[논문]세계(世界) Critical materials 관리(管理)를 위한 전략(戰略)

김유정

doi:10.7844/kirr.2013.22.5.3

세계(世界) Critical materials 관리(管理)를 위한 전략(戰略)
Strategy of Critical Materials Management in the World 원문보기

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.22 no.5, 2013년, pp.3 - 12

초록
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수요확대가 전망되고 공급구조가 경직된 금속자원은 각국의 산업구조 및 자원확보 역량에 따라 리스크 관리가 필요하다. 이를 위해 금속자원의 위기성 평가가 다양화되고 있는데, 주로 희토류 등 희유금속이 위기물질 혹은 중요물질(Critical materials, Critical metal, Critical raw materials)로 선정되고 있다. 본 연구에서는 기술변화 및 수급불균형 등을 고려한 위기물질 선정체제 및 관리현황에 대해 살펴보고자 한다. 유럽, 미국 등은 신재생에너지 보급 확대에 따른 원재료 리스크를 평가하고 있으며, 일본은 자국 내 성장동력산업을 중심으로 핵심 원재료를 파악하고 있다. 영국은 자원채굴에 따른 환경부하를 고려하여 광종별 위기성을 평가하였다. 그리고 이러한 위기물질들의 가격시그널의 미약성, 비탄력적 공급구조, 기술변화에 민감한 수요변동성 등의 특징을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

It is necessary to manage risk of metals which are has rigid supply structures and expected demand expansion, considering to industry structure and resource securing capacity of each country. Countries conducted various criticality analyses and selected mainly rare metals as critical materials(or Critical metals or Critical raw materials). This study examined cases of metals risk evaluation and management which are based on technology changes and imbalance supply-demand. EU and U.S.A evaluated risk on metals needed as supply expansion of renewable energy. Japan forecasted demand of rare metals needed in Japan's growth engine industry. U.K analyzed criticality of metals, considering environmental burden occurred from mining to refining. Critical materials has features such as weak price signal, inelastic supply structure, demand volatility in technology change.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 세계 각국의 기술변화 및 수급불균형 발생에 따른 위기물질 선정 체제 및 관리 현황을 살펴보고 위기물질 관리에 영향을 미치는 요인을 가격, 수요, 공급적 측면에서 분석하였다.
2012년 3월에는 유럽위원회를 비롯한 정부 기관, 산업단체, 하류 기업을 포함한 민간 기업뿐만 아니라 일본 및 미국 등도 참여하는 “위기원재료 회의(Critical raw materials Meeting)”가 2차례 개최되었다. 해당 회의에서는 위기원재료에 대한 기술적, 산업적, 재정 및 정책 관점에서의 정보 교환과 위기원재료 리스크 평가 체제 및 관리전략에 대해서 논의되었으며, 미국 및 일본과 유럽의 공동 협력에 대한 전략도 논의되었다.

제안 방법

RMI 주요 전략하에서 2010년 EU위원회는 가맹국 및 관계 산업계 검토를 통해 41광종을 대상으로 리스크를 평가하여 EU 경제에 중요한 하이테크 금속이면서 공급 리스크 및 환경 리스크가 높은 금속 14종(안티몬, 베릴륨, 코발트, 형석, 갈륨, 게르마늄, 흑연, 인듐, 마그네슘, 니오븀, 백금족, 희토류, 탄탈륨, 중석)을「위기원재료(critical raw materials)」로 선정하였다. 경제규모대비 소비량을 기준으로 유럽에서 해당광종의 경제적 중요도를 평가하였으며, 생산국의 안정도, 대체도, 리사이클도의 3개의 지표를 이용하여 공급 리스크를 평가하였고, 수입 상대국의 환경규제 정도로 환경 리스크를 평가하였다. 경제적 중요도는 크롬, 망간, 바나듐이 가장 높고, 니켈, 아연, 보크사이트, 니오븀, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄이 높은 순으로 나타났다.
위기물질은 가격시그널의 미약성, 비탄력적 공급구조, 기술변화에 민감한 수요변동성 등의 특징이 있다. 위기물질의 가격, 공급, 수요에 대한 특성 및 관리 요소를 살펴보았다.

