바나듐 배터리는 리튬이온 배터리의 화재 위험성을 해결할 수 있는 차세대 에너지 저장장치(ESS)로 주목받고 있습니다. 물 기반 전해액을 사용하여 발화 위험이 원천적으로 차단되며, 충방전 효율이 97%에 달하고 수명이 리튬이온 배터리 대비 10배 이상 긴 장점을 가지고 있습니다. 2023년 약 3억 9,470만 달러였던 글로벌 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB) 시장은 2030년까지 연평균 19.7% 성장하여 약 13억 7,920만 달러에 이를 것으로 전망됩니다.
바나듐 배터리의 특징과 장점
바나듐 배터리는 전해액에 바나듐 화합물을 사용하는 이차전지로, 에너지저장장치(ESS)에 최적화된 기술입니다. 리튬이온 배터리와 달리 물을 전해액의 주성분으로 사용하기 때문에 과전압, 과충전, 외부 충격, 심지어 관통 상황에서도 발화나 열폭주가 발생하지 않습니다. 충방전 사이클이 15,000회 이상으로 리튬이온 배터리의 1,200회보다 10배 이상 길며, 저온 환경에서도 성능 저하가 없고 연속 고출력 구동이 가능하여 별도의 냉각장치가 필요 없습니다.
특히 AI 데이터센터, 전기차 급속충전소, 건물 내 ESS 등 절대적인 화재 안전성이 요구되면서 급속 충·방전 성능이 필요한 분야에서 바나듐 배터리만이 해결책을 제공할 수 있습니다. 현재 상용화된 배터리 중 유일하게 1시간에 3번 이상 충·방전할 수 있는 배터리가 바나듐이온 배터리입니다.
바나듐 배터리 시장 전망
글로벌 에너지 전환 정책과 재생에너지 확대에 따라 바나듐 배터리 시장은 급속히 성장하고 있습니다. 한국의 바나듐 레독스 흐름전지(VRB) 시장 규모는 2024년 0.05억 달러에서 2033년 0.2억 달러로, 2026년부터 2033년까지 연평균 18.0% 성장할 것으로 예상됩니다. 중국은 2024년 플로우 배터리 산업에 46억 달러 이상을 투자할 것으로 예상되며, 약 30개의 대규모 프로젝트를 진행 중입니다.
탄소중립 달성에 대한 국제적 압박, 정책적 지원 확대, 리튬 자원 문제 대두, 전기차 충전 인프라 연계 수요 증가 등이 시장 성장의 주요 동인으로 작용하고 있습니다. 바나듐은 에너지 저장 시스템용 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)에 대한 수요 증가로 인해 그 중요성이 더욱 부각되고 있으며, 글로벌 바나듐 시장 규모는 2024년 346억 달러에서 2032년 489억 달러로 연평균 4.4% 성장할 것으로 전망됩니다.
주요 바나듐 배터리 관련주
1. 유니온 (000910) - 바나듐 대장주
유니온은 바나듐 등 철강 제련 첨가제를 공급하는 사업을 영위하고 있으며, 특히 탈황 폐촉매로부터 바나듐을 회수하는 기술을 보유하고 있습니다. 1964년 설립된 유니온은 백시멘트 및 각종 특수시멘트, 알루미나시멘트와 용융알루미나 제품 등을 생산하며, 종속회사들은 페라이트 사업과 호환성 공구의 제조와 판매 등의 사업을 영위하고 있습니다. 바나듐 관련 뉴스에 반응하며 주가 변동폭이 가장 크기 때문에 바나듐 대장주로 선정되었습니다. 2025년 10월 기준으로 바나듐 테마주들의 최근 1주일 수익률은 7.58%, 1개월 수익률은 12.40%를 기록했습니다.
2. 유니온머티리얼 (047400)
유니온의 자회사로서 파인세라믹 중 자기적 기능을 이용한 페라이트 마그네트, 절삭공구 등 부품소재 사업을 영위하고 있습니다. 유니온과 함께 바나듐 사업을 진행하며, 바나듐 배터리의 핵심 부품인 페라이트 코어를 생산하고 있어 바나듐 배터리의 효율성과 안정성을 높이는 데 기여하고 있습니다. 전기차, 스마트그리드, 신재생에너지 등의 분야에서 바나듐 배터리의 수요가 증가할 것으로 예상하고 있습니다.
