화석연료 중심의 에너지에서 재생에너지로 에너지원을 바꾸는 ‘에너지전환’은 지속 가능한 미래와 탄소중립을 달성하기 위하여 필수적입니다. 그리고 이런 에너지전환 달성을 위해서는 꼭 필요한 자원이 있습니다. 바로 ‘핵심 광물’입니다.
떠오르는 미래 자원, 6대 핵심 광물
최근 배터리와 재생에너지, 수소 기술과 관련하여 ‘핵심 광물’이 주목받고 있습니다. 핵심 광물은 산업에 필수적이지만 대체재 찾기 어려운 자원으로 공급 리스크가 있는 광물을 의미합니다.
한국지질자원연구원이 지난해 탄소중립 실현과 에너지전환 대비를 위하여 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 6대 핵심 광물을 지정하였는데요. 그런데 이 6대 핵심 광물은 석유 및 가스보다 보유국이 한정적이고 광산 탐사부터 생산까지 평균 16.5년이 걸립니다. 또, 환경오염 우려로 인해 채굴 및 정제 과정이 규제되고 있어 특정 국가가 독과점하는 구조라는 문제점이 있죠.
실제로 리튬·코발트는 상위 3개국이 전 세계 생산량의 75%를 차지하며, 백금은 남아프리카공화국, 코발트는 콩고가 70% 이상을 생산하고 있습니다. 또, 중국은 희토류의 60% 이상을 생산하며 각종 핵심 광물의 가공을 주도하여 주요 핵심 광물의 수출 국가로 자리매김하고 있는데요. 이런 독과점 구조로 인해 수출을 금지하는 등 광물 자원을 무기화하는 흐름도 나타나 우려의 목소리가 커지고 있습니다.
6대 핵심 광물은 어디에 쓰일까?
① 리튬: 전기차와 재생에너지를 활용하기 위한 ESS산업 발전에 필요한 핵심 원료입니다. 최근 국내 이차전지 시장이 확대되면서 연간 4% 이상 수요가 증가하고 있는데요. 특히 2050년 에너지 기술 분야에서 필요한 리튬은 2018년 생산량 대비 5배 규모인 41만 5천 톤으로 예상됩니다.
② 니켈: 배터리와 연료전지 소재, 다양한 촉매, 태양광 지지대의 도금, 내부식성이 필요한 해양구조물 등에 사용됩니다. 특히 배터리용 니켈의 수요는 2013년에 5만 1천 톤에 불과했으나 2019년에는 12만 5천 톤으로 증가했습니다.
③ 코발트: 리튬이온 배터리 양극재의 필수 금속으로, 향후 전기차와 ESS 보급이 증가하면 수요가 상당히 늘어날 것으로 예상되는데요. 코발트 광석 생산은 콩고민주공화국이 71%, 금속 제품 생산은 중국이 64%를 차지하는 등 지역적 편재성이 매우 커 수급 불안정이 예상되는 광물이기도 합니다.
④ 희토류: 영구자석, 촉매, 합금, 레이저 등 다양한 첨단산업 분야에 쓰이는 금속입니다. 특히 희토류로 만든 영구자석은 풍력 등 재생에너지와 스마트폰, 전기차, 수소차, 드론 등 미래 친환경 모빌리티 기술에도 필수적인데요. 중국에 부존량과 생산량, 상품성 금속 생산량이 집중되어 있어 자원무기화에 대한 우려가 큰 금속입니다.
⑤ 흑연: 배터리 음극활물질에는 대부분 흑연이 사용됩니다. 흑연의 구조적 안정성, 낮은 전자 화학 반응성, 많은 리튬 이온 저장 능력, 저렴한 가격 등이 배터리 음극활물질로 최적의 조건이기 때문인데요. 천연흑연은 원가와 용량에서 강점을 가지고, 인조흑연은 조직이 안정적이며 수명이 깁니다. 전기차용으로는 성능 향상이 유리한 인조흑연의 사용이 확대되고 있습니다.
⑥ 백금: 자동차, 화학, 전기·전자 산업과 더불어 연료전지 및 전해수소생산 등 수소 생산 및 사용 분야 산업에서 필수적으로 사용되는 핵심 금속입니다. 세계적으로 수소 경제가 탄소중립 달성의 한 축으로 확대 추진되면서 향후 연료전지용 백금족 금속에 대한 수요도 늘어날 것으로 전망되고 있습니다.
6대 핵심 광물 확보, 우리나라의 전략은?
우리나라에서도 4차 산업혁명과 에너지 전환에 본격적으로 뛰어들면서 리튬, 희토류 등 원료광물 수요가 급증하여 공급 불안정성 우려가 있습니다.
이에 따라 정부는 지난 2022년 7월 ‘새정부 에너지정책 방향(안)’을 발표하였는데요. 기존 핵심자원인 석유와 가스, 석탄에 핵심 광물과 수소, 재생에너지(소재·부품), 우라늄 등을 추가한 것입니다. 앞으로 핵심 광물의 신규 비축기지를 확보하고 대외 의존도가 높은 품목 등의 비축 품목과 물량을 확대하는 계획 역시 포함하고 있는데요. 또, 자원안보를 확보하기 위하여 미국이 주도하는 ‘핵심 광물 안보 파트너십’(MSP)에 동참해 국제적 협력을 강화하고, 핵심 광물 비축량을 늘리는 등의 대책 마련에 분주합니다.
이와 함께 해외 자원 개발 산업 생태계 회복도 추진하고 있습니다. 지난 10년간 해외 자원 개발 사업이 사실상 방치되며 투자가 산업 생태계가 크게 손상되었기 때문인데요. 실제로 해외 자원 개발 신규 사업 건수는 2012년 33건에서 2020년 2건으로 줄었고, 공기업 자원개발 투자 역시 2011년 70억 달러에서 2020년 7억 달러로, 민간기업 융자예산은 2010년 3093억 원에서 2022년 349억 원으로 줄어들었습니다. 이런 상황을 빠르게 극복하기 위해 우리나라의 석유공사·가스공사·광물공사를 합친 기구를 만들어 자원 개발에 전권을 부여해야 한다는 의견도 제시되고 있습니다.
앞으로 6대 핵심 광물의 중요성이 나날이 커질 것으로 전망되는 만큼 우리나라 역시 더 적극적인 자원 개발에 뛰어들어야 한다는 생각이 드는데요. 기술이 발전함에 따라 또 어떤 새로운 자원이 중요 자원으로 떠오르게 될지 궁금합니다.
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