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lemon2sang · 7 months

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(사진출처 : https://x.com/LithiumResearch/status/1425856308511653897?s=20 )

우리는 재생 가능 자원으로 만든 에너지를 저장해 놓고 자동차와 휴대용 전자 기기들을 작동하는 데 사용할 수 있는 획기적인 변화의 출발점에 서 있다. 언젠가는 이런 녹색 에너지가 당신이 매일 사용하는 소비재를 운반하는 화물선의 연료가 될 것이고, 휴가철이면 탄소발자국 걱정 없이 비행기를 타고 외국으로 떠날 수 있게 해줄 것이다. 아직은 현실이 되지 않은 일이지만, 아마라의 법칙Amara's Law'에 따르면 우리는 특정 기술의 영향력을 단기적으로는 과대평가하면서도 장기적으로는 과소평가하는 경향이 있다. (p12)

중국 자동차 산업은 중국식 자본주의의 전형이라 할 만한 경로를 따라 발전해 왔다. 먼저 공산당이 거시경제의 불균형을 바로잡기 위해 특정산업 분야를 발전시켜야 할 전략적 필요성을 인식한다. 지식 이전이 필요하다면 강제성과 인센티브를 섞은 법률을 마련한다. 노하우를 확보하게 되면 보조금을 쏟아붓는다. 하지만 중국에서는 시장의 주요 참가자 중 너무 많은 수가 국가 소유거나, 경영자들의 정치적 관계, 또는 정부의 자금 지원으로 공산당과 긴밀히 연결되어 있다. 따라서 특정기업을 국가가 장려하는 산업에 참여시키는 결정은 단순히 경제적 계산만으로 이루어지지 않는다. 세계 어디에서든 거대 기업들은 내부 수익률뿐 아니라 기회비용과 기회이익까지 따져서 새 프로젝트를 평가한다. 하지만 아메리칸드림과 달리 중국몽은 시진핑이 지적했듯이 공동의 것이고, 국유기업의 경영자들은 투자를 결정할 때 자국의 꿈을 고려해야 한다. 그래야 중국 정부의 비전에 맞춰 빠르게 움직이며 국가경제의 구조를 바꿀 수 있다. 경제 발전에 대한 이런 하향식 접근법은 자연스레 과잉 설비와 시장의 거품으로 이어지고 종종 상품 품질 저하를 부르기도 한다. 중국의 전기자동차와 배터리, 리튬 산업도 이런 문제들을 피해가지 못하고 있다. (p38)

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시장에서 수요가 증가하는 인접 영역, 또는 완전히 새로운 영역으로 사업 방향을 과감히 트는 능력은 중국 기업가들의 특징이다. 서구의 경영대학원에서는 기업의 규모가 크든 작든 전문화와 핵심 역량에 대한 투자를 강조한다. 중국식 접근법은 더 실용적이다. 모든 것을 아예 바닥부터 새로 배워야 하고 초기 생산품의 품질이 완벽하지 못하더라도 수요가 있는 시장으로 빠르게 움직인다. 이러한 사고방식을 가장 잘 보여주는 예로, 현재 중국에서 가장 큰 배터리 물질 생산 업체 중 하나인 넝파삼삼이 있다. 2006년만 해도 이 회사의 매출 중 93퍼센트가 의류 판매에서 나왔다. 녕파삼삼이 처음으로 큰 수익을 올리고 자본을 축적한 분야는 남성복, 특히 신사복이었다. 그로부터 10년 후 녕파삼삼은 매출의 75퍼센트를 배터리 물질에서 만들어냈다. (p53-54)

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1954년 신장성 당서기였던 왕언마오포가 남긴 말이 그곳의 자연을 가장 잘 요약해 줄 것이다. "신장의 땅 위에는 거의 아무것도 없다. 많은 지역은 그저 불모지다. 하지만 그 아래는 무한히 공급되는 보물이 매장되어 있다." 실제로 신장에는 석유가 풍부할 뿐 아니라 비철금속과 각종 귀금속이 묻혀 있고 리튬도 있다. (p62)

중국은 화석연료로 돌아가는 세계에서 이미 확고히 자리 잡은 강국들과 패권을 다투기에는 너무 늦게 무대에 등장했다. 하지만 재생에너지로 전력을 생산하고, 이로써 전기 모빌리티로의 전환에 박차를 가하는 데서 중국은 엄청난 기회를 포착했다. 바로 중국인들이 '신에너지 경제New Energy Economy'라 부르는 새로운 영역이다. 중국은 줄곧 익숙하게 여겨온 높은 GDP 성장률을 유지하는 데 어려움을 겪는 중이다. 특히 중국처럼 거대한 개발도상국은 피하기 어려운 시장의 구조적 취약성이 서서히 드러나기 시작한 것이 악영향을 미치고 있다. 하지만 신에너지 경제의 기회를 잡는다면, 기업과 일자리가 만들어지고 성장에 목마른 나라에 절박하게 필요한 추진력을 얻을 수 있다. 또 다른 이점도 있다. 시민들이 현재의 정치적 상황에 계속 만족하게 하려면 중국 정부는 경제성장을 유지하는 동시에 환경오염에도 대처해 공해를 없애야 한다. 중국처럼 고도로 산업화한 나라에서는 모순되는 목표처럼 보인다. 하지만 전기자동차 생산부터 배터리 물질 거래까지, 공해를 유발하지 않는 신에너지 경제에 집중하면 두 가지 목표에 완벽하게 대응할 수 있을 것이다. (p75)

알루미늄 산업의 '좋은 시절'은 대부분 자원에 대한 중국의 갈망과 알루미늄 수입에서 비롯되었다. 중국 밖의 알루미늄 생산 업체들은 중국이 만들어 내는 수요가 종국에는 설비 과잉을 없애주리라 헛되이 기대하며 오랜 기간 손해를 감수했다. 하지만 희망이 사라지자 생산량을 줄여야만 했다. 그렇지만 중국은 알루미늄 가격이나 경기 흐름과 상관없이 계속해서 생산량을 늘려갔다. 성장을 이어가야 하는 가장 중요한 이유가 중국의 공급망 독립 그리고 중국 자동차 산업을 위한 핵심 자원의 비용 절감이었기 때문이다. 주주 가치의 최대화는 고려 사항이 아니었다. (p95)

오늘날 가장 큰 성공을 거둔 투자자이자 극우 세력에 악몽과도 같은 존재인 조지 소로스는 시장에 관한 재귀성 이론reflexity theory을 주장했다. 즉 개인은 시장을 객관적으로 볼 수 없기에 항상 자신의 시각이 편향되고 완전하지 않다고 추정해야 하며, 이러한 편향은 부정적이든 낙관적이든 시장에 영향을 미쳐 자기충족적 예언이 된다는 것이다. (세상의 모든 현상은 '인지'와 '조작'이 상호 작용한 결과라는 이론이다. 이때 인지는 대상에 대한 이해와 지식이고, 조작은 마음대로 대상을 해석하고 바꾸는 행위다. 이를 주식시장에 적용해 보면, 주가가 요동치는 것은 기업의 실적 같은 인지의 요소뿐 아니라, 투자자의 편견 같은 조작의 요소가 함께 맞물리기 때문이다. 이때 인지와 조작의 간극은 점점 벌어지다가, 어느 극한에 이르러서야 균형을 이룬다.) (p96)

