【SMM 분석】코코넛 껍질 숯 수입 가격 지속 상승： 하드 카본 원료의 다른 “대체재”는 없을까？

중국 해관총서 최신 데이터에 따르면, 2025년 5월 중국의 견과류 껍질 숯 수입량은 11,622.7톤으로 전월 대비 15%, 전년 동기 대비 21% 감소했습니다. 5월 견과류 껍질 숯의 평균 수입 가격은 톤당 593.18달러였습니다. 3월 평균 수입 가격은 톤당 549.46달러로, 견과류 껍질 숯 톤당 평균 수입 가격이 전월 대비 상승했음을 나타냅니다.

코코넛 껍질 숯의 수입 가격 상승(2024년 동남아시아 재해로 인한 원료 공급 부족 및 2025년 수입 가격 지속 상승)에 직면하여, 나트륨 이온 배터리 하드 카본 음극재의 "대체" 소재를 위한 다양한 기술 경로가 등장했으며, 주로 다음 세 가지 범주로 나뉩니다.

1. 바이오매스 기반 대체재: 저비용, 높은 공급 잠재력

- 짚 기반 하드 카본

중국의 연간 짚 생산량은 10억 톤을 초과(2023년 중국 데이터)하며, 비용은 톤당 300~600위안, 탄소 수율은 약 20%, 톤당 비용은 코코넛 껍질 숯의 1/10에 불과합니다. 이론적으로 8TWh의 나트륨 이온 배터리 수요를 지원할 수 있습니다.

유동층 기술 최적화를 통해 짚 기반 하드 카본의 그램당 용량은 280~300mAh/g에 도달하여 코코넛 껍질 기반 하드 카본(300mAh/g)에 근접합니다.

- 대나무 기반 하드 카본

중국은 연간 450만 톤의 중간 직경 대나무를 생산합니다. 대나무 기반 숯의 비용은 톤당 500~1,000위안이며, 성능은 코코넛 껍질 숯에 근접합니다(에너지 밀도 28Wh/kg 대 코코넛 껍질 28.11Wh/kg). 또한 대나무는 경도가 높고 구조가 균일하여 탄화 후 더 안정적인 기공을 형성합니다.

2025년, 대나무 기반 하드 카본은 배치 테스트를 거쳐 이륜차 및 에너지 저장 시스템(ESS)과 같은 애플리케이션의 요구 사항을 충족합니다.

- 설탕/전분 기반 하드 카본

포도당과 전분을 수열 탄화하고, 첨가제 배합을 통해 입자 크기를 제어합니다.

원료는 널리 사용 가능하며(예: 옥수수, 고구마), 코코넛 껍질보다 일관성이 우수합니다(불순물이 적음). 그램당 용량은 300mAh/g을 초과하여 고급 배터리에 적합합니다.

정제 공정이 필요하여 원가가 짚보다 약간 높지만(톤당 약 800~1,200위안), 자율적이고 통제 가능한 공급망을 갖추고 있습니다.

2. 수지 기반 하드 카본: 고성능, 고비용, 고급 애플리케이션에 적합

- 기술적 장점: 페놀 수지 기반 하드 카본은 기공 구조 균일성이 30% 향상되고, 우수한 내팽창 성능을 보이며, 그램당 용량은 350mAh/g으로 코코넛 껍질보다 우수하며, 10,000 사이클 후 유지율이 높습니다.

- 수지 원료 비용은 코코넛 껍질의 3~5배이며, 탄소 수율은 20%~35%에 불과합니다. 현재 가격은 톤당 50,000위안 이상입니다. III. 피치 기반 하드 카본: 초저비용, 성능 최적화 필요

석유/석탄 타르 피치의 부산물로, 비용은 톤당 2,000~3,000위안에 불과하며 탄소 수율은 54%(바이오매스보다 현저히 높음)입니다.

전단계 불순물 제거 비용이 높고, 고온에서 흑연화되기 쉬우며(층간 간격 부족), 초기 효율이 낮아 사전 산화 및 가교 개질이 필요합니다.

적용 시나리오: 저급 에너지 저장 시스템(ESS) 및 저속 차량, 가격은 톤당 20,000~30,000위안까지 하락할 가능성이 있습니다.

IV. 단기 및 장기 대체 전략

단기적으로는 바이오매스 기반 소재가 주도할 것이며, 특히 대나무 기반 및 짚 기반 소재(저비용 및 충분한 공급)를 우선시하고, 일부 수지 기반 소재로 보완(고급 배터리 성능 강화)할 것입니다. 장기적으로는 피치 기반 대규모 생산(개질 기술 성숙 후)과 설탕/전분 기반 소재(일관성 측면의 이점)를 추구하여 목표 비용을 흑연 음극재와 유사한 수준(톤당 30,000~50,000위안)으로 낮추는 것을 목표로 합니다. 이를 통해 다각화된 "비용 효율적 대체재"를 실현할 것입니다.

코코넛 껍질 탄소에 대한 "비용 효율적 대체재"는 단일 솔루션이 아니라, "바이오매스 기반 소재를 주축으로 하고 수지/피치 기반 소재로 보완하는" 다각화된 매트릭스입니다.

짚과 대나무 기반 소재와 같은 바이오매스 소재는 비용 이점(<톤당 1,000위안)과 공급 이점(억 톤 규모)으로 인해 현재 주류 선택지가 되었습니다.

수지 기반 소재는 고급 성능 수요를 해결하고, 피치 기반 소재는 초저비용 시장을 목표로 합니다. 기술 반복은 원료의 경계를 더욱 넓혀, 나트륨 이온 배터리 하드 카본이 "수입 의존형"에서 "자급자족 및 자율 통제형"으로 전환되는 것을 주도할 것입니다.