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문제 정의
- 따라서 이러한 가격 폭등 및 수급 불안정에 대해 미리 예측하고 대처하기 위해서는 국가 차원의 체계적인 소재 관리가 필요하며, 정확한 물질흐름의 파악은 올바른 희소금속 정책구현을 위해 반드시 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 논문에서는 니오븀의 국내 물질흐름을 조사하여 수요 및 공급, 재자원화 동향 등을 살펴보고, 향후 국내 니오븀의 안정적인 수급 확보를 위한 방안에 대하여 기술하고자 한다.
제안 방법
- 그러나 합금강을 이용한 부품 생산은 그 분야가 매우 다양하고 많은 부품이 제조되어 상세한 용도를 확인하기가 곤란하여, 통합물질흐름 방법론에서 각종 통계자료를 이용하는 방법을 사용하여 중간제품 단계에서의 사용 영역을 조사하였다. 1차 가공제품이 중간제품의 각 부분에 분배되는 분야를 알아보기 위하여 한국은행에서 발표한 통계자료인 산업연관표의 2010년도 투입 산출표를 이용하여 니오븀이 포함된 제품에 대한 투입계수를 다시 산정하였다. Table 5와 같이 니오븀이 포함된 제품은 구조물용 금속제품에 10.
- 결과적으로 두 방법 모두 자원의 재자원화에 대하여 집중되어 있어 자원의 재순환 흐름을 관찰하기가 용이하지만 한국의 특별한 산업형태를 고려한 CRIM의 통합물질 흐름 분석법을 사용하여 니오븀의 물질흐름을 분석하였다.
- 1차 가공제품 단계에서 투입된 스테인리스강과 합금강은 중간제품 단계에서 매우 다양한 형태로 가공되어 각종 기계의 부품으로 이용된다. 그러나 합금강을 이용한 부품 생산은 그 분야가 매우 다양하고 많은 부품이 제조되어 상세한 용도를 확인하기가 곤란하여, 통합물질흐름 방법론에서 각종 통계자료를 이용하는 방법을 사용하여 중간제품 단계에서의 사용 영역을 조사하였다. 1차 가공제품이 중간제품의 각 부분에 분배되는 분야를 알아보기 위하여 한국은행에서 발표한 통계자료인 산업연관표의 2010년도 투입 산출표를 이용하여 니오븀이 포함된 제품에 대한 투입계수를 다시 산정하였다.
- 반면에, 한국은 원료의 생산과 이를 가공할 수 있는 산업의 규모가 매우 작을 뿐만 아니라 철강, 아연 및 구리와 같은 특정 소재 분야를 제외하고는 관련 산업이 전무한 상태이다. 그렇지만 소재가공과 최종 단계 산업이 발달하였기 때문에 가공단계도 1차 가공단계와 중간제품단계로 세분화하였으며, 전문 수집상이 산업의 한 부분으로 자리 잡고 있는 특별한 유통구조를 가진 한국의 특징을 고려해 사용 및 축적단계와 재활용 단계의 중간에 수집단계를 독립적으로 분류하였다.
- 본 물질흐름 분석은 2012년도 기준 국내에서 사용된 니오븀을 순분량으로 환산하여 조사하였다. 니오븀의 1, 2차 자원 흐름 분석을 위해 국가 통계자료인 한국무역협회, 관세청, 한국광물자원공사 등의 자료를 분석하여 조사하였으며, 조사된 통계자료의 신뢰성을 보증하기 위하여 실제 원료/기초소재, 1차 가공제품, 중간제품 및 최종제품 관련 국내 산업체 설문조사와 방문조사를 바탕으로 조사된 결과와 통계자료를 비교 분석하여 최종 물질흐름 분석을 완성하였다.
- 니오븀의 1차 가공제품 단계는 관련 업체조사 및 한국무역협회 자료를 기반으로 스테인리스강, 합금강, 내마모칩, 지르코늄 관으로 분류하여 1차 가공제품 단계의 MFA를 구성하였다. 대부분이 철강 산업의 특수강 분야인 스테인리스강과 합금강에 사용되고 있으며, 나머지는 초경공구의 내마모 칩이나 원자로 부품의 지르코늄 관에 일부 사용된 것으로 나타났다.
- 그중 대부분이 최종제품 단계의 건물과 수송기기에서 발생되었다. 사용 후 제품에 포함된 니오븀의 양은 재활용과 관련된 업체로부터 설문조사를 통하여 분석하였다. 2012년에 사용 후 제품으로 배출된 니오븀량은 스테인리스강으로부터 약 20 ton 그리고 합금강으로 부터 837.
- 수집단계는 국내의 통계자료, 재활용 업체 조사 및 수집상에 대한 조사를 통하여 분석되었다. Table 7과 같이 국내의 원료단계에서는 관련 산업이 전무하여 배출되는 스크랩이 없으며, 1차 가공단계에서 발생하는 공정스크랩들은 공장 자체 내에서 재자원화되어 생산에 투입되어 외부로의 배출은 없었다.