전기자동차 구매에 작용하는 변수로는 화석연료 가격 대비 전기가격, 1회 충전 시 주행거리, 충전소에 대한 접근성, 배터리의 안정성과 충전 시간 등이 있다. 전기자동차 시장의 전문가들은 자주 빠뜨리곤 하지만 심리적인 부분도 소비자들의 선택에 중요한 역할을 한다. 따라서 시장을 완전히 바꿀 거대한 변화를 일으키려면, 전기자동차를 저렴하고 효율적으로 만드는 것만큼이나 매력적으로 만드는 것이 중요하다. 그러지 못하면 일반 대중이 널리 이용하는 교통수단이 되기 직전에 틈새시장 상품으로 그칠 위험이 있다. (p98)

오스트레일리아가 중국의 변화에서 이익을 얻기 위해 적절한 위상을 찾아가면서 중국이 의도한 변화를 가능하게 하는 자원들을 제공해온 과정은 흥미진진하다. 2018년 오스트레일리아의 전체 수출액 중 철광석이 차지한 비율은 무려 15퍼센트에 달했다. 리튬이 이른 시일 안에 비슷한 규모로 성장하지는 않을 것이다. 하지만 더 큰 그림에서는 수익의 규모뿐 아니라 전략적 관계 설정도 중요하다. 가까운 미래에 중국은 내연기관의 단계적 퇴출을 이어가기 위해 오스트레일리아산 리튬을 필요로 할 것이다. 이렇게 되면 오스트레일리아는 중국과의 협상에서 독보적인 위상을 점하게 된다. (p100)

일본을 겨냥한 중국의 희토류 금수 조치는 법률적 관점에서도 복잡하지 않았다. 중국에서 가장 큰 희토류 생산 업체인 찰코Chalco와 베이팡희토, 샤먼텅스텐, 민메탈스는 모두 국유기업으로, 일반적인 시장 상황에서도 희토류의 생산과 수출에 관해 할당량을 규제받는다. 오스트레일리아가 계속해서 리튬 채굴량을 늘리고 중국은 그 반대로 한다면, 오스트레일리아가 미래의 무역 분쟁에서 흥미로운 영향력을 발휘하리라는 전망도 일리가 있다. (p102)

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여기서 흥미로운 질문은 서구와 아시아의 다른 국가들이 중국과 경쟁할 뜻이 있는지다. 그들은 이미 각자 구축해 온 개발 모델을 고수할까, 아니면 중국의 방식을 전체적으로, 또는 부분적으로 모방하려 할까. 혹시 두 가지 접근법을 어떻게든 혼합하지 않을까. 배터리 공급망에 한정하는 것이 아니라, 배터리 공급망이라는 프리즘을 통해 세계 전체를 들여다보며 던지는 질문이다. 무역 전쟁은 서구가 중국의 독주라는 문제를 어떻게 다루고 있는지 잘 보여준다. 트럼프 행정부에서 백악관의 무역 고문을 맡았던 피터 나바로 Peter Navarro는 보조금을 중국의 '7대 죄악' 중 하나로 꼽았고, 두 나라의 무역 관계를 정상화하기 전에 이 문제부터 바로잡아야 한다고 주장했다. 중국이 회원국으로 가입하기 위해 매우 애썼던 WTO도 압박수단으로 활용되었다. WTO에 속한 미국, EU, 일본의 통상 부처 장관들은 중국 정부가 더 투명하게 경제를 관리하도록 여러 차례 설득하려 했다. 보조금 등의 지원을 받지 못하는 자국 기업들을 위해 더 평평한 운동장을 만들고자 한 것이었다. 한편 한국은 압력을 행사하는 무리 에 끼지 않았다. 기적에 가까운 한국의 경제성장은 대부분 정부가 선택하고 지원한 특정 시장에서 수출 중심 산업을 키운 결과였다. 즉 최소한 과거에는 중국과 크게 다르지 않았다. (p121-122)

사람들은 보통 배터리 공급망의 맥락에서 테슬라를 생각한다. 테슬라는 혁신적 기업이고 애플이 스마트폰 분야에서 해온 일을 전기자동차 분야에서 하고 있다. 이 회사의 상품은 멋지고 고급스러우며 몹시 미국적이라 여겨진다. 테슬라는 흔히 생각하는 바와 달리 배터리를 만들지 않는다. 전기자동차의 핵심 요소인 배터리는 테슬라의 상품이 아니다. 미국 네바다에 있는 기가팩토리gigafactory에서는 사실 일본 기업인 파나소닉이 셀을 생산한다. 그리고 셀의 핵심 요소로 배터리 기능을 크게 좌우하고 리튬이 들어가는 양극재는 또 다른 일본 기업인 스미토모금속광산에서 만든다. 양극재의 핵심은 생산 과정에서 리튬 화합물이 주입되는 결정구조다. 충전하는 동안 리튬 이온은 결정구조를 벗어나고, 완전히 방전되면 결정구조로 돌아온다. 셀이 충전되고 방전될 때마다 이 과정이 되풀이된다. 양극재의 결정구조는 나노 수준에서 리튬 이온의 탈출과 복귀를 견딜 수 있을 정도로 강해야 한다. 셀과 배터리의 차이를 이해하고 두 용어를 올바르게 쓰는 것이 중요하다. 테슬라의 전기자동차가 동력을 얻는 원천인 배터리는 모듈로 연결된 개별 셀들로 구성된다. 이 셀들은 원통형이어서 텔레비전 리모컨에 넣는 건전지와 비슷해 보이지만, 전기화학적 특성이 월등하다. 약 7000개의 셀이 모듈로 연결되어 이들을 관리하는 시스템과 함께 배터리를 구성한다. (p123-124)

EU는 배터리에 특이한 관점을 취해왔다. EU의 정책 결정자들은 배터리가 곧 수많은 상품 중 하나로 확인될 것이며, 따라서 유럽의 오래된 가치 지향적 선진 경제가 관심을 둘 만한 지점은 없을 거로 생각했다. 또한 EU는 서서히 진행되는 설비 과잉을 우려했다. 뒤에서 살펴보겠지만 아마 타당한 걱정이었을 것이다. 하지만 이들은 영토 내에 배터리 공장을 건설하는 쪽으로 무게를 기울였을지 모를 몇 가지 중요한 반론을 듣지 않았다. 먼저 자동차 생산 업체들은 핵심 부품을 적기에 조달받는 방식을 장려해 왔고, 공급망을 수요지와 가까운 지역에 구축하는 것을 선호해 관련 업체들을 모아두고 일하는 데 익숙했다. 실제로 스위스, 헝가리, 체코에는 독일의 대형 자동차 생산 업체, 즉 BMW, 메르세데스-벤츠, 아우디, 폭스바겐에 납품할 부품을 만드는 전문 업체가 수없이 들어섰고, 대부분 성공을 거뒀다. 처음부터 배터리 공장을 원하지 않은 EU였지만, 여전히 혁신을 선도하고 싶어 했다. 산업계와 학계의 자연스러운 시너지 효과를 최대한 활용하려면 연구 시설과 지리적으로 가까운 곳에 생산 시설을 두어야 한다는 것은 상식이다. 또한 교내 연구를 기반으로 스타트업을 만드는 학교들은 지역 산업계에서 고객을 찾아낼 기회를 얻을 수 있다. (p125)

