통한 이익은 미미하며 소프트웨어와 연결된 서비스가 앞으로 트렌드로 자리 잡을 것이라고 예측했다.

현대자동차의 계열사인 이노션의 데이터 커맨드 센터는 “넥스트 모빌리티 프로젝트”라는 보고서를 통해 “자동차를 넘어 모빌리티로 변화하는 것의 근간에는 바로 데이터가 있다”면서, “미래 모빌리티는 데이터에 기반한 모빌리티를 근간에 두고 발전해야 한다”고 강조했다. 즉, 미래 모빌리티의 시대는 하드웨어가 아닌 소프트웨어나 데이터에 의해 좌우된다는 것이다. 

이미 GM, Ford, VW의 CEO는 전기차를 Software Defined Vehicle로로 정의하고 있다 일론 머스크는 자신을 소프트웨어 엔지니어라고 칭하면서 다른 완성차 업체는 소프트웨어 기술 부족으로 테슬라를 따라잡을 수 없다고 단정한다. 사실 테슬라 차량은 조립 품질 비난과 디자인의 식상함의 약점을 가지고 있지만 그럼에도 압도적인 수요와 높은 판매 가격이 유지되고 있는 것은 일론 머스크가 언급한 대로 Big Data와 소프트웨어 기술 격차에 기인한다.

이러한 전기차의 개념을 이해하고 전기차 사업을 적극적으로 추진하고 있는 VW, 현대차GM 등 완성차 업체는 2030 년까지 소프트웨어와 서비스 비즈니스의 매출 비중을 30%까지 확대하겠다는 목표를 발표하였다

기존 IT제품을 대표하는 스마트폰의 경우 기술표준은 운영 시스템이 결정하였고 시장은iOS와 안드로이드OS라는 두 개의 운영시스템으로 재편되었다 이와 동일한 맥락으로 향후 전기차의 기술 격차 역시 차량을 통합 제어하는 소프트웨어 기술과 시스템 반도체로 결정될 것으로 보인다.

 

글로벌 기술 표준화의 어려움

그러나 전기차는 스마트폰과 달리 글로벌 시장 전체를 관통하는 기술 표준화는 어려울 전망이다. 우선 전기차 소비자의 경험이 스마트폰과 달리 대부분 오프라인에서 이루어진다. 또 하나의 중요한 차이점은 지금 세계가 De-globalization이 이루어지고 있는 전환의 시점이고 전기차는 이 시기에 시장이 개화되고 있기 때문이다.

각국별로 규제와 인프라 환경이 다르기 때문에 전기차의 영역에서는 글로벌 시장 전체를 소수의 업체가 과점화하기보다는 주요 권역별 시장을 소수의 업체가 과점화하는 경쟁 구도가 나타날 것으로 예상된다.

 

전기차 생태계 구축 위해 일정 규모의 전기차가 판매되어야 함.

전기차의 기술격차를 만들어내고 전기차 생태계 구축을 원활하게 해 줄 소프트웨어 기술이 발휘되기 위해서 무엇보다도 Big data의 축적이 필요하다. 이 말은 곧 전기차의 판매량이 일정 규모 이상이어야 한다는 의미이다. 또한 소프트웨어 기술 외에도 전기차 생태계 구축을 위해 배터리 리스, 충전 인프라, 보험, 인포테인먼트등 관련 서비스 등이 구축되어야 하는데 이를 위해서도 전기차 판매가 먼저 일정 규모에 도달해야 한다

주요 자동차 업체들의 전기차 누적 판매량 (2015~2022년 상반기)

전기차 누적 백만 대 판매의 의미

완성차 개별 기업의 경우, 전기차 누적 1백만 대 판매를 넘어서기 시작하면 하드웨어 기술 역량과 Big Data의 축적으로 소프트웨어 기술이 발전하기 시작한다 그 외에도 충전인프라, 전기차 중고차 사업 배터리 리스 등을 아우르는 서비스 생태계가 개화한다

2015년 2022년 상반기 기준 테슬라의 누적 판매 대수는 2.7백만 대로 가장 앞서고 있고 BYD 와 VW이 1백만대 판매에 도달했다. 현대기아차는 2023 년 하반기에, GM과 포드는 2024년에 누적 1백만대 판매를 넘어설 전망이다

테슬라의 GPM (Gross Profit Margin) trend

테슬라가 흑자 전환한 것은 누적 판매 대수가 100만대에 도달하던 2019년 3분기로 이 시기부터 Big data의 가치와 소프트웨어 기술의 선순환이 이뤄지기 시작했고 매출 총이익률은 매 분기마다 상승하였다.