3. 스탠다드에너지
세계 최초로 바나듐 이온 배터리(VIB)를 개발한 연구·제조 기업으로, KAIST와 MIT 연구진이 2013년 설립했습니다. 2024년 6월 세계 최초이자 배터리 업계 최초로 바나듐이온 배터리 제품 인증을 받았으며, 7월부터 고객사에 제품 공급을 시작했습니다. 2025년 1분기까지 MWh급 양산 체제를 구축하여 생산량을 현재의 10배 이상으로 늘릴 계획이며, 2027년 기업공개(IPO)를 목표로 하고 있습니다. 바나듐 이온 배터리는 기존 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)와 구조적으로 완전히 다르며, 미세유동(Microfluidics) 기술을 이용하기 때문에 펌프가 필요 없어 소형화가 가능합니다.
4. 롯데케미칼 (011170)
롯데케미칼은 2022년 1월 스탠다드에너지 지분 약 15%(약 650억 원 투자)를 확보하여 2대 주주로 올라섰습니다. 2011년부터 바나듐, 아연흐름전지 등 ESS용 2차전지 소재를 연구해왔으며, 2019년부터는 바나듐이온 배터리용 전해액 사업을 준비해왔습니다. 2023년 상반기 목표로 바나듐 배터리 원료인 전해액 개발을 위한 파일럿 공장을 건설했으며, 2030년까지 배터리 소재에 7조 원을 투자할 계획입니다. 스탠다드에너지와 협력하여 국내 최초로 바나듐 ESS 기반 초급속 충전소 실증사업을 진행했으며, 롯데그룹 및 롯데케미칼의 국내외 거점망을 활용한 전기차 충전소, UAM(도심항공교통) 및 재생에너지 활용 사업도 확대 검토하고 있습니다.
5. 코센 (009730)
스테인리스 강관 제조 및 강관 제조업을 영위하는 코센은 신성장동력으로 바나듐 배터리 전문기업인 젤릭스 엑스알비(XRB)의 지분 28%를 인수하며 2대 주주로 올라섰습니다. 젤릭스 엑스알비는 국내 기술과 국산 장비로 사업을 진행하고 있으며, 바나듐 배터리(VRFB)의 단점을 보완한 레독스 배터리(XRB) 특허 출원에 성공했습니다. 2024년 국내 연구진의 바나듐 배터리 새 분리막 개발 소식이 전해지며 테마 영향을 강하게 받았고, 주가가 8거래일 연속 상승하며 15% 이상 상승했습니다.
6. KC코트렐 (119650)
KC홀딩스에서 인적분할하여 설립된 KC코트렐은 분진 제거 시스템과 탈황 설비, 가스 처리 시스템을 기반으로 환경 엔지니어링 사업을 영위하고 있습니다. 2015년 중질유탈황 및 감압잔사유탈황 공정에서 탈황 폐촉매의 바나듐 추출 장치와 관련된 특허권을 취득했습니다. 정유 공장에서 배출되는 폐탈황촉매에서 바나듐만 추출하는 기술로, 바나듐은 자연에서 거의 구할 수 없어 바나듐 원료를 얻기 위한 필수 기술로 평가받고 있습니다. 또한 이 기술로 코발트, 니켈, 몰리브덴과 같은 희토류도 추출할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 해외 수입에만 의존해오던 RHDS 촉매 5,000억 원 어치를 대체할 수 있고 8조 8천억 원가량의 세계 RHDS(중질유탈황) 시장을 선점할 수 있을 것으로 전망됩니다.
7. 한화솔루션 (009830) - 에이치투(H2) 투자
한화솔루션은 2019년 전략적투자자(SI)로 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB) 전문 업체 에이치투(H2, Inc.)에 투자하여 2024년 말 기준 지분 12.38%를 보유하고 있습니다. 에이치투는 2010년 KAIST 박사 출신들이 모여 설립한 회사로, 2013년 국내 최초로 VRFB를 상용화했으며 독일, 폴란드 등 해외에도 수출하여 총 5개국, 16개 프로젝트에 11MWh 규모 이상을 설치했습니다. 2025년 1월 에이치투는 한국 K2 제조 사업장 건설을 위한 1,600만 달러(약 176억 원)의 브릿지 펀딩을 확보했으며, K2 사업장은 연간 1.2GWh 생산 능력을 갖추어 2026년 가동 예정입니다. 2024년 9월에는 스페인에 8.8MWh 규모의 바나듐 흐름전지를 공급하기로 했으며, 미국 캘리포니아에는 20MWh급 장주기 ESS 프로젝트를 수주했습니다. 에이치투는 2024년 하반기 또는 2025년 상반기 코스닥 시장 상장을 목표로 준비 중입니다.
8. KC그린홀딩스 (009440)
에너지 저장장치 관련 사업을 확장 중이며, 바나듐 소재 공급망에 참여할 가능성이 있습니다. 2024년 이후 ESS 시장 흐름에 따라 실적이 개선될 것으로 기대되며, 친환경 에너지 정책 강화로 수혜가 예상됩니다.
