테슬라가 현시시간 1일 투자자의 날 행사에서 눈길을 끌만한 흥미로운 계획을 발표하여 이목을 끌고 있다. 비록 많은 이들이 기대했던 반값 전기차, 일명 ‘모델 2’ 언급은 없었지만, 테슬라는 이 날 향후 희토류를 사용하지 않는 모터를 만들 것이라고 발표하였다.
희토류 대부분이 전기차의 리튬이온 배터리에 사용된다고 일반적으로 생각하고 있지만 리튬 자체가 희토류가 아닐뿐더러 리튬이온 배터리에는 일반적으로 희토류가 사용되지 않는다. 그럼에도 전기차 시장에서 희토류의 중요성이 부각되는 이유는 희토류가 전기차에 사용되는 모터를 만들 때 필수 요소라서다.
희토류가 대부분의 전기차 모터에 필수적인 이유를 알기 위해서는 모터의 종류에 대해 간략하게 언급할 필요가 있다. 우리가 주로 사용하는 모터는 크게 ‘영구자석 전동기’와 ‘유도 전동기’로 구분할 수 있다.
영구자석전동기
전동기는 고정돼 있는 ‘고정자’와 회전을 하는 ‘회전자’로 나눌 수 있다. 영구자석 전동기는 고정자에 있는 코일과 회전자에 있는 영구자석 사이의 인력과 척력으로 회전자가 돌아가는 구조이다. 영구자석전동기는 비교적 구조가 간단하다는 장점이 있으며, 크기에 비해 높은 출력과 효율을 기대할 수 있다. 때문에 운송 분야에서 많이 사용되는 전동기 형태이다. 하지만, 영구자석전동기가 높은 출력과 효율을 위해서는 강력한 영구자석이 필요하기 때문에 희토류인 네오디뮴을 사용한 네오디뮴자석을 사용하게 된다.
유도전동기
유도전동기는 간략하게 말해, 영구자석전동기의 회전자 부분에 영구자석 대신 권선이 감겨 있는 구조이다. 유도전동기는 가격이 저렴하다는 장점이 있지만 효율과 출력밀도 모두 영구자석전동기에 비해 떨어진다. 부피 역시 상대적으로 크다는 단점이 있어 전기차에 적합하지 않다.영구자석전동기처럼 강력한 자석도 필요하지 않아 희토류가 필요없다.
앞서 살펴본 것처럼 전기차에 대부분 쓰이는 영구자석전동기는 희토류가 꼭 필요하다.
다만, 테슬라만큼은 유도전동기를 발명한 니콜라 테슬라에서 이름을 따온 회사답게 초반에는 유도전동기를 사용하였다. 하지만 모델 3를 시작으로 영구자석전동기를 채택하기 시작했고 이내 다른 차량에서도 영구자석전동기를 사용하고 있다. 즉, 테슬라도 전기차를 만들기 위해서는 희토류가 필요해진 것이다.
여기서 문제는 희토류가 중국에 몰려 있어도 너무 몰려 있다는 것이다. 중국의 정치가였던 덩샤오핑은 “중동에 석유가 있다면, 중국에는 희토류가 있다”고 말했을 정도이다. 실제로 미국지질조사국의 자료에 따르면 2021년 중국의 희토류 생산량은 전세계 생산량의 60%를 차지할 정도이다. 이렇기 때문에 희토류와 관련된 이슈들은 EV 공급망에서 항상 논쟁의 중심이 돼 왔다.
테슬라가 이번 투자자의 날에 공표한 대로 희토류가 없는 영구자석전동기를 개발하여 상용화한다면, 기존 영구자석전동기의 장점을 이어가면서 영구자석에 네오디뮴과 같은 희토류 필요가 없어진다는 것이다. 허지만 테슬라가 어떤 형태로 개발하는지에 대해선 알려진바 없다.
블룸버그통신에 따르면, 테슬라의 이와 같은 발표에 중국의 희토류 채굴업체들의 주가가 하락하는 등 파장이 생기고 있다.
김태원 에디터 tw.kim@carguy.kr