2022년 들어 테슬라의 매출 총이익률은에 육박하며 글로벌 완성차 업체 대비 10%p 이상 높다. 차량 판매 대수의 급격한 증가에 따른 Big data의 축적은 소프트웨어 기술을 비약적으로 발전시켜 테슬라는 2019년 3월 자체 개발한 자율주행과 차량 제어시스템을 통합한 Hardware 3.0을 장착하기 시작하였고, 업데이트의 주기도 1~2달에서 2주로 단축하였다. 그 외에도 충천 인프라 사업,전기차 중고차 사업, ESS사업 등으로사업등으로 전기차 서비스 생태계를 갖추어져 감에 따라 테슬라가 배터리 업체와의 주도권 쟁탈전에서 승기를 잡고 있다.

2.2.  배터리의 주도권을 가져야 한다.

전기차 보급 초기 단계에는 배터리의 가치가 가장 부각

배터리는 전기차 원가에서 차지하는 비중이 30~35%로 절대적이다 즉 소프트웨어의 가치나 전기차 생태계의 가치가 부각되기 전까지 배터리 업체의 위상은 완성차보다 더 높은 것이 당연하다 가격 협상력도 배터리 업체가 더 우위에 있다

이러한 이유 때문에 많은 글로벌 완성차 업체가 중·장기적으로 배터리 양산 기술 내재화를 목표로 하고 있다. 하지만 배터리는 화학 소재 기술의 집약체로 정밀 가공 및 기계 기술을 축적해 온 완성차 업체에게 익숙한 분야가 아니기 때문에 많은 완성차 업체가 배터리 물량을 확보하기 위해 배터리 업체와 JV를 설립하고 있다.

 

OEM과 배터리 제조사들의 계약 현황

OEM	구분		구매 계약 현황
	내재화/자체투자	JV 파트너	CATL	LG에너지솔루션	삼성SDI	SK온	기타
VW	VW,Gotion	Northvolt	○	○	○	○	Wanxiang
Tesla	Tesla	Panasonic	○	○	-	-	-
Toyota	Toyota	Panasonic; Prime Planet Energy	○	-	-	-	BYD, GS Yuasa, Toshiba
Mercedes-Benz	Farasis	ACC	○	○	-	○	Farasis, Eve Energy
Stellantis	-	ACC, LG에너지솔루션,삼성SDI	○	○	○	-	SVOLT, BYD
Ford	-	SK-On;BlueOvalSK	○	○	○	-	BYD
현대자동차	-	LG에너지솔루션	○	○	△	○	-
GM	-	LG에너지솔루션;Ultium Cells	○	○	-	-	-

참고: ○는 확정 △ 는 계획 중

 

완성차와 배터리 업체, 협력 관계인 동시에 경쟁 관계

전기차 보급 초기에는 배터리의 부가가치가 전기차에서 차지하는 비중이 절대적이고 가격 협상력도 배터리 업체가 우위를 차지한다 그러나 전기차 보급이 확대될수록 전기차에서 배터리가 차지하는 부가가치는 낮아지고 배터리 업체의 가격 협상력도 낮아질 것으로 예상한다

그 이유를 아래와 같이 3가지로 요약해 볼 수 있다.

• 첫째 전기차 판매 대수가 증가할수록 충전, 커넥티비티 서비스, 금융 등 자체 생태계에 대해 완성차 업체가 헤게모니를 가질 가능성이 높기 때문이다

• 둘째 완성차의 Value Chain 수직계열화 전략은 배터리에 대한 비용통제 능력을 강화시킨다

• 셋째 완성차의 배터리에 대한 소유권과 2nd Life 비즈니스 전략은 모빌리티 생태계에서 완성차 업체가 파워를 갖는 요인이다

 

2.2.1. 배터리 밸류체인 수직계열화 추진

테슬라와 같이 전기차 누적 판매의 증가로 전기차 생태계가 구축된다 하더라도 배터리가 전기차에 미치는 영향력은 클 수밖에 없다. 지난 2년간 완성차 업체는 차량용 반도체 부족으로 큰 폭의 생산 차질을 경험했고 미중 갈등이 지속되면서 공급망을 재편하는 작업이 불가피해졌다. 배터리는 차량용 반도체 부족 사태 이전에도 항상 수급과 원가상승의 문제를 가지고 있었기 때문에 글로벌 완성차 업체들은 배터리 Value Chain의 수직계열화를 추진하여 이러한 문제를 해결해 나가려고 하고 있다.

배터리 Value Chain의 수직계열화란 테슬라와 BYD처럼 배터리를 직접 생산하는 것뿐 아니라 광산업체, 소재 업체와 직접 구매 계약을 체결하는 것을 말한다. 현재 배터리를 직접 생산하는 테슬라와 BYD 외에 GM, 포드, VW, 벤츠도 광산 업체, 소재 업체와 직접 구매 계약을 체결하였다. 현대차도 2022년 1분기 실적 발표에서 배터리 광물과 반도체를 직접 조달하는 체계를 구축할 계획이라고 밝혔다.

