배터리 데이로 알아보는 테슬라의 로드맵

안녕하세요, 알파인입니다.
COVID-19 등 다사다난했던 2020년이 어느새 두 달 남짓 남았습니다.

 

9월 말 이후 약 한 달 동안 결산 작업과 회계 감사를 마친 미국 기업들이 이번 주부터 본격적으로 2020년 3분기 실적을 발표하고 있습니다.

이번 포스팅에서는 한국 시간으로 내일(10월 22일) 새벽, 3분기 실적 발표를 앞두고 있는 테슬라에 대한 이야기를 해보고자 합니다.

지난번 업로드한 테슬라의 핵심 재무정보 분석 편에서 테슬라의 매출총이익률이 점차 감소하고 있다는 점을 언급한 적이 있습니다.

(테슬라의 핵심 재무정보 분석 편은 아래의 링크를 참고 부탁드립니다.)

 

테슬라의 핵심 재무정보 분석하기 (Feat. 5개년 재무제표 추세 분석)

테슬라의 핵심 재무정보 분석하기 (Feat. 5개년 재무제표 추세 분석)

테슬라의 경영진 또한 이러한 상황을 인지하고 있는 것으로 보이며, 지난 9월 22일 배터리 데이에서 발표한 테슬라의 원가 절감 방안과 향후 로드맵에 대해 살펴보겠습니다.

 

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테슬라는 다섯 가지 분야에서 기존 프로세스의 변경 및 혁신을 통해 총 56%의 원가를 절감할 계획이라고 발표했습니다.

 

테슬라가 밝힌 다섯 가지의 분야는 셀 디자인(Cell design), 셀 공정(Cell factory), 음극재(Anode materials), 양극재(Cathode materials), 셀과 차량의 통합(Cell vehicle integration)이며, 테슬라가 어떠한 과정을 통해 위의 다섯 가지 영역에서 원가를 절감할 계획인지 알아보도록 하겠습니다.

 

 

1. 셀 디자인 변경

 

테슬라는 배터리 셀 지름을 2008년 18mm에서 2017년 21mm으로 변경하여 50%의 에너지 용량 증가를 이루어 냈습니다. 테슬라는 이후 지속적인 연구 활동을 통해 최대 주행거리와 배터리 효율성을 토대로 최적의 셀 지름을 46mm으로 산정하였습니다. 46mm의 지름을 가진 새 배터리 셀은 탭 리스 구조로 되어 있으며 충전 시간을 획기적으로 낮출 수 있습니다.

 

또한, 새 배터리 셀은 기존 21mm 배터리 셀 대비 5배의 에너지 용량 증가와 16%의 주행거리 상승, 6배의 출력 증대 효과를 가져올 것으로 예상됩니다. 테슬라는 이러한 셀 디자인 변경을 통해 14%의 원가의 절감이 가능하다고 분석했습니다.

 

 

2. 셀 공정 변경

 

테슬라는 한 세기 이상 대량 생산의 최적화를 거둔 프린팅과 병 제조/라벨링 산업에 적용된 프로세스를 배터리 생산에 적용할 것임을 밝혔습니다. 배터리는 전극 공정, 와이딩, 조립 및 포메이션 등 다양한 공정을 거쳐 생산되며, 기존의 습식 공정은 시간과 비용이 많이 소요되어 비효율이 존재해왔습니다.

 

테슬라는 지난해 인수한 맥스웰의 건식 기술을 적용하여 1개의 라인 당 7배의 아웃풋 증대 효과를 기대할 수 있을 것이라 예상하고 있습니다. 또한, 테슬라는 이러한 셀 공정의 변경을 통해 총 18%의 원가의 절감이 가능할 것으로 분석했습니다.

