AI 데이터센터용 에너지저장시스템(ESS) 시장에서 화재 위험이 낮은 물 기반 비리튬 배터리 기술에 대형 투자가 잇따르고 있다. 미국 폼에너지(Form Energy)는 지난 8월 시리즈G에서 약 1조 원(7억 5,000만 달러) 규모 투자를 유치했고, 한국 스타트업 코스모스랩은 지난 8월 스마일게이트인베스트먼트 등으로부터 220억 원 규모 시리즈A를 유치했다. 미국 나스닥 상장사 에오스 에너지 엔터프라이즈(Eos Energy Enterprises)를 포함해 세 기업 모두 철-공기, 아연-브롬, 아연-할로겐 등 서로 다른 비리튬 소재 기반 수계 배터리로 시장을 공략하고 있다.
국제에너지기구(IEA)에 따르면 전 세계 데이터센터 전력 소비량은 2025년 약 485TWh에서 2030년 약 950TWh로 늘어날 전망이다. 현재 ESS 시장의 80~90%를 차지하는 리튬이온 배터리는 통상 4시간가량 전력을 유지하는 데 그치는 데다 화재·폭발 위험, 자원 편중, 환경 오염 문제를 안고 있어 AI 데이터센터가 요구하는 안전성과 안정적 전력 공급에는 한계가 있다는 평가가 나온다. 이런 배경에서 비리튬 수계 배터리가 대안으로 주목받는 흐름이다.
폼에너지·에오스, 라운드 이후 사업모델 확장
폼에너지는 테슬라 에너지 저장 부문 부사장 출신 마테오 하라미요(Mateo Jaramillo)와 MIT 배터리 과학자 예밍 치앙(Yet-Ming Chiang)이 공동설립한 MIT 스핀아웃 스타트업이다. 이 회사의 철-공기 배터리는 100시간 동안 전력을 공급할 수 있어 리튬이온 배터리의 4시간 유지 시간을 크게 웃돈다. 이번 시리즈G에는 빌 게이츠가 조성한 브레이크스루 에너지 벤처스(Breakthrough Energy Ventures)와 시쿼야 캐피탈(Sequoia Capital) 등이 투자자로 참여했다. 폼에너지는 앞서 지난 3월 AI 인프라 기업 크루소(Crusoe)와 총 12GWh 규모 장주기 에너지저장장치(LDES) 공급 계약을 체결했으며, 배터리에 쓰는 철 소재의 약 80%를 미국 내에서 조달하고 나머지는 유럽·아시아에서 들여온다.
에오스 에너지 엔터프라이즈는 수계 아연-브롬 배터리 상용화에 성공해 나스닥에 상장한 기업으로, 4~16시간급 ESS를 중심으로 사업을 확장하고 있다. 사모펀드 운용사 서베러스(Cerberus)와 공동으로 장주기 에너지저장장치 프로젝트 개발·자금조달·운영 법인 프론티어 파워 USA(Frontier Power USA)를 설립해 수직계열화를 시도하고 있으며, 데이터센터 현장에 발전 설비를 설치하는 터빈엑스 에너지(TURBINE-X Energy)와 협력해 향후 36개월간 최대 2GWh 규모 적용을 목표로 하고 있다.
코스모스랩, 소프트뱅크와 손잡고 2027년 양산 목표
2021년 설립된 코스모스랩은 카이스트 생명화학공학 박사 출신이자 한국에너지기술연구원 연구원을 지낸 이주혁 대표와 카이스트 석·박사 출신 조인성 공동대표가 이끄는 수계 배터리 스타트업이다. 물 기반 아연-할로겐 배터리를 일체형 셀 구조로 소형화해 개발했으며, 지난 8월 스마일게이트인베스트먼트 등으로부터 시리즈A 220억 원을 유치한 데 이어 일본 소프트뱅크와 배터리 셀 공동 개발·양산을 위한 전략적 제휴를 맺었다. 두 회사는 2027년 GWh급 공동 양산을 시작하는 것을 목표로 하고 있다.
다만 기술 개발과 양산화가 동시에 진행 중인 만큼, 국내 배터리 업계 관계자는 “코스모스랩은 차세대 개념의 배터리 기술로서 실효성 문제는 있을 수 있다”며 우려를 표했다. 세 기업 모두 물 기반 비리튬 소재로 리튬이온 배터리의 대안을 모색한다는 공통점이 있지만, 원료와 저장 시간대는 저마다 다르다.
투자자가 볼 진짜 관문은 양산과 규격 통과
투자 시장의 관심은 기술 자체보다 상용화 단계에서 드러나는 변수로 옮겨가고 있다. 비리튬 배터리가 실제 시장에 자리잡으려면 소재 기술력보다 양산 수율과 원가, 설치 면적 확보가 관건이 되며, 여기에 더해 열폭주 발생 시 화재·열 전파를 평가하는 미국 국가 표준 시험인 UL 9540A와 미국 전기전자공학회의 분산에너지자원 계통연계 기준인 IEEE 1547 등 시장별 안전·계통연계 규정을 충족해야 한다. 폼에너지의 대규모 후속 투자와 크루소와의 12GWh 공급 계약, 코스모스랩의 소프트뱅크 제휴는 각기 다른 방식으로 이 관문을 통과하려는 시도로 읽힌다. 투자자 입장에서는 라운드 규모 자체보다, 이들이 조달한 자금으로 양산 체계와 규격 인증을 얼마나 빠르게 갖추는지가 다음 투자 판단의 기준이 될 것으로 보인다.