완성차는 원재료/소재의 직접 구매를 생산 안정화뿐만 아니라 배터리  원가 통제의 수단으로도 활용할 수 있다. 내연기관차에서도 완성차 업체가 (철판을 비롯한) 주요 원자재를 구매하여 부품사에 공급하는 사급 계약이 있다. 배터리 원가의 70%는 재료비이다. 완성차 업체는 배터리 원재료를 직접 구매하는 계약을 체결하면서 배터리 원가에 대한 이해도를 크게 높일 수 있다.

이와 같은 배터리 Value Chain 수직계열화 전략이 가능해진 것은, 지난 2년간 완성차 업체의 실적이 급격히 좋아지면서 재무구조가 매우 탄탄해졌기 때문이다. 2021년, 그리고 2022년 2분기 글로벌 완성차의 현금 유동성 규모 평균은 배터리 업체의 현금 유동성 규모 평균 대비 3~5배 크다.

2.2.2. 배터리 소유권

완성차 업체가 배터리 소유권을 가지기 위한 전략

배터리 2nd Life Business에서 가장 중요한 것은 배터리에 대한 소유권이다. 완성차 업체는 배터리 리스 모델을 도입하거나, 전기차 리스 차량을 구매할 수 있는 소비자의 선택지를 없애면서 전기차에 장착된 배터리에 대한 소유권을 끝까지 가지고 가야 한다.

완성차 업체는 재사용 및 리사이클링 과정에서의 기술적인 문제로 배터리 업체와 협력을 하겠지만 전체 Value Chain을 구성하는 권한은 배터리 소유권을 가진 완성차가 가지게 될 것이다.

 

2.2.2.1. 배터리 리스 비즈니스

앞서 배터리 리스 모델은 배터리 교환식 전기차를 생산하는 니오만의 독특한 비즈니스 모델로 알려져 있었으나 다른 전기차 업체도 대부분 배터리 소유권을 갖기 위해 배터리 리스 모델의 도입을 준비하고 있다 소비자는 차량을 구매했음에도 전기차에 장착된 배터리에 대한 소유권이 내 것이 아니라는 것에 대한 반감을 가질 수 있다.

또한 품질 문제가 발생할 시 배터리와 차량 제조 업체 간 귀책사유가 모호할 수 있다는 점도 걸림돌이다. 그럼에도 소비자는 전기차 가격이 비쌀수록, 초기 차량 가격에서 배터리 가격 30%를 제외하고 부담한다는 점 배터리 품질 관리 및 보험의 책임을 완성차가 부담한다는 장점으로 배터리 리스 모델이 빠르게 확산될 것으로 예상된다.

VW의 배터리 리스 광고

VW 은 2021년 10월부터 중국 ID 시리즈 모델을 대상으로 배터리 리스 옵션을 제공하기 시작했다. 소비자가 배터리 리스 옵션을 선택하는 경우 ID.3의 구매 가격은 소비자 가격 173,888 위안 중 배터리 리스 가격 6 만 위안을 제외한 113,888 위안이 된다 이후 소비자는 배터리 리스 요금으로 60 개월간 매월 1천 위안을 지불하고 배터리의 소유권은 VW 이 가지게 된다

그러나 배터리 리스 모델의 도입에 대해 다음과 같은 부정적인 시선이 있는 것이 사실이다.

첫째 모든 전기차가 동일한 배터리를 사용하지 않는 한 수익성을 내기가 어렵다는 점

둘째 차량에 발생하는 문제가 차량 자체의 문제인지 배터리의 문제인지 구분하기 어렵다는 점이다

그러나 전용 전기차 플랫폼에 기반한 전기차가 많아져 동일한 규격의 배터리를 사용하고 전기차 기술이 축적될수록 품질 문제 구분에 대해서도 경험이 쌓이게 된다. 결국 규모의 경제가 이러한 문제점을 해결해 줄 것이다.

 

2.2.2.2. 배터리 2nd Life Business

전기차 판매가 누적될수록, 완성차 업체는 새 배터리를 생산하는 것과 더불어 이미 판매된 전기차에 장착된 배터리의 소유권과 재사용에 관련된 비즈니스에도 관심을 두어야 한다.이는 차량과 배터리 간의 수명 차이, 그리고 배터리의 가치 때문이다.

이미 전기차 사업에 집중하고 있는 완성차 업체는 배터리의 2nd Life Business에 대해서도 별도의 비즈니스 모델을 시작하고 있다.