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이 지역은 말 그대로 바위투성이고 황량하지만 다른 세계에 온 듯한 아름다움이 있다. 해가 지기 직전에는 땅과 하늘이 강렬한 색채로 가득차 다른 행성의 표면에 서 있는 듯하다. 이 불친절한 땅은 소금 평원에서 번성하는 법을 배운, 역시 익숙지 않은 색채를 자랑하는 새의 고향이기도 하다. 분홍색 홍학은 카로티노이드carotenoid'가 풍부한 조류와 동물플랑크톤을 수면 아래서 능숙하게 찾아내 먹는다. 이 장의 주인공은 홍학과 마찬가지로 좀처럼 보기 어려운 사람이다. 논쟁적인 동시에 숨은 실력자이며 한때는 사망한 칠레 독재자의 사위였으나 자신을 이 나라의 기득권층 중 한 명이라고는 생각한 적이 없는 인물이다. 주가조작으로 시작해 <파나마 페이퍼스Panama Papers>에 등장하는 조직들을 떠올리게 하는 복잡한 역외 체계를 만들고 선거운동에 자금을 지원해 정치 지형에 영향을 미치는 등 온갖 스캔들과 혐의로 얼룩진 그는 칠레가 리튬 산업에서 거둔 성공의 아버지이기도 하다. 폰세 레로우의 날렵한 체형과 감정을 숨기지 않는 생생한 표정은 그가 오랫동안 칠레 재계와 정계에서 맡아온 노련한 수완가 역할과 잘 어울린다. 그는 수십 년간 칠레 리튬 산업에 영향력을 발휘해 왔고 그의 인생은 이 나라의 정지적, 경제적 역사와 긴밀히 얽혀 있다. (p144)

폰세 레로우는 리튬 업계에서 가장 큰 생산 업체 중 하나인 SQM의 경영에 오랫동안 관여했을 뿐 아니라 민영화 후에는 이 기업의 최대주주가 되었다. 1980년대 후반 칠레는 민영화의 파도에 휩쓸렸다. 국유기업을 소수의 주주, 주로 회사의 노동자들이나 직원 연금 기금이 소유하는 민간기업으로 바꾼다는 구상이었다. 이후에 벌어진 일들은 러시아에서 진행된 과정과 유사했고, 동부 유럽 국가들이 겪은 일과도 어느 정도 공통점이 있었다. 기업의 소유권을 탈취하려는 개인이나 조직이 지분을 가진 노동자들에게 적정가격보다 저렴하게 주식을 팔도록 다른 인센티브를 제공하거나 판매를 강요했다. 소련이 붕괴할 때 러시아에서는 주요 국유기업의 주식과 바꿀 수 있는 교환권을 포기한 노동자들에게 보드카 몇 병을 안기거나, 극심한 인플레이션 속에 곧 휴지조각이 될 현금 몇 푼을 쥐여주는 사례가 놀라울 정도로 많았다. 자본주의가 작동하는 방식에 더 많이 노출된 상태였던 칠레인들은 주식의 진정한 가치를 러시아인들보다는 더 잘 알고 있었지만, 민영화를 통해 선택된 일부가 막대한 부를 획득하는 메커니즘만큼은 유사하게 작동했다. 폰세 레로우는 역외에 구축한 조직의 네트워크를 통해 SQM에 대한 통제권을 획득했다. 가령 그가 조세 회피처에 등록한 기업들은 폭포처럼 이어진다. 정확한 소유 구조를 파악하기 어렵게 한 회사가 다른 회사를 소유하고, 대출과 외부 투자자들을 활용해 적은 자본으로도 광범위한 통제권을 휘두를 수 있게 한다. 이러한 일련의 회사들을 최종적으로 소유한 것으로 지목되는 실체는 보통 신탁이다. (p154)

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숫자가 너무 커지면 비교 대상이 있어야 이해할 수 있다. 리튬 생산 업체인 웰스미네랄스 Wealth Minerals의 CEO 팀 맥커천Tim McCutcheon이 "칠레는 본질적으로 '리튬의 사우디아라비아'"라고 했을 때 모든 투자자가 흥분했을 것이다. 숫자는 종종 잘 만든 캐치프레이즈가 주는 흥분을 빼앗아가지만, 보통 객관적 경제 상황을 더 잘 전달한다. 칠레 땅에 있는 리튬을 모두 파내 판매한다 해도 사우디아라비아가 3년간 수출한 석유의 가치에 미치지 못할 것이다. 칠레가 리튬의 사우디아라비아일지는 모르지만, 이 나라가 사우디아라비아가 될 수는 없다. 비슷하게 리튬이 칠레를 더 부유한 국가로 만들 잠재력을 가지고 있을지 몰라도 리튬만으로 이 나라가 부유해질 수는 없다. (p159)

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특히 마지막 조건을 주목할 만하다. 리튬 추출을 중심으로 일련의 산업들을 구축하면서 가치 사슬의 위쪽으로 올라가려는 칠레의 야심이 드러나기 때문이다. 이러한 야심을 둘러싸고 벌어지는 핵심 논쟁은 천연자원에 관한 악명 높은 저주와 관련이 있다. 천연자원이 풍부한 나라들은 천연자원이 희귀한 나라들과 비교해 경제성장이 뒤처지고 민주주의 발전이 더디며 개발의 성과도 좋지 못하다는 역설이다. 콩고나 앙골라 같은 나라가 자주 예로 언급된다. 칠레와 비교하기에는 석유자원이 풍부해 경제적으로는 앞의 두 나라보다 훨씬 부유하지만, 역시 상당한 문제를 안고 있는 나이지리아가 더 적절할 수 있겠다. 나이지리아는 꾸준히 세계 10대 석유 수출국으로 꼽히지만, 정작 자국민은 자동차에 수입산 휘발유를 넣는다. 나이지리아 안에 단순히 석유를 추출하는 것 이상의 기술적으로 발전된 산업이 없기 때문이다. 연료 가격이 저렴할수록 시민들의 생활비와 자국 내 각종 산업의 운영비가 줄어들기 때문에 나이지리아 경제는 기회를 놓치고 있다고 할 수 있다. 부가가치를 더해 더 비싼 상품을 수출할 기회도 살리지 못하고 있다. (p166)

