핵심 내용 요약
86세의 “중국 리튬전지의 아버지”인 천리취안(陈立泉) 박사는 2025년 국가 최고 과학기술상을 수상했습니다. 그는 반세기 동안 리튬전지를 실험실에서 국가의 전략적 주요 산업으로 발전시켰습니다. 독일에서 단추형 배터리를 보고 영감을 얻은 후, 중국의 리튬전지 기술을 세계 선두로 이끌었으며, 이제는 고체전지, 나트륨전지, 그리고 AI 시대의 에너지 저장 기술에도 투자하고 있습니다. 그의 연구는 항상 “국가가 무엇을 필요로 하는지”에 초점을 맞추었습니다. 에너지 안보 문제를 해결하기 위한 “전기 중국(Electric China)” 구상부터 자원 부족에 대비한 리튬-나트륨 이중 보장 체계, 그리고 AI 시대의 에너지 저장 기회를 잡기까지, 그의 모든 행보는 국가의 전략적 요구와 밀접하게 연결되어 있습니다.
상세한 분석
1. 단추형 배터리에서 세계 리튬전지 산업의 선두로: 중국은 어떻게 “코너링 스피드업”을 이루었을까?
1976년, 천리취안은 독일에서 가벼운 단추형 질화리튬전지를 보고 당시 무거운 납산전지와 비교하여 이것이 석유와 가스가 부족한 중국에 큰 도움이 될 것이라고 생각했습니다. 왜냐하면 자동차는 수입된 석유에 의존하고 있었고, 배터리는 석유를 대체할 수 있는 동력원이기 때문입니다. 귀국한 후, 그는 낡은 닭장을 개조한 실험실에서 중국 최초의 고체이온전지 실험실을 설립했으며, 1988년에 중국 최초의 고체리튬전지를 개발했습니다.
이후 일본이 액체리튬전지를 상용화했지만, 천리취안은 곧바로 액체리튬전지 분야로 전환하여 1998년에 중국 최초의 중규모 생산 라인을 구축했습니다. 2014년에는 중국의 리튬전지 생산량이 일본과 한국을 넘어 세계 1위가 되었습니다. 중국이 어떻게 이러한 성과를 이룰 수 있었을까요? 그는 두 가지 핵심 요소를 꼽았습니다: 첫째, 국가의 지원(자금과 방향 제시), 둘째, 산학연 협력(예: 산타이시(宁德时代)과 중국과학원의 협력을 통해 실험실 기술을 실제 제품으로 만들었습니다). 현재 중국의 리튬전지 산업 규모와 신에너지 자동차의 생산량은 모두 세계 1위입니다. 이것이 바로 “국가의 필요 + 연구의 실현”의 결과입니다.
2. “전기 자동차”에서 “전기 중국”으로: 단지 자동차뿐만 아니라 전체 교통 및 에너지 시스템의 혁명
천리취안의 초기 목표는 “자동차를 발전시켜 수입된 석유를 대체하는 것”이었지만, 이제 그의 비전은 더 큽니다: “전기 중국(Electric China)”. 즉, 자동차뿐만 아니라 기차, 선박, 항공기도 전기화해야 하며, 스마트 장비 및 저탄소 에너지와 결합해야 합니다.
왜 이렇게 확장해야 할까요? 에너지 안보가 근본적인 문제이기 때문입니다. 중국은 석유 수입에 70% 이상을 의존하고 있으며, 모든 교통수단을 전기화하면 석유에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다. 또한 전기화, 지능화, 저탄소화의 결합은 에너지 시스템을 더 효율적이고 청정하게 만들 수 있습니다. 예를 들어, 전기 기차는 재생에너지(풍력, 태양력)를 사용하여 환경에 친화적이며, 석유 가격 상승이나 공급 중단에도 영향을 받지 않습니다. 이것이 바로 전략적 과학자의 통찰력입니다.
3. 리튬이 부족하다면? 나트륨으로 대체하자: 자원 위험에 대비한 “리튬-나트륨 이중 보장 체계”
중국의 리튬전지 산업은 선도적이지만 두 가지 문제가 있습니다: 첫째, 리튬 자원의 대외 의존도가 80%에 가깝습니다(석유와 마찬가지로 문제가 될 수 있음), 둘째, 액체리튬전지의 에너지 밀도가 한계에 다다르고 화재 위험이 있습니다. 어떻게 해야 할까요?
천리취안의 해결책은 “두 가지 방향으로 접근”하는 것입니다: ① 고체전지(차세대 핵심 기술)를 주력하여 안전성과 주행 거리 문제를 해결합니다(예: 화재 위험이 없고 주행 거리가 더 길어짐); 이는 미래에 신에너지 자동차, 항공우주 분야에 사용될 수 있습니다. ② 나트륨전지를 개발합니다. 나트륨 자원은 중국에 풍부하게 존재하므로 수입에 의존하지 않아도 됩니다. 나트륨전지는 대규모 에너지 저장(예: 태양광 발전소의 전력 저장), 통신 백업, 전기 선박 등에 적합하며, 비용도 리튬전지보다 저렴할 것입니다. 이렇게 리튬과 나트륨이 서로 보완하면 자원 문제를 해결할 수 있습니다.
4. AI가 많은 전력을 소비한다: 에너지 저장 기술의 새로운 기회
현재 AI가 인기가 많지만, 천리취안은 AI가 많은 전력을 필요로 한다고 경고합니다. 예를 들어, ChatGPT와 같은 모델은 한 번 실행하는 데 많은 전력을 소모합니다. 전력이 부족하면 AI의 확산이 어렵습니다. 이것이 “동부에서 데이터를 처리하고 서부에서 계산하는” 전략의 이유입니다(동부는 데이터 처리 수요가 많지만 전력이 부족하고, 서부는 전력이 풍부함). 따라서 계산 능력을 서부로 이전합니다.
하지만 전력은 즉각적으로 필요하기 때문에, 풍력과 태양력은 낮에만 발전합니다. 어떻게 해야 할까요? 에너지 저장 기술이 필요합니다. 리튬전지나 나트륨전지를 사용한 에너지 저장 기술을 적극적으로 발전시켜야 합니다. 심지어 미래에는 계산 능력을 우주로 전송하는 데도 에너지 저장 기술이 필요할 것입니다. 따라서 AI 시대에는 에너지 저장 산업이 크게 성장할 것이며, 이것은 배터리 산업의 새로운 기회가 될 것입니다.
결론
천리취안 박사의 이야기는 “국가의 필요가 연구를 이끌고, 연구가 산업을 발전시키며, 산업이 국가에 기여하는” 완벽한 예입니다. 작은 배터리 하나에서 국가의 에너지 구조를 변화시키기까지, 그는 반생을 바쳐 연구가 단순히 실험실에서 이루어지는 것이 아니라 국가의 실제 필요에 초점을 맞춰야 한다는 것을 증명했습니다.