에너지전환 대비 위한 핵심광물은?
주요국, 에너지·자원 안보 경쟁 중

한국지질자원연구원은 지난해에 탄소중립 실현과 에너지전환 대비를 위한 6대 핵심광물로 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 지정한 바 있다.(픽사베이 제공)/그린포스트코리아
한국지질자원연구원은 지난해에 탄소중립 실현과 에너지전환 대비를 위한 6대 핵심광물로 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 지정한 바 있다.(픽사베이 제공)/그린포스트코리아

탄소중립을 실현하기 위해 필수적인 핵심광물은 무엇일까. 핵심광물은 에너지전환과 전기차 산업 등에 꼭 필요한 자원이지만 그만큼 전 세계적으로 확보 경쟁도 치열하다. 한국 정부도 최근 핵심광물 확보를 자원·에너지안보의 핵심자원에 포함했다. 핵심광물의 신규 비축기지를 확보하고 대외 의존도가 높은 품목 등의 비축 품목과 물량을 확대하겠다는 계획이다.

◇ 에너지전환 대비 위한 6대 핵심광물

탄소중립을 실현하기 위한 에너지전환에는 배터리와 재생에너지, 수소 기술과 관련한 ‘핵심광물’이 필요하다. 핵심광물은 산업에 필수적이지만 단시일 내에 대체재를 찾기 어렵고 자원이 편재되어 있어 공급 리스크가 존재하는 광물을 의미한다. 한국지질자원연구원은 지난해에 탄소중립 실현과 에너지전환 대비를 위한 6대 핵심광물로 리튬, 니켈, 코발트, 흑연, 희토류, 백금족을 지정한 바 있다.

지질자원연구원에 따르면, 향후 배터리 수요는 크게 에너지저장시스템(ESS)과 친환경 전기차에서 주로 발생할 것으로 전망된다. 이 중 전기차용 배터리가 총에너지 용량의 90% 이상을 차지한다. 차량용 배터리는 경량화와 고출력을 달성하기 위해 코발트와 니켈이 다량 함유된 리튬이온배터리 사용이 필수적이다. 

리튬은 전기차와 재생에너지를 활용하기 위한 ESS산업 발전에 필요한 핵심 원료다. 리튬은 이차전지의 원료로 주목받아왔고 국내 이차전지 시장이 확대되면서 연간 4% 이상 수요가 증가하고 있다. 특히 2050년 에너지 기술 분야에서 필요한 리튬은 2018년 생산량 대비 5배 규모인 41만5천톤으로 예상된다.

니켈도 재생에너지와 친환경 자동차에 필수적인 원료다. 배터리와 연료전지 소재, 다양한 촉매, 태양광 지지대의 도금, 내부식성이 필요한 해양구조물 등에 사용된다. 배터리용 니켈의 수요는 2013년에 5만1천톤에 불과했으나 2019년에는 12만5천톤으로 증가했다. 니켈을 원료로 만들어지는 스텐인리스 또한 수요가 2013년 177만3천톤에서 2019년에는 240만7천톤으로 급격히 증가했다. 

코발트는 주로 구리와 니켈의 부산물로 생산된다. 현재 기술 수준에서 코발트는 리튬이온 배터리 양극재의 필수 금속이며, 향후 전기차와 ESS 보급이 증가하면 수요가 상당히 늘어날 것으로 예상된다. 코발트 광석 생산은 콩고민주공화국이 71%, 금속제품 생산은 중국이 64%를 차지하고 있다. 코발트는 지역적 편재성이 매우 큰 광물로 수급 불안정이 예상되는 광물이라 할 수 있다. 

풍력터빈의 경우 해상풍력 시장이 확대되고 있는 가운데 영구자석형 동기발전기(PMSG) 기술이 사용되고 있다. 터빈의 영구자석에 필요한 희토류는 2040년까지 3배 이상 증가할 것으로 예상된다. 희토류 영구자석은 풍력 등 재생에너지뿐만 아니라 스마트폰, 전기차, 수소차, 플라잉카, 드론택시 등 미래 친환경 모빌리티 기술에도 필수적인 원자재다.

희토류는 이처럼 영구자석, 촉매, 합금, 레이저 등 다양한 첨단산업 분야에 쓰이는 금속이다. 희토류는 중국에 부존량과 생산량, 상품성 금속 생산량이 집중되어 있다. 이에 자원무기화에 대한 우려가 가장 큰 금속이라 할 수 있다. 실제로 지난 2010년 중국이 일본과의 센카쿠 열도 분쟁시 일본으로의 희토류 수출을 제한해 희토류 가격이 급등한 예가 있다.

백금족은 자동차, 화학, 전기·전자 산업과 더불어 연료전지 및 전해수소생산 등 수소 생산 및 사용 분야 산업에서 필수적으로 사용되는 핵심금속이다. 세계적으로 수소경제가 탄소중립 달성의 한 축으로 확대 추진되면서 향후 연료전지용 백금족 금속에 대한 수요도 늘어날 것으로 전망된다. 

◇ 주요국, 에너지·자원 안보 경쟁 중

이에 따라 세계 주요 국가들은 필수적인 광물자원을 핵심광물로 지정하고 있다. 유럽위원회(EC)는 2020년에 83종 광물종 중 경제적인 중요성과 공급위험성이 높은 30종을 핵심광물로 지정했다. 핵심광물은 EU 산업에 기반한 재생에너지, 전기차 등 이동장치, 국방 및 항공우주, 디지털 기술과 같은 전략 분야 개발에 필수적이다. 미국도 중요 광물을 안정적으로 확보하기 위해 핵심광물 35종을 지정했다. 

한국 정부도 최근 핵심광물 확보를 자원과 에너지안보의 핵심자원에 포함했다. 정부는 지난달 ‘새정부 에너지정책 방향(안)’을 발표하면서 새로운 자원확보의 개념과 범위를 확대했다. 기존 핵심자원인 석유와 가스, 석탄에 핵심광물과 수소, 재생에너지(소재·부품), 우라늄 등이 추가됐다. 핵심광물의 신규 비축기지를 확보하고 대외 의존도가 높은 품목 등의 비축 품목과 물량을 확대하겠다는 계획이다.

smkwon@greenpost.kr

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