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리튬 삼각지대에 속한 또 다른 나라인 아르헨티나는 리튬이 세계에서 두 번째로 많이 묻혀 있는데, 그 양이 1700만 톤에 이르는 것으로 추정된다. 이는 칠레보다 두 배가량 많은 것인데, 2019년 기준 리튬 생산량은 칠레의 약 3분의 1 정도였고 중국 내 생산량보다도 적었다. 현재 아르헨티나에서는 칠레와 유사하게 염수에서 리튬을 추출하는 시설 두 곳만 운영 중이다. 리튬 생산 업체 리벤트 Livent와 오로코브레orocobre가 각각 관리하는 옴브레무에르토 Hombre Muerto 염원과 올라로스Olaroz염원의 시설들이다. (USGS에 따르면, 2021년 기준 칠레의 리튬 생산량은 2만6000톤, 아르헨티나의 리튬 생산량은 6200톤으로, 차이가 더 벌어졌음을 알 수 있다.) (p185)

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이런 상황이 아르헨티나 리튬 산업에는 딱히 나쁘게 작용하지 않았다고 주장하는 이들도 있다. 페르난데스는 대통령으로 취임하기 전부터 리튬 기업들을 만나 그들을 변함없이 지원하겠다고 안심시켰다. 여기에는 현실적인 이유가 있었다. 리튬 수출은 이 나라의 부채를 상환하는 데 필요한 현금, 특히 달러를 만들어 낸다. 하지만 통화통제는 중요한 문제다. 기업들이 달러로 대금을 받으면 아르헨티나 법에 따라 바로 페소로 교환해야 한다. 이때는 암시장환율보다 훨씬 낮은 공식 환율이 적용된다. 하지만 리튬 기업들이 아르헨티나 현지에서 계약한 납품 업체들과 고용인들은 제품과 서비스 비용에 실시간으로 바뀌는 암시장 환율을 적용해 달라고 요구한다. 시약이나 기계 같은 물품을 외국에서 들여오려면 페소를 달러로 바꿔야 하는데, 공식 환율을 따르면 페소를 사는 가격과 페소를 파는 가격의 차이가 크다. 따라서 기업은 수출할 때는 달러를 페소로 바꾸면서, 수입할 때는 페소를 달러로 바꾸면서 손해를 본다. 달러를 그냥 은행에 넣어두고 필요할 때만 사용하는 이상적 상황과는 차이가 크다. 하지만 이렇게 개별 기업에는 불리한 상황이 아르헨티나 화폐에는 유리하게 작용해서 힘을 키우는 데 도움이 된다. (p193)

몇 주가 지나 거리의 긴장감이 가라앉았을 즈음 모랄레스가 망명 후 처음으로 응한 인터뷰가 공개되었다. 그는 리튬 때문에 쿠데타가 일어났다고 전적으로 확신했다. 모랄레스는 "국가적이고 국제적인 쿠데타였다. 산업화된 국가들은 경쟁을 원하지 않는다"라고 주장했다. 그는 자신이 미국 대신 중국의 지원을 받아 리튬 프로젝트를 진행하기로 한 이후 워싱턴의 용서를 받지 못했고, 그 와중에 볼리비아는 자원의 규모를 앞세워 리튬 가격을 주도하는 국가로 성장 중이었다고 설명을 이어 갔다. (p205)

하지만 볼리비아만큼 '리튬은 새로운 석유'라는 발상이 국민감정이나 국가 전략에 영향을 미치는 나라는 찾기 어렵다. 리튬을 이용해 볼리비아를 풍요롭게 한다는 꿈은 모랄레스가 대통령에 취임한 2006년부터 시작되어 이 정권을 정의하는 요소 중 하나가 되었다. 또한 볼리비아인들에게 리튬은 자국의 GDP를 끌어올리는 수단 이상이었다. 볼리비아는 천연��원에 대한 트라우마를 가지고 있었고 모랄레스는 이를 극복하려 했다. 랭커스터대학교 명예교수인 리처드 M. 오티Richard M. Auty는 1993년 발표한 중요한 저서 《광물 경제의 지속적 발전Sustaining Development in Mineral Economies》에서 천연자원에서 비롯된 단점이 장점보다 많은 나라들을 묘사하기 위해 '자원의 저주 resource curse'라는 용어를 만들어냈고, 대표적인 예로 볼리비아를 들었다. (p206)

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Battery 리튬은 분쟁 광물 conflict mineral이 아니다. 세계 어디에도 리튬 채굴에서 나온 수익으로 무장 단체를 지원하는 곳은 없다. 재래식 채굴이나 아동노동이 이뤄지지도 않는다. 매장층의 위치와 복잡한 채굴 방식 때문에 이런 상황이 변할 것 같지도 않다. 다만 배터리에 사용되는 금속 중 두 번째로 중요한 코발트는 좀 다르다. 시장에 공급되는 코발트의 약 60퍼센트가 다양한 문제를 안고 있는 중앙아프리카 국가 콩고에서 나온다. 콩고는 삶의 질, 사업 환경, 문해력, 1인당 GDP 등에 관한 국제 지표에서 보통 최하위를 기록하고 있지만, 가장 부패한 나라 순위에서는 정상을 차지한다. 이 나라가 1998년부터 2003년까지 겪었던 내전은 연루된 국가와 비국가 세력의 수, 피해자의 수 때문에 '아프리카대전 Great African War'으로 불리곤 한다. 이 내전은 공식적으로 종결되었지만, 여전히 적지 않은 게릴라 세력이 활동하는 등 콩고의 영혼에 지워지지 않는 흔적을 남겼다. 콩고의 면적은 대략 서유럽 크기지만 인구는 독일과 비슷하다. 오랫동안 계속된 갈등과 질병으로 콩고인의 중위 연령은 18세 전후를 오간다. 이 나라의 수도인 킨샤사Kinshasa는 완전히 서쪽에 치우쳐 있고 중부는 빽빽한 숲으로 덮여 있다. 르완다와 국경을 맞대고 있는 동부는 몇십년간 치열함의 차이만 있었을 뿐 계속 게릴라전의 무대가 되어왔다. 콩고에는 사용할 수 있는 도로가 거의 없어 인구 대부분이 배나 비행기로 이동한다. 밀림, 늪, 강과 같은 자연적 장애물이 존재할 뿐 아니라 기반시설도 부족해 나라를 하나로 묶기가 쉽지 않고 동부 전역에서는 수도에 접근하기조차 어렵다. 이러한 환경은 콩고 정치계에 팽배한 지역 배타주의 regional particularism로 이어졌다. 연장선에서 현재 콩고 대통령인 펠릭스 치세케디Félix Tshisekedi의 권위가 상대적으로 약한 것은 콩고의 26개 주 중 그를 지지하는 곳이 없기 때문이라는 설명이 보편적이다. 콩고 정치계의 거물들과 전임 대통령들은 보통 지방에 굳건한 권력 기반을 확보하고 있었다. (p233-234)

