NH투자證 “로봇 기대, 전고체 전지로 번졌다…인터배터리 앞두고 삼성SDI 등 밸류체인 집중”

▲전고체전지 핵심 밸류체인. (출처=NH투자증권)

로봇에 대한 기대감이 전고체 전지에 대한 기대감으로 번지면서 삼성SDI, 이수스페셜티케미컬, 레이크머티리얼즈 등 관련주의 주가 상승이 두드러진다. 3월 11~13일 인터배터리 행사를 앞두고 1월 말부터 주가가 선제적으로 상승했던 경우가 많았던 만큼, 시기적으로도 전고체 관련주에 대한 관심이 집중될 수밖에 없다는 분석이 나온다.

주민우 NH투자증권 연구원은 “로봇에 대한 기대감이 전고체 전지로 확산하면서 관련주(삼성SDI, 이수스페셜티케미컬, 레이크머티리얼즈)의 주가 상승이 두드러진다”며 “로봇 기대감 외에도 계절적으로 미래 기술을 선보이는 인터배터리(3월11일~3월13일) 행사를 앞두고 1월 말부터 주가가 선제적으로 상승했던 경우가 많아 전고체 관련주에 대한 관심이 커진다”고 분석했다.

주 연구원은 “로봇에 대한 기대감이 전고체 전지로 번지면서 관련주 주가 상승이 두드러지고 있다”며 “인터배터리 행사를 앞두고 수급이 선제적으로 유입되는 패턴이 반복돼 시기적으로 관심이 집중될 수밖에 없다”고 말했다.

전고체 테마 확산의 출발점은 휴머노이드 로봇의 구조적 제약이다. 로봇은 자동차와 달리 배터리 탑재 공간이 제한적이며, 특히 휴머노이드 로봇은 대부분 흉부 부위에 배터리를 탑재한다. 인간에게 기초대사량이 있듯 로봇도 각종 센서, 연산, 액추에이터를 상시 가동하며 전력을 소모한다. 주 연구원은 “로봇은 배터리 탑재공간이 제한적이고 휴머노이드의 경우 흉부 탑재가 일반적”이라며 “상시 구동되는 센서와 연산, 액추에이터로 인해 전력 소비가 발생한다”고 설명했다.

테슬라가 2022년 AI Day에서 제시한 수치에 따르면 173cm, 73kg 체격의 1세대 휴머노이드 로봇은 앉아 있을 때 100W, 빠르게 걸을 때 500W의 전력을 소모한다. NH투자증권 추정으로는 10kg 정도 되는 물건을 들고 이동할 경우 800~1000W의 전력을 소비할 것으로 본다. 현재 공개된 휴머노이드 로봇의 배터리는 고출력 특성을 갖춘 하이니켈 기반 원통형 전지가 대부분이며, 대당 탑재량은 2~4kWh 수준이다(옵티머스 2.3kWh, 아틀라스 3.7kWh). 이들이 800~1000W의 전력을 소비하는 노동을 지속하면 노동 가능 시간은 2~4시간에 그친다. 테슬라는 궁극적으로 8시간 노동이 가능한 로봇을 준비하고 있다고 밝혔다. 주 연구원은 “현재 로봇은 하이니켈 원통형 전지 기반이 주류이고, 탑재량은 2~4kWh 수준”이라며 “전력 소비가 커지면 2~4시간 수준의 가동 시간 한계가 나타나 8시간 노동을 위해 해법이 필요하다”고 말했다.

단기적으로는 교체형 배터리를 사용하거나 각종 부품 경량화를 통해 몸무게를 낮추는 작업이 진행될 것으로 본다. 중장기적으로는 전고체 전지 탑재를 통해 노동시간을 극대화할 것으로 전망한다. 삼성SDI가 목표로 하는 황화물계 전고체전지의 에너지밀도는 500Wh/kg, 900Wh/L로, 기존 하이니켈 배터리(300Wh/kg, 600Wh/L) 대비 50% 이상 높아 1회 충전 노동시간을 늘릴 여지가 있다. 주 연구원은 “단기적으로는 교체형 배터리와 경량화가 병행되겠지만, 중장기적으로는 전고체 전지 탑재가 노동시간을 끌어올리는 핵심 변수가 된다”며 “에너지밀도 개선 폭이 커지면 1회 충전 기준 가동 시간을 늘릴 수 있다”고 강조했다.

