[르포] 포스코퓨처엠, 자동화 장착 차세대산업 이끈다

포스코퓨처엠 광양 공장 방문
공정·분석·보관 등 자동화시스템 구축
전기차 시장 성장 대비 생산능력 확대

포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 소성로 위에 놓여 있는 양극재 제품. /포스코퓨처엠

최근 몇 년간 산업계를 뒤흔든 건 단연 이차전지다. 전기차 시장이 커지면서 국내 배터리사와 소재사들을 향한 관심도 나날이 뜨거워 졌다. 지난해부터 전기차 시장이 다소 둔화됐지만, 친환경 기조에 따라 중장기적인 성장 기대감은 여전히 높다. 그 중심에 있는 국내 유일 양·음극재 동시 생산 기업 포스코퓨처엠도 유행을 선도하는 기업답게 로봇·자동화 등 최첨단 기술을 장착해 생산능력을 키우고 있다.

지난 23일 전남 광양 율촌산업단지 내 위치한 포스코퓨처엠 양극재 공장을 다녀왔다. 연산 9만톤의 양극재를 생산하는 세계 최대 규모 양극재 공장이다.

양극재는 국내 배터리사들이 주력하는 리튬이온배터리의 약 30~40%를 차지하는 핵심소재다. 이를 통해 에너지 밀도와 배터리 가격을 결정한다. 최근 들어선 에너지 밀도와 출력을 높인 하이니켈(니켈 함유량 80% 이상) 양극재가 떠오르며 포스코퓨처엠도 기술개발과 양산에 집중하고 있다.

다만 니켈 함량이 높아질수록 화재 위험이 있다 보니 완전한 제품을 위해선 까다로운 점검 작업이 필수다. 이에 포스코퓨처엠은 자동화시스템과 로봇기술을 도입해 실시간으로 제품을 점검하고 있다.

처음으로 방문한 '샘플소분실'에는 하루에 300개에서 최대 500개까지 쏟아져 나오는 샘플을 자동으로 분석실까지 이동해주는 시스템이 구비돼 있었다. 각 샘플이 파이프라인을 거치면 수백미터에 떨어져 있는 분석실에도 1분 내에 도착한다. 생산능력 확대에 따라 실시간으로 늘어나는 샘플을 빠르게, 효율적으로 관리하기 위한 설비다.

안기현 광양 양극재 품질섹션 리더는 "사람이 한번에 갖고 이동할 수 있는 샘플 수는 1~3개 정도라 물리적으로 100번 이상을 오가야 한다"며 "해당 시스템으로 인력을 최소화한 것이 제조원가에도 반영되면서 경쟁력이 생겼다"고 설명했다.

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

'자동화분석실'에서는 로봇 팔이 직접 양극재 원료부터 중간품, 완제품까지 제품의 무게와 품질 등을 측정해 준다. 이 역시 인력 감축은 물론, 분석 정확도 역시 높일 수 있게 했다.

안 리더는 "하루에 300~500개 이상의 샘플을 분석하고 있다"며 "약 22명의 인력 감축 효과가 있는 것으로 예상한다"고 했다.

본공정이 이뤄지는 곳에서도 사람의 손길은 최소화했다. 불순물이 들어가지 않는 것이 핵심이다 보니 제품은 컨베이어 벨트와 배관을 통해 공기순환 방식으로 이동한다. 외부 공기를 차단하는 동시에, 공간활용도 효율적으로 관리하는 방식이다. 실제로 공장 내부에 들어갔을 땐 근무자들은 손에 꼽을 정도였다.

원료와 제품이 보관되는 물류 창고에도 자동화시스템이 도입됐다. 20m의 높은 창고에 사람의 손이 닿지 않아도 실시간으로 제품을 반입, 반출할 수 있게 했다.

김대완 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 부공장장은 "원료와 제품 모두 자동화 무인장치를 활용해 1~7층까지 자동으로 이송시킨다"며 "이송 후에는 학습된 무인운반차(AGV)가 각 원재료를 제자리에 배치한다"고 설명했다.

포스코퓨처엠 광양 양극재 공장 내 약 1만2000톤의 원료와 제품을 저장할 수 있는 자동화창고 모습. /포스포퓨처엠

◇국내외 공장 건설 '착착'…"시장 회복 맞춰 준비"
포스코퓨처엠은 현재 광양과 포항에 하이니켈 NCA 양극재 전용공장을 구축하고 있다. 이미 광양 공장에서 일부 라인을 통해 NCA 양극재를 생산하고 있으나, 전용 공장으로 그 양을 대폭 늘리기로 했다.

내년 중으로 양 공장에서는 하이니켈 NCA 양극재를 연간 8만2500톤 생산할 수 있게 된다. 오로지 NCA 양극재로만 현재 광양 공장 전체 양극재 생산능력(9만톤) 수준과 비슷해지는 셈이다.

이외에도 회사는 중국, 캐나다에서도 각각 화유코발트, 제너럴모터스(GM)와 양극재 합작 공장을 짓고 있다. 지난해부터 전 세계 전기차 시장이 둔화됐음에도 중장기적으로 시장이 성장할 것이란 전망을 내놓으면서 투자를 이어가겠단 판단을 내렸다.

업계에 따르면 포스코퓨처엠이 특히 공들이는 NCA 양극재 시장은 지난해 45억4880만달러(약 6조원)에서 2030년 136억500만달러(약 18조원)에 이를 것으로 전망된다. 향후 대규모 수요 증가가 예상되는 만큼 포스코퓨처엠은 인건비 절감·생산 효율화·엄격한 품질관리를 갖춘 생산설비를 통해 경쟁력을 쌓고 있다.

김준형 포스코퓨처엠 대표는 "예측하기 어려운 사업환경 속에서도 고부가가치 제품인 NCA 양극재 생산체제를 확대하면서 전기차 시장의 성장에 차질없이 대응하겠다"고 말했다.