삽하나들고 광산으로 향하는 사람들 콩고가 수출하는 코발트의 25퍼센트는 재래식 채굴로 생산��다. 재래식 채굴이라고 해서 반드시 불법은 아니다. 하지만 삽, 끌, 곡괭이 같은 가장 기본적인 도구만 이용하며 보통 건강과 안전을 거의 고려하지 않는다. 이런 나라의 통계에는 속임수가 많지만, 다양한 비정부기구가 제공하는 데이터에 따르면 코발트 채굴 지역에서만 100개 이상의 재래식 광산이 운영 중인 것으로 추정된다. 재래식 광산을 방문하면 보호장비를 갖추지 않은 일꾼들이 50미터 길이의 폭이 좁은 지하터널로 들어 가는 모습을 볼 수 있다. 콩고에서는 법적으로 16세부터 노동할 수 있으므로, 광부 대부분이 무척 젊다. 지하 깊은 곳의 열기는 견딜 수 없을 정도고, 매일 들이마시는 먼지의 양은 호흡기에 다양한 문제를 유발하는 '경금속 폐 질환hard metallung disease'으로 이어질 수 있는 수준이다. 이 모든 부정적인 영향에도 불구하고 콩고의 광산들에서 인권침해를 조사해 온 대부분의 비정부기구는 재래식 채굴의 완전 금지를 주장하지 않는다. 고정소득을 만들다른 기회가 없는 나라에서 너무 많은 이가 생계를 재래식 광산에 의지하고 있기 때문이다. 카탕가에서만 적게는 7만 명, 많게는 12만 명이 재래식 광산에 종사한다는 추정치도 있다. 물론 콩고의 다른 지역에도 같은 방식으로 주석이나 금, 콜탄collan을 생산하는 광산이 많다. (p237)

국제법은 기업이나 개인뿐 아니라 국가에도 적용할 수 있다는 점에서 국내법과 다르다. 다만 해당 내용을 국내법에 통합하고 집행하는 역할을 각 국가에 맡긴다는 점에서 일종의 지침에 가깝다고 할 수 있다. OECD의 '지속 가능한 광물 공급망을 위한 기업 실사 지침Due Diligence Guidance for Responsible Mineral Supply Chains'도 비슷한 성격을 가진다. 비슷한 내용의 법으로, 아마 미국 정부 차원에서 분쟁 광물을 공급받은 기업에 상당한 재정적 불이익을 안길 수 있는 유일한 규제는 도드-프랭크법Dodd Frank Act 일 것이다. 이 법은 2008년 금융 위기의 여파 속에서 파생 시장에 대한 감독을 강화하기 위해 도입되었다. 물론 분쟁 광물에 관한 내용은 곁가지에 가깝지만, 이 법의 전체 목적에 부합한다. 그리고 곁가지치고 무척 강력하다. 미국의 증권거래소에 상장된 모든 기업은 콩고나 인접 국가에서 생산된 분쟁 광물을 활용할 시 자신들이 지급한 대금이 현지 무장단체의 자금으로 쓰이지 않는다는 것을 실사를 벌여 밝혀내야 한다. (p240)

다행히도 분쟁 광물을 둘러싼 쟁점이 점점 알려지고 이 문제에 대한 사회적 인식이 높아지면서 기업들은 재정적 위험뿐 아니라 무엇보다도 중요한 평판을 신경 써야 하는 상황에 놓였다. 애플이나 BMW 같은 기업은 무형의 브랜드 가치가 회사 전체의 가치에서 커다란 부분을 차지한다. 세계적인 컨설팅 기업 인터브랜드Interbrand는 BMW의 브랜드 가치를 410억 달러로 평가했다. 이 자동차 생산 업체는 콩고산코발트와 거리를 두는 대신, 오스트레일리아와 모로코의 광산에서 코발트를 직접확보하려 한다. 안전한 동시에 영리한 전략으로, 이제 BMW는 "우리는 콩고에서 벌어지는 아동노동이나 분쟁과 아무런 관련이 없습니다"라고 말할 수 있다. 하지만 이게 정말 도덕적으로 옳은 일일까. (p241)

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지난 몇 년간 전 세계적으로 증가한 재생에너지 설비용량 중 절반 가까이가 중국의 몫이다. 하지만 중국의 에너지 소비욕을 자극하는 것은 세계 최대의 인구뿐이 아니다. 그보다는 이 나라의 거대한 산업 기반이 훨씬 더 중요하게 작용한다. 따라서 중국이 더 친환경적이지만 동시에 더 산업화된 나라, 예를 들어 독일과 같은 수준에 이르려면 매우 힘겨운 과정을 거쳐야 할 것이다. 중국 내 배터리 생산량과 석탄발전량을 동시에 고려하면, 킬로미터당 이산화탄소 배출량을 기준으로 전기자동차가 전통적인 내연기관차보다 더 환경을 오염시킨다고는 할 수 없어도 동등한 수준이라고는 주장할 만하다. 하지만 이런 환경도 바뀌고 있다. 2012년 미국에서 평범한 전기자동차가 연비가 뛰어난 내연기관차보다 이산화탄소를 덜 배출하는 지역에 사는 사람은 전체 인구의 절반도 되지 않았다. 하지만 2020년 들어 거의 모든 지역이 그렇게 바뀌었다. 즉 당신이 선택한 전기자동차가 이산화탄소 배출량이 어떻게 달라질지 결정한다. 다만 온실가스 배출량이라는 기준으로 살펴보면 환멸이 느껴질 정도로 그 차이가 작을 수 있다. 하지만 캘리포니아에서 테슬라의 신형 전기자동차를 탄다면 가장 연비가 좋은 내연기관차를 탈 때와 비교해 이산화탄소 배출량이 60퍼센트나 줄어들 것이다. (p254)

자동차 엔진을 온실가스를 배출하는 원흉으로만 바라보는 것은 실수일 수 있다. 이산화탄소 농도가 상대적으로 높아도 사람들의 건강에 직접적인 영향은 없다. 하지만 함께 배기관을 빠져나오는 미세먼지나 이산화질소는 이야기가 다르다. 특히 미세먼지는 코와 폐의 자연 방어막을 쉽사리 통과한다. 기후변화는 본질적으로 세계적 현상이고, 이 문제를 해결하려면 온실가스의 배출 총량을 살펴보아야 한다. 하지만 개인 건강의 차원에서는 당신 주위에 전기자동차가 많은지, 많지 않은지가 실제로 무척 중요하다. 이산화질소는 하루 이상 공기 중에 머무르지 않지만, 멀리 이동하지도 않는다. 가장 작은 입자도 처음 배출된 곳에서 겨우 몇 미터밖에 퍼지지 않는다. 이러한 미세먼지는 휘발유나 디젤로 덮인 금속들을 혈액으로 운반해 암을 유발하고 천식을 일으키거나 악화시킨다. 이산화질소와 미세먼지 농도가 기준치보다 훨씬 높은 지역에서 성장한 아이들은 폐활량이 줄어든다는 연구 결과도 있다. 따라서 전기자동차를 구매하는 것이 온난화를 멈추는 데 도움이 될지 완전히 확신할 수는 없다고 해도 당신과 당신의 아이가 숨 쉬는 공기의 질을 높여줄 것은 분명하다. (p255-256)