- 본 물질흐름 분석은 니오븀의 1, 2차 자원 흐름분석을 위해 국가 통계자료인 한국무역협회, 관세청, 한국광물자원공사 등의 자료를 분석하였다. 조사된 통계자료의 신뢰성을 보증하기 위하여 실제 원료/기초소재, 1차 가공제품, 중간제품 및 최종제품 관련 국내 산업체 설문조사와 방문조사를 바탕으로 조사된 결과와 통계자료를 비교 분석하여 최종 물질흐름 분석하였으며, 분석내용을 요약하면 아래와 같다.
대상 데이터
- 본 물질흐름 분석은 2012년도 기준 국내에서 사용된 니오븀을 순분량으로 환산하여 조사하였다. 니오븀의 1, 2차 자원 흐름 분석을 위해 국가 통계자료인 한국무역협회, 관세청, 한국광물자원공사 등의 자료를 분석하여 조사하였으며, 조사된 통계자료의 신뢰성을 보증하기 위하여 실제 원료/기초소재, 1차 가공제품, 중간제품 및 최종제품 관련 국내 산업체 설문조사와 방문조사를 바탕으로 조사된 결과와 통계자료를 비교 분석하여 최종 물질흐름 분석을 완성하였다.
- 본 물질흐름 분석은 니오븀의 1, 2차 자원 흐름분석을 위해 국가 통계자료인 한국무역협회, 관세청, 한국광물자원공사 등의 자료를 분석하였다. 조사된 통계자료의 신뢰성을 보증하기 위하여 실제 원료/기초소재, 1차 가공제품, 중간제품 및 최종제품 관련 국내 산업체 설문조사와 방문조사를 바탕으로 조사된 결과와 통계자료를 비교 분석하여 최종 물질흐름 분석하였으며, 분석내용을 요약하면 아래와 같다.
성능/효과
- 1. 우리나라의 관련 광산이 전무하여 국내에서 소비되는 니오븀은 전량 수입에 의존하고 있으며, 당해년도에 약 5,065 ton의 니오븀을 수입하였다. 이 중 78%가 페로 니오븀의 형태로 수입되었으며, 약 9%가 1차 가공제품으로 수입되었다.
- 5%가 스테인리스강에 투입되어 대부분 판재로 제조되었다. 1차 가공제품 중 생산단계에서 발생하는 스크랩은 사업장 내에서 재자원화되어 사용되는 것을 확인하였으며, 중간과정에서 발생하는 공정스크랩과 사용 후 제품에 포함되어 수집된 스크랩의 재자원화는 이루어지지 않았다.
- 2. 수입된 니오븀의 약 56%는 국내에서 사용되었으나, 한국 산업의 특징상 수출이 많아 38% 이상이 수출되는 것으로 조사되었다. 수출되는 형태는 1차 가공제품의 형태로 약 68.
- 이에 니오븀은 미국, 일본 등에서 주요 희소금속 중 하나로 선정되어 있으며, 국내에서도 10대 희소금속에는 포함되어 있지는 않지만 새롭게 주목받고 있는 희소금속 중 하나이다.3) 그러나 니오븀의 생산은 Table 1에서처럼 전 세계 생산량의 88% 이상을 브라질에서 생산하고 있고, 생산기업으로는 CBMM社가 니오븀 시장의 84%를 차지하여, 자원의 분포와 생산적인 측면에서 편재성이 매우 크다. 이는 향후 단가에 대한 가격 불안정성이 높다는 단점을 내포하고 있으며, 실제로 Fig.
- 3. 1차 가공제품단계는 원료 단계에서 투입된 3,940 ton의 니오븀 중 약 95.4% 가 합금강에 투입되어 봉강, 후판, 열연강판, 냉연강판 등으로 제조되었고, 약4.5%가 스테인리스강에 투입되어 대부분 판재로 제조되었다. 1차 가공제품 중 생산단계에서 발생하는 스크랩은 사업장 내에서 재자원화되어 사용되는 것을 확인하였으며, 중간과정에서 발생하는 공정스크랩과 사용 후 제품에 포함되어 수집된 스크랩의 재자원화는 이루어지지 않았다.
- 4. 중간제품단계에서는 니오븀이 포함된 제품은 구조물용 금속제품에 10.5%, 건물용 금속제품으로 48.2%, 자동차 부품으로 36.6%, 보일러 부품으로 4.6%, 원자로 부품의 핵연료 피복관을 제조하는데 0.1% 사용되었으며, 각각의 중간제품을 제조하는 과정에서 투입량의 약 8.5%의 스크랩이 발생하여 수집되는 것으로 나타났다.