9. EG (037370)
발전 플랜트, 환경 플랜트와 같이 에너지 환경사업의 플랜트, 소재사업과 무역사업을 영위하는 EG는 종속회사 EG메탈을 통해 탈황폐촉매 재처리를 통한 바나듐, 몰리브덴 추출 사업을 진행하고 있습니다. 고급산화철 분야에서 글로벌 점유율 1위를 차지하고 있으며, 추출한 희소금속인 산화 바나듐, 산화 몰리브덴, 합금철인 페로 바나듐, 페로 몰리브덴으로 가공하여 업체에 공급 및 중계 무역을 진행하고 있습니다. 고객사로는 중국 TDG, 일본의 전자기기 제조 대기업 TDK 등의 글로벌 기업들이 있습니다.
10. 한창산업 (009930)
한창산업은 아연말, 인산아연, 브롬화리튬(LiBr) 수용액, 제올라이트 분자체 등을 생산하며, 바나듐 레독스 플로우전지용 전해액 개발을 완료한 상태입니다. 2017년 바나듐 RFB용 전해액 개발을 완료하고 시제품을 생산했으며, 아연브롬(Zn-Br) RFB용 전해액도 개발 완료했습니다. 바나듐 레독스 플로우 2차전지는 양극·음극·전해액 등 배터리 내부에 아연, 브롬, 바나듐 등 물질을 넣어 흘려주면 해당 물질이 전기 반응을 일으켜 전기 에너지를 생산하며, 기존 2차전지 대비 긴 수명(20년 이상)과 낮은 유지·보수 비용을 강점으로 평가받고 있습니다. 다만 2024년 기준 아직 양산 라인을 갖추지 못한 상태입니다.
11. 포스코엠텍 (009520)
철강부원재료 생산, 철강제품 포장용역업을 영위하는 포스코엠텍은 바나듐 제련 기술을 확보하고 있으며, 원자재 리사이클링 대표주로 평가받고 있습니다. 몰리브덴 습식탈황기술을 활용하여 미국 마운트 호프(Mt. Hope) 광산을 통해 페로몰리브덴(FeMo), 페로바나듐(FeV) 등 다양한 합금철 생산이 가능합니다.
12. 두산퓨얼셀 (336260)
두산퓨얼셀은 수소 연료전지 분야 국내 대표 기업으로, ESS와 연료전지 기술을 결합한 사업을 진행하고 있습니다. 2025년 9월 한국남부발전 신세종빛드림본부, 두산에너빌리티와 '에너지자원 유연화 기술협력'을 위한 업무협약을 체결하여 최대 40MW 규모의 수소연료전지를 활용한 열병합모드 개발 및 전력계통 안정화 기술 고도화를 추진하고 있습니다.
바나듐 배터리 관련주 투자 시 유의사항
바나듐 배터리 시장은 아직 초기 단계이므로 장기적인 관점에서 접근하는 것이 중요합니다. 개별 기업의 사업 모델, 재무 상태, 기술력 등을 꼼꼼히 분석해야 하며, 단순히 바나듐 배터리 관련주라는 이유만으로 투자하는 것은 위험합니다. 신재생에너지 시장은 정책 변화에 민감하게 반응하므로 시장 변동성에 대한 충분한 이해가 필요하며, 한 종목에 집중 투자하기보다는 다양한 바나듐 배터리 관련주에 분산 투자하여 리스크를 관리하는 것이 바람직합니다.
기술 상용화 단계를 확인해야 하며, 현재 바나듐 이온 배터리는 초기 상용화 단계로 일부는 아직 실증 실험 단계입니다. 바나듐 광물 확보 여부는 사업 성공의 핵심 포인트이며, 정부의 재생에너지 및 ESS 지원 정책 방향에 따라 수혜 여부가 달라질 수 있습니다. 바나듐 가격의 변동성도 고려해야 하며, 중국이 세계 바나듐 생산량의 70%를 차지하고 있어 공급망 리스크가 존재합니다.
바나듐 배터리는 리튬이온 배터리와 경쟁보다는 상호보완 관계에 있으며, 리튬은 가정용이나 중저출력 위주로, 바나듐은 고출력이나 실내용 중심으로 시장이 구분됩니다. ESS 고출력 시장에서 바나듐이온 배터리는 단순한 대체재가 아니라 새로운 게임의 시작점이 될 수 있으며, 불이 안 나는 배터리라는 특성만으로도 큰 경쟁력을 가지고 있습니다.