대상 데이터

유럽위원회는 수요확대가 전망되는 6대 에너지 기술(이산화탄소저장(CCS), 원자력, 태양열, 풍력, 바이오연료, 스마트 그리드) 등에 사용되는 60여종의 물질에 대한 위기성을 평가하여 위기금속(Critical Metals)을 선정하였다. 3단계의 과정을 거쳐 선정되었는데, 1단계는 SET기술별로 사용되는 핵심물질을 리스트업하고, 2단계에서는 기술별로 2010년 대비 2020년, 2030년의 연간 소비량 변화율(%)을 추정하여 수요변화율이 높은 14개 광종(텔루륨, 인듐, 주석, 하프늄, 은, 디스프로슘, 갈륨, 네오디뮴, 카드뮴, 니켈, 몰리브덴, 바나듐, 니오븀, 셀렌)을 선정하였다. SET기술에 따른 수요증가는 Fig.
RMI 주요 전략하에서 2010년 EU위원회는 가맹국 및 관계 산업계 검토를 통해 41광종을 대상으로 리스크를 평가하여 EU 경제에 중요한 하이테크 금속이면서 공급 리스크 및 환경 리스크가 높은 금속 14종(안티몬, 베릴륨, 코발트, 형석, 갈륨, 게르마늄, 흑연, 인듐, 마그네슘, 니오븀, 백금족, 희토류, 탄탈륨, 중석)을「위기원재료(critical raw materials)」로 선정하였다. 경제규모대비 소비량을 기준으로 유럽에서 해당광종의 경제적 중요도를 평가하였으며, 생산국의 안정도, 대체도, 리사이클도의 3개의 지표를 이용하여 공급 리스크를 평가하였고, 수입 상대국의 환경규제 정도로 환경 리스크를 평가하였다.

성능/효과

3단계의 과정을 거쳐 선정되었는데, 1단계는 SET기술별로 사용되는 핵심물질을 리스트업하고, 2단계에서는 기술별로 2010년 대비 2020년, 2030년의 연간 소비량 변화율(%)을 추정하여 수요변화율이 높은 14개 광종(텔루륨, 인듐, 주석, 하프늄, 은, 디스프로슘, 갈륨, 네오디뮴, 카드뮴, 니켈, 몰리브덴, 바나듐, 니오븀, 셀렌)을 선정하였다. SET기술에 따른 수요증가는 Fig. 5에 나타난 바와 같이 테르븀이 50%, 인듐이 19.4%로 매우 높은 성장률을 보이며, 주석, 하프늄 등은 9%, 7%로 증가할 것으로 전망되고 있다.
경제규모대비 소비량을 기준으로 유럽에서 해당광종의 경제적 중요도를 평가하였으며, 생산국의 안정도, 대체도, 리사이클도의 3개의 지표를 이용하여 공급 리스크를 평가하였고, 수입 상대국의 환경규제 정도로 환경 리스크를 평가하였다. 경제적 중요도는 크롬, 망간, 바나듐이 가장 높고, 니켈, 아연, 보크사이트, 니오븀, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄이 높은 순으로 나타났다. 공급 리스크는 Fig.
경제적 중요도는 크롬, 망간, 바나듐이 가장 높고, 니켈, 아연, 보크사이트, 니오븀, 몰리브덴, 텅스텐, 알루미늄이 높은 순으로 나타났다. 공급 리스크는 Fig. 1과 같이 희토류 원소가 가장 높고, 백금족, 니오븀, 게르마늄, 마그네슘, 안티몬, 갈륨, 인듐의 순으로 높았다. 환경 리스크는 Fig.
대체성이 낮으면서 독과점적 공급구조를 가진 금속은 수은, 백금, 로듐 등으로, 대체성은 낮으며 공급국의 불안정성이 높은 금속은 마그네슘, 루테늄, 스트론튬, 주석 등으로 평가되었다. 그리고 공급 리스크, 물질특성 리스크, 환경 리스크를 모두 고려하였을 경우, Fig. 8과 같이 위기성은 금, 로듐, 수은, 백금, 스트론튬, 은, 안티몬, 주석 등이 높은 것으로 평가되었다.
단기적으로는 디스프로슘과 이트륨이 공급 부족할 것으로, 중기적으로는 코발트와 유로피움을 제외한 대상이 된 다른 모든 물질은 공급 부족이 발생하며, 전체적으로 단기(2010년 ~ 2015년)보다 중기(2015년 ~ 2025년)에 공급 부족이 확대될 것으로 예측되었다.
대체성이 낮으면서 독과점적 공급구조를 가진 금속은 수은, 백금, 로듐 등으로, 대체성은 낮으며 공급국의 불안정성이 높은 금속은 마그네슘, 루테늄, 스트론튬, 주석 등으로 평가되었다. 그리고 공급 리스크, 물질특성 리스크, 환경 리스크를 모두 고려하였을 경우, Fig.
및 이산화탄소 배출량 산정하여 각 금속별로 환경부하 리스크를 평가하였다. 전반적으로 비철금속보다 희유금속이 천연자원소비량 및 이산화탄소배출량이 많으며, 특히 귀금속류의 환경부하가 높았다. 금, 백금, 루비듐, 이리듐, 납 등은 이산화탄소배출량 및 천연자원 사용량(TMR)이 모두 높다.
일본 JOGMEC은 해당 전략분야에 사용되는 소재부품의 물질흐름(Material flow)을 작성하여 핵심 희유금속을 파악하고, 이를 기반으로 2010년 사용량 산정 및 2015년 사용량 전망을 하고 있다. 제강의 경우, 제조 제품에서 특수강이 차지하는 비율은 변화가 없는 것으로 예측되었으며, 또한 스텐레스강의 희유금속 첨가율은 Ni계(Cr-Ni, Cr-Ni-Mo계)의 비중이 60% 수준에서 2015년에는 50% 이하까지 감소하며, 그 외 특수강의 경우 첨가율의 변화는 미비하다고 전망되었다. 이를 기반으로 2010년 대비 2015년 소비량의 비율은 Fig.
1과 같이 희토류 원소가 가장 높고, 백금족, 니오븀, 게르마늄, 마그네슘, 안티몬, 갈륨, 인듐의 순으로 높았다. 환경 리스크는 Fig. 2와 같이 희토류 원소가 가장 높고, 게르마늄, 안티몬, 마그네슘, 갈륨, 니오븀, 베릴륨, 인듐 순서 높은 것으로 평가되었다.