- 5. 최종제품단계는 니오븀 중간제품으로 제조된 부품들이 최종 완제품에 투입되는 단계로 건설, 수송장비, 일반기계, 전기 및 전자기기, 전력, 가스 및 수도 등으로 분류되며, 총 2807.1 ton 약 95% 이상이 건축과 수송기기에 이용된다.
- 1차 가공제품이 중간제품의 각 부분에 분배되는 분야를 알아보기 위하여 한국은행에서 발표한 통계자료인 산업연관표의 2010년도 투입 산출표를 이용하여 니오븀이 포함된 제품에 대한 투입계수를 다시 산정하였다. Table 5와 같이 니오븀이 포함된 제품은 구조물용 금속제품에 10.5%, 건물용 금속제품으로 48.2%, 자동차 부품으로 36.6%, 보일러 부품으로 4.6%, 원자로 부품의 핵연료 피복관을 제조하는데 0.1% 사용되었으며, 이를 기준으로 1차 가공제품에서 중간제품으로 가는 니오븀의 순분량을 산출하였다. 또한, 각각의 중간제품을 제조하는 과정에서 투입량의 약 8.
- Table 4는 1차 가공 단계의 수급과 수·출입에 대한 분석결과를 나타내고 있다. 니오븀 사용량 중 대부분을 차지하는 합금강, 스테인리스강의 많은 양이 국내에서 소비되는 것으로 분석되었으며, 비교적 소량의 니오븀을 사용하는 내마모성 칩의 대부분은 국외로 수출되는 것으로 조사되었다.
- 니오븀의 1차 가공제품 단계는 관련 업체조사 및 한국무역협회 자료를 기반으로 스테인리스강, 합금강, 내마모칩, 지르코늄 관으로 분류하여 1차 가공제품 단계의 MFA를 구성하였다. 대부분이 철강 산업의 특수강 분야인 스테인리스강과 합금강에 사용되고 있으며, 나머지는 초경공구의 내마모 칩이나 원자로 부품의 지르코늄 관에 일부 사용된 것으로 나타났다. 1차 가공제품 단계는 원료단계에서 투입된 3,940 ton의 니오븀 중 약 95.
- 또한, 1차 가공제품 업체 조사를 통하여 스테인리스강과 합금강을 생산하는 과정에서Cutting Scrap ´과 side trimming, side turning 공정 중 발생하는 스크랩은 공장 자체에서 회수 및 재사용하며, 스테인리스강에서 약 9 ton, 합금강에서 약 188 ton이 공정 내에서 재사용 되는 것으로 분석되었다.
- 1% 사용되었으며, 이를 기준으로 1차 가공제품에서 중간제품으로 가는 니오븀의 순분량을 산출하였다. 또한, 각각의 중간제품을 제조하는 과정에서 투입량의 약 8.5%의 스크랩이 발생하여 수집되는 것으로 나타났다.
- 본 조사결과에 따르면 원료 및 기초소재 단계에서 니오븀은 니오븀 정광, 페로 니오븀, 산화 니오븀, 탄화 니오븀, 금속니오븀의 형태로 구성되어지며, 소결용 공구 제조에 필요한 내마모성 칩의 제조에 사용되는 탄화 니오븀의 극소량(0.17 ton) 수입을 제외하면 대부분 페로 니오븀의 형태로 수출입 이루어지는 것으로 파악되었다.10) 또한 우리나라의 관련 광산이 전무하여 국내에서 소비되는 니오븀은 전량 수입에 의존하고 있으며, 니오븀 정광에서 페로 니오븀으로 이동하는 양은 전혀 없는 것으로 조사 되었다.
- 수입된 니오븀의 약 56%는 국내에서 사용되었으나, 한국 산업의 특징상 수출이 많아 38% 이상이 수출되는 것으로 조사되었다. 수출되는 형태는 1차 가공제품의 형태로 약 68.5 %, 부품의 형태인 중간 제품으로 약 6.5%, 최종제품으로 포함되어 약 25 %가 수출되었다.
후속연구
- 따라서 이러한 가격 폭등 및 수급 불안정에 대해 미리 예측하고 대처하기 위해서는 국가 차원의 체계적인 소재 관리가 필요하며, 정확한 물질흐름의 파악은 올바른 희소금속 정책구현을 위해 반드시 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 논문에서는 니오븀의 국내 물질흐름을 조사하여 수요 및 공급, 재자원화 동향 등을 살펴보고, 향후 국내 니오븀의 안정적인 수급 확보를 위한 방안에 대하여 기술하고자 한다.
- 한국은 특수강 생산을 위해 해마다 약 2,500,000 ton의 철강 스크랩을 이용한다. 천연자원이 부족한 한국에서 자원의 효율성을 높이기 위해서는 제강 슬래그에 포함된 유용자원의 활용을 위한 연구개발이 필요하다.
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