 

 

3. 음극재 변경

 

테슬라는 음극재(Anode materials)로 실리콘을 적극 활용하겠다고 발표했습니다. 실리콘은 지각에서 가장 풍부한 원소 중 하나이며, 실리콘의 리튬 함유량은 흑연보다 9배가량 높습니다. 실리콘은 충전 시 부피가 팽창하는 단점이 있는데, 테슬라는 실리콘을 잘게 쪼갠 후 네트워크를 구성하는 방법을 통해 높은 에너지 밀도를 내는 방안을 고안 중인 것으로 보입니다. 테슬라는 음극재의 변경을 통해 5%의 원가 절감이 가능할 것으로 예상하고 있습니다.

 

 

4. 양극재 변경

 

테슬라는 음극재와 함께 배터리의 주요 구성 요소인 양극재(Cathode materials) 중 코발트를 니켈로 대체할 것임을 밝혔습니다. 양극재는 니켈, 코발트, 망간, 알루미늄 등의 소재로 이루어진 책장에 리튬이 책의 역할을 하여 책장 사이에 들어가는 구조로 비유할 수 있습니다.

 

이 중 코발트는 가격이 비싸고 공급에 어려움이 있는 등 여러 가지 단점이 존재하여, 테슬라는 코발트를 제거하고 니켈의 비중을 높일 것이라고 밝혔습니다. 또한, 테슬라는 양극재 생산을 위한 공장을 건설하여 운송 비용을 줄이고 네바다 주의 풍부한 리튬을 활용할 계획을 갖고 있습니다. 테슬라는 양극재의 변경을 통해 12%의 원가의 절감이 가능할 것으로 보고 있습니다.

 

 

5. 셀과 차량의 통합

 

테슬라는 현대 비행기 날개 구조에 영감을 받아, 배터리 셀이 차량 내 지지대의 역할을 하는 형태를 고안하고 있다고 밝혔습니다. 초기 비행기와 달리, 현대의 비행기는 날개 내 중간 구조를 제거하고 강성을 높인 소재를 활용하여 날개 안에도 연료를 넣을 수 있도록 설계됩니다. 테슬라 또한 차량 하부에 위치한 과도한 구조물을 강성이 뛰어난 소재로 만들어진 배터리 셀로 대체할 계획을 갖고 있는 것으로 보입니다.

 

또한, 테슬라는 불필요한 컨베이어 벨트와 복잡한 조립 과정을 과감히 생략하고, 배터리 셀들이 자리할 수 있는 하나의 프레임을 만들어 냄으로써 생산 공정을 단순화하겠다는 점을 강조했습니다. 테슬라는 셀과 차량의 통합을 통해 총 7%의 원가 절감이 가능할 것으로 예상하고 있습니다.

 

 

이상으로 테슬라의 배터리 데이 주요 내용을 정리해 보았습니다.

테슬라는 위에서 살펴본 획기적인 원가 절감을 통해 3년 내 2만 5천 달러(한화로 약 3천만 원) 수준의 전기차를 출시하는 한편, 한 달 내 완전 자율주행의 베타 버전을 공개겠다는 포부를 밝혔습니다.

 

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Photo by Vlad Tchompalov on Unsplash

 

지난 8월부터 약 3개월 동안 테슬라의 주가가 10% 이상 하락한 날이 두 번 있었습니다. 첫 번째는 테슬라가 S&P500에 편입되지 않았다는 소식이 발표된 후 주가가 21% 하락한 9월 8일이며, 두 번째는 배터리 데이 직후 시장의 실망감이 반영되어 10% 하락한 9월 23일이었습니다.

 

 

현재 기존 완성차 업계는 아직 전기차로 수익을 내고 있지 못하는 상황이며, 글로벌 팬데믹으로 올해에는 성장이 오히려 퇴보하는 모습을 보이고 있습니다.

 

테슬라를 이벤트 및 모멘텀에 기반한 수많은 전기차 회사 중 하나로 보아야 하는지, 아니면 테슬라가 전기차나 배터리 분야뿐만 아니라 데이터 기반 모빌리티 서비스의 선두주자가 될 수 있을지를 이번 배터리 데이 분석을 통해 직접 판단해 보시는 기회가 되었으면 합니다 :)

 

긴 글 읽어주셔서 감사합니다!