광업이 아무런 해도 끼치지 않는 것은 거의 불가능하다. 본질적으로 물리력을 동원해야만 자연의 보물들을 문명의 건설에 활용할 수 있기 때문이다. 인류 문명은 광업과 화학 산업에 극도로 의존하고 있다. 우리가 일상에서 사용하고 지니는 모든 물건은 땅에서 파낸 원소들을 재료 삼아 다양한 방식의 화학 처리 과정을 거쳐 만들어 낸 것이다. 배터리 생산과정이 아무리 복잡하다고 해도 다를 건 없다. 중요한 것은 정보와 감독이다. 올바른 결정을 내리기 위해 그리고 환경보호의 측면에서 해악이 덜한 쪽을 택하기 위해 객관적인 정보가 필요하다. 또한 독립적인 관리, 감독과 그 결정에 힘을 실어줄 수단도 마련해야 한다. 지금은 이러한 장치가 존재하지 않는다. 사회 전반적으로 제대로 된 정보 없이 실체가 거의 없는 친환경 구호에만 매달리는 경향이 있다. 반대쪽 끝에서는 환경 운동가들이 대안도 없이 상업적 활동을 막아서며 전진한다. 현재의 체계는 대부분 이렇게 서로 반대쪽을 향하는 힘으로 가득하다. 이윤만을 좇는 걷잡을 수 없는 욕망이 근본주의적 환경 운동가들과 충돌하는 와중에, 균형에 도달하지 못한 채 산업을 예의주시하게 하는 정도의 결말에 이른다. 환경에 미치는 영향을 제한하기 위해 중도를 찾는 괴짜나 이단아, 기업가들도 있다. 화학 처리까지는 거부하지 못하더라도 최소한 채굴만은 멈추려 한다. 다음 장에서 살펴볼 주제는 바로 지하자원 채굴을 도시 광업으로 전환하는 것이다. (p263)

제인 제이컵스Jane Jacobs <미국 대도시의 죽음과 삶The Death and Life of Great American Citis> (p267)

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갈라파고스섬의 개척자, JX금속 일본은 다른 금속들을 재활용하는 데 성공한 반면, 리튬이나 코발트의 재활용은 여전히 초기 단계에 머물러 있다. 전기 모빌리티로의 전환을 공식화한 일본은 2050년부터 자국 내 자동차 생산 업체에서 전기자동차만을 생산하겠다고 발표했다. 하지만 알 수 없는 이유로 하이브리드 자동차에 의존하면서 배터리만으로 가동되는 전기자동차의 시장점유율이 더는 확대되지 않고 있다. 일본인들은 중국이나 EU, 미국의 소비자들보다 완전한 전기자동차의 구매를 꺼리는 듯하다. 이러한 상황은 현금을 대체하는 간편 결제 시장의 상황을 떠올리게 한다. 일본은 제일 먼저 현금 대신 신용카드를 사용할 수 있게 된 나라 중 하나지만, 현재 이 나라의 간편 결제 비율은 영국이나 한국, 폴란드 보다 낮다. 도요타나 혼다 같은 일본의 주요 자동차 생산 업체는 오랫동안 리튬 이온 배터리로의 전환을 꺼렸다. 예외적으로 큰 인기를 누렸던 도요타의 프리우스는 2019년 생산된 일부 모델에 니켈 메탈 하이브리드 배터리를 사용했다. 지난 10년간 전기자동차 시장에서 점유율이 급감한 배터리다. (p271)

배터리의 내구성을 논하는 전문가들은 '주기cycle'라는 개념을 사용한다. 주기는 다소 까다로운 개념인데, 배터리를 원래 용량만큼 완전히 사용해 방전되면 한 번의 충전 주기가 끝난 것이다. 하지만 리튬 이온 배터리의 용량은 일정하지 않고 사용할수록 줄어든다. 전기자동차와 일부 고급 전자기기는 배터리가 초기 용량의 75퍼센트에서 80퍼센트는 되어야 계속 쓸 수 있다. 용량이 이보다 줄어들면 배터리를 교체해야 한다. 주기의 개념으로 돌아가 보자. 오늘 배터리 용량의 70퍼센트를 사용하고 밤새 완전히 충전한 뒤 다음 날 저녁까지 30퍼센트를 더 사용한다면 한 번의 주기가 끝난 것이다. 중간에 충전한 사실은 중요하지 않다. 바로 이렇게 계산한 '주기 수명cycle life'이 대개 배터리 성능의 핵심으 로 언급되곤 한다. (p273)

이처럼 일련번호를 부여하는 것은 재활용 과정에 또 다른 이점을 제공한다. 재활용 과정이 자동화되고 간소화될수록 비용은 줄어든다. 그리고 비용이 줄어들수록 재활용이 보편화된다. 재활용 비용을 낮추는 데 가장 큰 장애물은 배터리의 형태와 크기가 각양각색이라는 사실이다. 컴퓨터나 태블릿, 스마트시계의 무수히 많은 모델에 맞춰 배터리의 형태가 달라지는 전자기기는 논외로 하더라도, 전기자동차 배터리 또한 다양한 모델이 있다. 전기자동차는 아주 커다란 물건이니 배터리의 형태와 크기만이라도 표준화하는 게 그리 어렵지 않으리라고 생각할 수 있다. 하지만 지금까지의 상황은 전혀 다르다. 상대적으로 젊은 산업에서 경쟁 우위를 확보하고자 각축전을 벌이는 탓에, 전기자동차 생산 업체들은 자신들의 모델에 가장 잘 맞는 형태의 배터리를 개발하는 데 거리낌이 없다. 제품 간 표준화는 주로 성숙한 시장에서 나타나는 특징이다. (p276)

하지만 애플이 만든 데이지는 자사 제품만 속속들이 알고 재활용한다는 사실을 기억해야 한다. 배터리가 들어가는 제품의 생산 업체에 재활용 의무를 지운 중국 법이 합리적인 이유이기도 하다. 배터리에 표준화된 일련번호를 붙이는 것도 무척 유용하다. 미래의 로봇들이 자신들의 불완전한 '시각'에만 의존하는 대신 일련번호를 해독해 관련 정보를 활용할 수 있기 때문이다. (p278)

반면 거린메이 같은 회사도 있다. 거린메이는 재활용 업계의 거물이다. 이 회사는 매년 약 400만 톤의 폐기물을 처리한다. 플라스틱부터 메인보드까지 모든 것을 재활용하는 거린메이에서 배터리 재활용은 다양한 사업 분야 중 하나일 뿐이다. 실제로 '총알을 위한 완벽한 금속'으로 알려진 텅스텐 같은 희소금속과 다양한 최첨단 전략산업에 활용되는 희토류도 회수한다. 거린메이의 수집망은 3000킬로미터에 걸쳐 있는 중국의 11개 성을 아우른다. 이 회사는 남아프리카와 인도네시아에 투자함으로써 육로와 해로를 통해 아시아를 아프리카, 유럽과 연결하고, 자국의 문화적·정치적·경제적 영향력을 과시하려는 중국의 일대일로 구상에도 한몫했다. 재활용 산업은 대단히 화려하게 포장되는 분야가 아니어서 거린메이 같은 회사들은 아직 잘 알려지지 않은 편이다. 하지만 공개된 정보에 따르면, 이 회사는 약 30만 톤의 폐배터리를 처리할 수 있다. 2020년 중국에서 폐기된 리튬 이온 배터리의 양이 약 50만 톤인데, 하나의 기업에서 소화하기에는 상당한 양이다. 비교를 위해 예를 들면, 유럽에서 가장 큰 재활용 업체라도 폐배터리를 1만 톤도 처리하지 못한다. 게다가 관련 시설을 이미 갖췄거나, 확보하기 위해 투자하고 있다고 공개한 유럽 업체들은 열 손가락으로 셀 수 있을 정도다. 북아메리카의 상황도 크게 다르지 않다. 중국 업체들이 입맛을 다시며 유럽과 미국의 재활용 시장을 바라보고 있다는 소문이 도는 이유다. (p280)

