호주의 갤럭시리소스 사는 지난 4월 마운트 캐틀린 지역의 리튬 광산을 재가동하기 시작했다. 이 광산은 2013년부터 가동이 중단되었던 곳이다. 갤럭시리소스 사가 이 광산을 다시 가동하기 시작한 이유는 리튬 가격의 변화 추세를 살펴보면 금방 알 수 있다.
한국광물자원공사가 발표한 ‘리튬시장 최근 동향 및 전망’이라는 보고서에 의하면 지난 4월 6일자 리튬 가격은 ㎏당 143위안으로 2015년 1월 대비 약 270% 상승했다. 집계가 시작된 2007년 이후 명목 가격으로는 최고점에 있으며 8~9년 전 대비 370% 인상된 상태다.
리튬의 가격이 천정부지로 치솟는 이유는 스마트폰 및 태블릿 등 IT 제품의 수요 덕분이다. 거기다 자동차 1대당 엄청난 양의 리튬이 사용되는 전기자동차 시장의 활성화가 리튬 가격의 인상을 더욱 부채질하고 있다.
테슬라의 모델S에는 63㎏, 닛산의 리프 EV에는 21㎏의 리튬이 들어간다. 그런데 자동차 시장에서 전기차의 점유율은 현재 3%에 불과하지만, 2025년에는 25%까지 늘어날 것으로 전망되는 등 빠르게 성장하고 있다. 때문에 골드만삭스는 리튬을 ‘새로운 휘발유’라고 부르기까지 한다.
리튬은 신재생에너지 분야의 성장에서 없어서는 안될 광물이기도 하다. 태양열과 풍력 등을 활용해 생산한 전기를 필요할 때 사용할 수 있도록 에너지를 저장하는 시스템인 ESS에도 리튬이 반드시 들어가야 하기 때문이다.

녹색에너지 시장 성장으로 녹색 광물 부상

이처럼 전기차, 태양광, 풍력, 2차전지 등의 녹색에너지 관련 시장이 급속히 성장하면서 그와 직결된 광물 자원인 ‘녹색 광물’의 중요성도 함께 부상하고 있어 주목을 끈다.
녹색 광물은 전기차와 ESS의 2차전지에 사용되는 리튬과 코발트, 빛을 에너지로 전환하는 태양전지에 필요한 갈륨과 텔루륨, 터빈과 전기모터의 영구자석에 쓰이는 희토류 등이 대표적이다.
지난 11월 4일 공식 발효된 ‘파리협정’으로 가동될 신기후체제는 녹색 광물의 부상을 더욱 가속화시킬 전망이다. 파리협정의 발효로 인해 세계 10위권의 온실가스 배출국인 우리나라는 2030년까지 37%를 줄여야 한다. 따라서 앞으로 태양광, 풍력 등 신재생에너지와 ESS 등의 시장은 더욱 확대될 수밖에 없다.
LG경제연구원이 최근에 발표한 보고서 ‘그린에너지 시대의 새로운 자원 전쟁’에 의하면, 녹색 광물의 수요가 급증함에 따라 대체 기술 및 리사이클링 기술 등의 새로운 기술 개발이 활발해지고 있는 추세다.
대체 기술이란 녹색 광물을 대체할 재료를 개발하거나 녹색 광물의 사용량을 줄이기 위한 기술이다.
보고서에 따르면, 2차전지의 리튬만 하더라도 니켈이나 망간, 철 등을 활용해 사용량을 줄이는 기술의 개발 및 적용이 활발하다. 또한 영구자석의 경우 모터 구조, 재료 가공, 나노 구조 제어 등 다각적인 측면에서 희토류를 적게 사용하는 혁신 기술 노력이 가열되고 있다.
일본에서는 신에너지개발기구(NEDO)를 중심으로 대학을 비롯해 파나소닉, 히타치 등의 기업들이 희토류 사용량 절감 기술의 혁신에 심혈을 기울이고 있어, 성능 및 가격, 경제성, 안전성 측면에서 기존의 재료와 비슷한 성능을 내는 기술들이 속속 제시되고 있는 상황이다.
폐기물에서 녹색 광물을 회수하여 다른 용도로 활용하거나 재순환시키는 리사이클링 기술 및 산업도 활성화되고 있다. 현재까지만 해도 전자제품의 폐기물을 매립하거나 다른 지역에 수출하는 것이 리사이클링보다 이득이 되는 경우가 많다.

녹색 광물 회수하는 리사이클링 기술 활성화

하지만 기존의 화학, 재료, 광물 정제 기업을 비롯해 대상 광물을 함유한 폐기물에 대한 지식이 많은 전문 기업들이 개별 광물에 맞는 처리 공정 및 회수 기술 개발을 추진 중이다.
친환경적인 리사이클링 기술의 혁신도 충분히 가능할 것으로 보인다고 보고서는 지적했다. 녹색 광물의 희소성과 함께 폐기물 홍수가 예견됨에 따라 혁신적 분리, 정제 공정에 대한 개발 경쟁이 불붙기 시작했다는 것이다.
또한 전지 등 최종 제품이 리사이클링을 고려해 디자인 될 경우 녹색 광물의 리사이클링 기술 및 인프라의 구축이 한결 수월해질 전망이다. 실제로 자동차 기업과 전지 기업이 협력하는 가운데 많은 벤처 기업들이 유독 물질 미사용, 냉각시스템 분리, 떼기 쉬운 접합, 점착성 화합물 미사용 등 다양한 기술을 개발하고 있다.
녹색 광물과 관련된 탐사 기술의 개발도 보다 활발해질 전망이다. 희토류의 경우 전 세계에 약 1억 톤 이상이 매장되어 있는데, 주로 심해의 망간단괴에 분포하고 있다.
망간단괴란 심해 바닥에 감자처럼 생긴 흑갈색의 퇴적물로서, 바닷물과 퇴적물 속에 함유된 망간, 철, 구리, 니켈, 코발트 등의 금속 성분이 침전하여 마치 나무의 나이테처럼 동심원을 이루면서 커지는 물질이다.
따라서 앞으로 망간단괴의 경제적인 채굴 기술의 확보와 함께 탐사 활동 경쟁이 가열될 것으로 보인다. 일본의 경우 적극적인 자원 외교와 더불어 미나미토리섬 앞바다의 고코발트 망간각 주석 탐사 등을 통해 해외 공급에 크게 의존해온 녹색 광물 자원의 자주 개발을 시도하고 있는 것으로 알려졌다.