후속연구

해외의 체계적인 위기물질 선정 및 관리전략 등을 참조하고, 미래기술의 변화에 따른 원재료의 중요성 및 리스크 관리현황을 기초로 우리나라 현시점과 더불어 중단기적 관점에서 산업구조에 적합한 위기관리 물질 선정 및 관리 체제 구축이 필요하다. 그리고 자국 내 전략 마련뿐만 아니라 국제적 협력 구조에 적극적으로 참여하여 선진 국가의 체제 및 시스템에 대해서 후발주자로서의 혜택을 누리는 것과 동시에 국제적 위상을 확보할 수도 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	국가에 있어서 중요한 광물 자원은 무엇에 따라 달라질 수 있나?	국가에 있어서 중요한 광물 자원은 국내 수요, 가격 변동, 공급 국가에 대한 지정학적 리스크, 대체재의 이용가능성과 같은 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다.
	RMI이란?	EU의 RMI는 통합전략으로써 일관성 있는 접근을 위한 모든 정책적 수단을 포괄하는 것으로 국제 시장에서 원재료 접근성 확보, EU내 지속적 공급 체제 환경 정비, 원재료 소비의 삭감 가속화 등 3가지 주요 전략을 추진하고 있다. 유럽위원회로서는 권한을 가지고 있는 무역, 특히, 폐제품의 EU 지역 외 불법 수출의 문제에 강한 관심이 있다.
	위기물질 중 LME 등의 상품 거래 시장이 존재하나 이상의 8종외의 광종은 일반적으로 현금거래 시장에서는 거래되지 않고 양자간의 계약에 의해 거래되는 것은?	위기물질은 가격 시그널이 약하여 수급 조절을 위한 의사결정 기준으로 가격을 활용하기 어렵다. 알루미늄, 동, 연, 니켈, 주석, 아연, 코발트, 몰리브덴은 LME 등의 상품 거래 시장이 존재하나 이상의 8종외의 광종은 일반적으로 현금거래 시장에서는 거래되지 않고 양자간의 계약에 의해 거래되고 있다. 양자 간의 교섭 가격은 수많은 요인에 의해 영향을 받기 때문에 일반적인 가격정보를 제시하는 것은 어려우며 동시에 의사결정에 이용가능한 신뢰할 수 있는 가격정보도 결여되어 있다.

참고문헌 (6)

European Commission, 2010 : Critical raw materials for the EU, European Commission, pp. 35-36, EU
European Commission, 2011 : Critical metals in strategic energy technologies, European Union, pp. 14, EU
JOGMEC, 2011 : 2011年 11月金資源レポト, JOGMEC pp. 67, Japan
U.K. Environment Agency, 2008 : Material Security, Ensuring resource availability for th UK economy, U.K. Environment Agency, pp. 21, U.K.
U.S. Department of Energy, 2011 : Critical Materials Strategy, U.S. Department of Energy, pp. 117-118 USA
物質.材料究機構(NIMS), 2011 : 地球環境問題を考慮した元素略と都市山, 資源.エネルギ問題に貢するセラミックス , pp.30, Japan

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동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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