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데이터는 곧 힘이다. 전기자동차 생산 업체는 동력전달장치의 성능을 더 개선하기 위한 연구개발 목적으로 데이터가 필요하다. 데이터를 수집하고 배터리 성능을 실시간 관리하는 소프트웨어를 배터리 관리 시스템battery management system이라 한다. 배터리의 뇌라고 할 수 있다. 어떤 사람들은 적어도 양극재만큼은 하드웨어적 측면에서 성능이 극한에 달했다고 믿는다. 하지만 배터리 관리 시스템을 최적화하면 상당한 차이가 발생할 정도로 성능을 쥐어짤 수 있다. 그러려면 더 많은 데이터를 활용해야 한다. 전기자동차 생산 업체들이 자신들의 제품을 모니터링하는 이유 중 하나다. 오늘날 이론적으로 이용자의 지리상 위치와 운전 행태에 관한 데이터까지 공유될 수 있다. 이에 따라 사생활 침해 가능성에 관한 논의 또한 벌어지고 있다. 전기자동차 생산 업체들은 자신들이 수집한 귀중한 데이터를 중고 배터리를 판매하는 온라인 플랫폼뿐 아니라 정부와도 기꺼이 공유할 것이다. 어쨌든 풍부한 데이터는 빠르게 성장하는 이 산업에서 경쟁 우위를 제공할 수 있다. 익명을 요구한 내부자들은 자동차 업계의 로비가 입법 과정에 영향을 미칠 정도로 강력한 일부 국가에서 배터리 재활용과 재사용을 위한 모니터링 시스템이 작동하지 않는 이유도 이 때문일 것이라고 증언했다. 리튬 이온 배터리의 재활용을 둘러싼 미래 환경은 결국 입법, 폐배터리의 확보 가능성, 국가 간 운송의 타당성, 시장 구조 등 다양한 요인에 따라 결정될 것이다. 확실한 것은 폐배터리를 땅속에 묻는 대신 다른 어딘가에서 다시 활용할 기술이 이미 존재한다는 사실이다. 경제적 편익을 최대화하면서 환경까지 보호하기 위해 이 기술을 어떻게, 또 얼마나 사용할지는 온전히 우리의 선택에 달려 있다. (p289-290)

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양극재, 음극재, 전해질의 하모니 전기비행기와 전기화물선의 성능 개량이 날개를 달고 전기자동차가 주행거리를 둘러싼 불안을 완전히 씻어내려면 결국 '리튬 이온의 화학 반응'이라는 틀 자체를 넘어서야 할지 모른다. 하지만 리튬 이온에서 벗어나는 것이 곧 리튬에서 벗어나는 것을 의미하지는 않는다. 어떻게 해야 더 뛰어난 배터리를 만들 수 있을까. 먼저 배터리가 폐쇄시스템이라는 사실을 기억해야 한다. 폐쇄 시스템에서 한 가지 요소를 바꿀 때는 이 변화가 다른 요소에 미칠 영향까지 고려해야 한다. 변화가 발전을 의미한다고 해도 마찬가지다. 상식인 듯하지만, 배터리의 개별 요소들이 발전해 새로운 돌파구가 마련될 때마다 놀랄 만큼 자주 잊히는 규칙이다. 더 좋은 양극재가 있다고? 훌륭해! 하지만 새로운 양극재가 기존의 전해질과 함께 더 나은 성능을 보여줄지는 미지수다. 크게 보면 배터리는 놀라울 정도로 단순하다. 핵심 요소가 양극재, 음극재, 전해질 세 가지밖에 없다. 에너지 밀도, 전력, 충전 속도, 안전성 등 배터리 성능을 향상하고 싶다면 무엇보다 이 세 가지 요소를 더 좋게 만드는 데 집중해야 한다. 물론 이 분야는 경쟁이 아주 치열해서 기업들은 배터리를 조금이나마 더 발전시키기 위해 다른 주변적 요소들까지 개선하려 노력하고 있다. 하지만 가장 중요한 돌파구는 저 세가지 요소에서만 나올 것이다. (p307)

이 질문에 답하려면 먼저 고등학교 수준의 기초 화학으로 돌아가야 한다. 금속은 전자를 내보내려 열심이고 비금속은 전자를 받아들이려 한다는 사실 정도는 지금도 기억하고 있을 것이다. 어디에서나 관찰할 수 있는 자연스러운 현상이다. 그렇게 한 원소가 전자들을 내주고 다른 원소가 그 전자들을 받아들임으로써 전자들이 움직인다. 그리고 전자가 움직이는 것이 곧 전기다. 이제 전기의 실체를 알았다. 더 나아가 전자를 잃고 얻는 과정을 이온화 ionization라 한다. 원자가 같은 수의 전자(-)와 양성자(+)를 가지고 있으면 전기적으로 중성인 상태다. 하지만 배터리 안에 금속과 비금속을 함께 넣으면 (전자의 이동이 발생하므로) 이온화가 일어난다. 금속은 전자들을 잃고 비금속은 전자들을 얻는다. 균형을 잃고 전자가 양성자보다 더 많아지거나 적어진 원자들을 이온이라고 한다. 그래서 리튬 이온 배터리라는 명칭이 적절한 것이다. 이온에는 음이온과 양이온이 있다. 음이온은 전기적으로 중성인 상태보다 전자가 많은 원자고, 양이온은 중성인 상태보다 전자가 적은 원자다. 전자들은 언제나 음전하를 가지므로 전기적으로 중성인 상태인 원자에 전자를 더하면 해당 원자가 음이온으로 변한다. 따라서 강력한 배터리를 만들려면 주기율표의 어떤 원소(금속)들이 전자를 기쁘게 내주는지 그리고 어떤 원소(비금속)들이 전자를 기꺼이 받아들이는지 찾아보고, 두 종류의 원소를 어떻게 조합할 때 가장 뛰어난 성능을 발휘할지 고민해야 한다. 순수하게 이론적인 활동이지만 대단히 중요하다. 화학과 물리의 기본 법칙을 적용하는 것만으로 배터리가 어느 정도의 성능을 보여줄지 알 수 있기 때문이다. 또한 지금 왜 리튬을 배터리에 사용하는지, 왜 미래의 배터리에 더 많은 리튬을 넣으려 하는지, 왜 기업들과 연구자들이 다른 금속 대신 황이나 소듐에 기반을 둔 배터리를 개발하는 데 집중하고 있는지 설명해주므로, 대단히 실용적인 활동이기도 하다. 어쨌든 주기율표에는 선택 할 수 있는 금속이 상당히 많다. (p308-309)