2021년 9월 독일 모터쇼에서, VW 그룹의그룹의 CEO인 Hebert Diess(2022년 6월 해임)는 중고차 리스 사업, 배터리 리스 모델, 그리고 ESS로의 배터리 활용 방안 계획을 밝히며 다음과 같이 발언하였다. “현재 배터리의 수명은 1000번의 충·방전 사이클을 갖췄고, 35만 킬로미터의 주행이 가능하다. 이에 따라 배터리의 수명은 차량보다 길고, 우리는 배터리 소유권을 지속적으로 가지려고 한다”

내연기관차의 경우 폐차 주기는 주행거리 20만~25만 킬로미터 또는 15년 수준이다. 이것을 기준으로 볼 때 배터리 수명은 차체 대비 1.5배 길다고 할 수 있다.

이러한 배터리의 특성을 고려하여 아래와 같이 배터리의 3가지 2nd Life Business를 고려해야 한다.

 

- 전기차 중고차 리스

내연기관차의 중고차는 대부분 딜러를 통해 매매가 이루어진다. 중고차는 출고 후 1년마다 신차 가격 대비 10~15% 가격이 낮아진다 완성차 업체가 배터리 품질을 보증해준다면 전기차 중고차는 더 높은 가격에 팔릴 수 있다. 완성차 업체가 보장하는 전기차의 배터리 보증 기간은 약 8~10 년이지만 인증 중고차 판매 시 배터리 보증 기간을 늘려줄 수 있다.

미국의 경우 2023 년부터 중고 전기차에 대해서도 4천 달러의 세액공제가 주어지고 높은 중고차 가격은 높은 신차 가격으로 이어지는 바 완성차 업체의 전기차 인증 중고차 사업 진출은 당연한 수순이 될 전망이다. 현대기아 자동차도 중고차 사업 진출을 발표했는데 이는 전기차 데이터 축적과 비즈니스 모델 다변화를 목적으로 한다.

 

전기차 리스 후 소비자의 Buyout 조건 삭제

이러한 전기차 중고차 리스 사업을 확대하기 위해 미국 완성차 업체들은 신차 리스 시 소비자의 Buyout조건을 삭제하고 있다. 기존에는 소비자가 리스 계약을 통해 차량을 이용하는 경우, 3년의 계약 기간이 종료되었을 때 해당 모델을 구매하거나 반환하는 선택지가 있었으나, 전기차에 대해서는 해당 모델을 구매하는 옵션이 없어지고 있다.

테슬라는 리스시  Buyout 조건을 삭제했다.

테슬라는 모델 3리스 서비스 이용 후 해당 차량을 구매할 수 있는 선택지를 2019년에 미국 시장에서 없앴다. 2022년 4월에는 모델 Y에 대해서도 마찬가지로 구매 옵션을 없앴으며, 이후 포드도 2022년 6월에 동일한 결정을 내렸다.

 

- ESS (Energy Storage System) 비즈니스

전기차에 장착된 배터리의 충·방전 사이클이 한계에 달하면 배터리는 ESS 시장으로 옮겨져 10 년을 더 사용할 수 있다 전기차 배터리의 사용 연한은 초기 용량의 70~80%까지 사용할 수 있으며 ESS는 초기 용량의 40~50 % 수준까지 사용할 수 있는 것으로 알려져 있다.

2017 년 Mega Pack과 Powerwall 사업을 발표하던 당시 테슬라는 ESS 사업이 차량 판매보다 더 커질 것이라는 비전을 제시하였다

VW도 ESS 에너지 플랫폼에 대한 사업을 추진 중이다 VW의 에너지 플랫폼 브랜드명은Elli로년에 별도 사업으로 설립되었다. 독일의 Wolfsburg 주에서 1,250 개 아파트와 연계한 에너지 단지 시범 운영을 시작하였다.

 

- 배터리 Recycling

배터리 원재료의 가격이 치솟고 지난 7월 미국이 배터리 광물 소싱처를 제한하는 인플레이션 감축법 (IRA: Inflation Reduction Act)을 승인하면서 배터리 리사이클링 사업의 전개 속도도 빨라질 전망이다. ESS 로서의 용도도 다한 배터리는 리사이클링 시장으로 옮겨 리튬 코발트 니켈 등의 광물을 추출하게 된다.

배터리 용량 변화에 따른 배터리의 비지니스

100년 이상 교통수단의 자리를 지켜온 자동차 산업은 앞으로 전동화, 자율주행, 커넥티비티 기술의 발달로 스마트폰과 같은 IT 제품과 더욱 가까워질 것이다. 휴대폰의 역사가 보여주듯 OEM이 기회를 잘 포착하지 못하고 과거의 영광에 머물려고 하면 오랜 기간 영향력을 끼쳐온 자동차 OEM도 한순간에 무너질 것이다. 반면, 이런 급격한 자동차 패러다임 변화의 시기에 잘 적응한 자동차 제조사들은 브랜드 이미지를 새롭게 하고 번영의 새로운 기회를 잡게 될 것이다.

 

 

출처: 삼성증권 보고서 "지정학 패러다임 변화와 산업-2편 지경학과 배터리 밸류체인 (배터리-자동차)