국제노동기구(ILO)에 따르면 전 세계 취업자 34억 명 중 제조업 근로자는 약 7억 명(비중 20% 초반)으로 추정된다. 제조업 근로자 중 단순 반복 노동을 하는 고루틴 근로자 비중을 22%(OECD 추정치)로 가정하면 초기 대체 가능 근로자는 1억5000만 명으로 계산된다. 여기에 2~3교대(중간값 2.5교대)를 감안하면 휴머노이드 수요는 6000만 대 수준으로 예상된다. 대당 3~4kWh(중간값 3.5kWh)를 가정하면 용량 기준 시장은 216GWh로 2025년 xEV용 시장의 20%에 해당하는 규모로 성장할 수 있다. 향후 중루틴 근로자까지 대체하게 되면 441GWh(25년 xEV의 40%)까지 확대될 수 있다는 분석이다. 주 연구원은 “초기에는 고루틴 구간에서 대체가 먼저 진행될 가능성이 높다”며 “교대 근무 구조를 감안하면 로봇 대수와 배터리 용량 기준 시장이 의미 있는 수준으로 커질 수 있다”고 전망했다.

전고체 양산 로드맵도 가시권에 들어온다. 국내 배터리 3사의 황화물계 전고체전지 양산 목표 시점은 삼성SDI 2027년, SK온 2029년, LG에너지솔루션 2029~2030년이다. CATL과 BYD도 2027년 소량 양산을 시작으로 2030년을 본격 양산 목표 시점으로 잡는다. 다만 시점보다 가격과 품질이 더 중요하다는 시각이 강하다. 고객과의 스펙 조율 과정과 고객의 제품 출시 시기에 따라 양산 시점이 유동적이기 때문이다. 주 연구원은 “양산 목표 시점은 참고 변수일 뿐, 실제 사업화는 가격과 품질 경쟁력에서 갈린다”며 “고객 스펙 조율과 출시 일정에 따라 양산 시점은 흔들릴 수 있다”고 말했다.

전고체 대중화의 열쇠로는 황화리튬 가격이 지목된다. 업계는 황화리튬 가격을 현재 1kg당 700달러에서 100달러까지 낮추는 것을 목표로 한다. 이 경우 전고체전지의 가격 프리미엄은 466%에서 41%로 낮아질 수 있다. 주 연구원은 “합리적인 황화리튬 가격이 전고체 대중화의 핵심”이라며 “원가 하락이 확인될수록 시장의 기대가 구조적으로 강화될 수 있다”고 설명했다.

전고체 전지 시장의 본격 개화 시점은 2030년 이후로 보지만, 주식 관점에서는 인터배터리가 열리는 3월까지 가장 빠른 상용화 일정을 가진 삼성SDI를 비롯해 관련 전고체 밸류체인에 집중할 필요가 있다는 의견이 나온다. 관련 밸류체인으로는 셀(삼성SDI), 고체전해질(Solid Power, 에코프로비엠, 롯데에너지머티리얼즈), 황화리튬(이수스페셜티케미컬, 레이크머티리얼즈)이 거론된다. 주 연구원은 “전고체의 본격 개화는 시간이 필요하지만, 주식 시장은 이벤트와 상대적 상용화 속도를 먼저 반영한다”며 “3월까지는 삼성SDI를 중심으로 전고체 밸류체인 전반을 점검할 필요가 있다”고 짚었다.

밸류에이션은 2022~2023년 국면이 비교 기준으로 제시된다. 당시 IRA 법안 발효로 전기차(BEV/PHEV)향 볼륨 성장 기대가 높아지던 시기에 LG에너지솔루션의 평균 EV/EBITDA는 32배였으나, 현재 부진한 전기차 업황을 감안해 20% 할인한 26배를 부여할 수 있다는 관점이 나온다. 삼성SDI도 전고체 선두주자라는 점을 감안해 같은 멀티플(26배)을 부여할 수 있다는 시각이다. 주 연구원은 “과거 멀티플 구간을 참고하되 현재 업황을 반영한 할인 적용이 합리적”이라며 “전고체 선두주자 프리미엄을 어느 정도 반영할지 여부가 주가의 핵심 변수가 될 수 있다”고 밝혔다.