에너지 밀도를 높여라 충전 한 번에 노트북을 며칠씩 사용할 수 있게 하려면, 전기자동차가 더 멀리 이동할 수 있게 하려면, 전기비행기가 런던에서 바르셀로나까지 날아갈 수 있게 하려면 에너지 밀도가 높은 배터리가 필요하다. 이것이 배터리 연구의 성배다. 에너지 밀도는 배터리의 질량이나 부피 대비 저장된 에너지의 양으로 표현된다. 에너지 밀도는 높이고 무게는 줄이려면 주기율표에서 가장 위에 있는 몇 줄에 집중할 수밖에 없다. 그곳에 원자질량이 가벼운 금속과 비금속 원소들이 모여 있기 때문이다. 또한 배터리 내부를 부지런히 왔다 갔다 할 이온들도 필요하므로 선택이 더욱 제한된다. 마지막으로 어떤 원소는 질량에너지 밀도가 높더라도 부피 에너지 밀도는 낮을 수 있다는 사실을 기억해야 한다. 물론 그 반대도 가능하다. 세부적으로 구분하는 게 중요하다. 예를 들어 무게보다 공간에 더 제약이 많은 자동차에 들어갈 배터리라면 부피 에너지 밀도를 살펴야 한다. 자동차에는 어느 정도 표준화된 크기가 있고, 누구나 배터리가 승객과 짐을 위한 내부 공간을 되도록 덜 차지하길 바랄 것이다. 반대로 비행기에서는 질량에너지 밀도가 부피 에너지 밀도보다 중요하다. 배터리가 가벼워야 이륙, 비행, 착륙의 모든 과정이 효율적이기 때문이다. 주기율표에 있는 원소들은 질량에너지 밀도와 부피 에너지 밀도가 같지 않기 때문에, 보편적으로 이상적인 배터리를 만드는 것은 불가능하거나, 가능하더라도 무척 어렵다. 모든 목적에 맞는 규격이 존재하지 않고, 따라서 용도와 성능을 함께 고려해야 한다. 그렇다고 전기자동차나 전기비행기에 잘 맞는 배터리 물질을 개발해야만 사업성이 있는 것도 아니다. 극단적으로 추운 우주에서 작동하는 인공위성에 동력을 공급 하는데 가장 탁월한 배터리 물질을 만들 수도 있다. (p309-310)

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에너지 밀도를 다룰 때는 두 가지 중요한 사실을 이해하고 있어야 한다. 첫 번째는 에너지 밀도를 측정하는 방식이다. 왜 '와트시'일까. 가장 쉬운 이해는 자동차에 비유하는 것이다. 물리학에서 에너지는 힘과 시간의 곱이다. 이때 '와트'는 힘의 단위고, '시'는 힘이 작용한 시간의 단위다. 자동차 한 대가 일정한 거리, 예를 들어 100킬로미터를 이동한다고 생각해 보자. 얼마나 속력을 내는지에 따라, 바꿔 말하면 얼마나 많은 힘을 사용하느냐에 따라 100킬로미터를 이동하는 데 걸리는 시간이 결정된다. 배터리의 경우에는 거리를 시간으로, 속력을 힘으로 바꿔 생각하면 한다. 에너지 밀도가 킬로그램당 100와트시인 1킬로그램짜리 셀을 ��력 소비량이 100와트인 냉장고와 연결하면, 셀의 에너지로 냉장고에 한 시간 동안 전력을 공급할 수 있다. 셀의 무게가 2킬로그램이라면 냉장고를 두 시간 동안 가동할 수 있다. 에너지 효율이 더 높거나 더 나쁜 냉장고라면, 예를 들어 전력 소비량이 200와트인 냉장고라면 1킬로그램짜리 셀로는 전력을 30분밖에 공급할 수 없다. (p315)

두 번째는 배터리 세계에서는 항상 셀 하나나 배터리 하나 단위로 에너지 밀도를 이야기한다는 것이다. 전기자동차에 전력을 공급하는 배터리는 수천 개의 셀로 구성된다. 일반적인 에너지 밀도는 개별 셀 수준에서 단위질량당, 또는 단위부피당 에너지를 측정한 것이므로 배터리 수준에서 측정되는 것보다 항상 더 크다. 배터리는 상당한 무게와 부피를 더하는 각종 연결 장치와 전선, 감지기, 냉각 기기를 포함하기 때문이다. 전선과 감지기 같은 요소에는 에너지가 저장되지 않으므로 배터리 성능에는 이바지하지 못하고 무게와 부피만 늘릴 뿐이다. 바꿔 말해 저장하는 에너지의 양에는 영향을 미치지 않는 무게와 부피여서 에너지 밀도를 떨어뜨린다. 셀 수준의 에너지 밀도와 배터리 수준의 에너지 밀도를 비교해 볼 예로, 앞서 언급했던 테슬라의 모델 3를 살펴보자. 이 전기자동차의 배터리를 구성하는 각 셀의 에너지 밀도는 킬로그램당 약 260킬로와트시고, 전체 배터리의 에너지 밀도는 킬로그램당 약 160와트시로, 킬로그램당 100와트시의 차이가 난다. (p316)

셀에서 배터리로 가면서 에너지 밀도는 감소하지만, 킬로와트시당 달러로 측정되는 가격은 높아진다. 1킬로와트시는 1000와트시와 같다. 이 책에서는 지금까지 통상적인 표현대로 에너지 밀도를 와트시로 표현했다. 배터리 가격 또한 수천 와트시당 달러, 또는 킬로와트시당 달러로 이야기된다. 셀에서 배터리로 가면서 가격이 상승하는 것은 논리적이다. 배터리 가격을 책정할 때는 그 구성 요소들, 즉 앞서 언급했던 연결장치, 전선, 감지기 등의 가격을 반영해야 한다. 반면 셀 수준에서는 셀자체만 있을 뿐이다. 배터리 가격은 생산 업체에 따라 천차만별인데, 배터리에 어떤 화학물질을 사용했는지, 이 화학물질의 재료가 무엇인지에 따라 크게 달라진다. 양극재에 코발트와 니켈처럼 비싼 물질을 많이 사용할수록 가격이 올라가고, 인산철처럼 저렴한 물질을 사용할수록 가격이 내려간다. 배터리의 미래를 이야기할 때면, 우리가 오랫동안 전기자동차 배터리의 가격을 (배터리 수준에서) 킬로와트시당 100달러 이하로 유지하는 것을 목표로 삼아왔다는 사실을 고려해야 한다. 리튬을 이용한 일부 양극재(가령 LFP)에서는 이런 목표가 달성되었으나, 니켈을 이용한 양극재의 경우 가장 뛰어난 성능을 내는 배터리의 가격이 킬로와트시당 150달러 근처에 머물러 있다. 킬로와트시당 100달러라는 목표는 무척 중요하다. 이러한 가격대를 유지해야만 전기자동차가 내연기관차에 비해 경쟁력을 갖출 수 있다고 믿는 이들이 많기 때문이다. (p317)

- 루카스 베드나르스키 , ' 배터리 전쟁 ' 중에서

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