미래기술 (11) 2023년, 희토류 파동을 대비하라! (KISTI)

2023년 (주)모르지 전자 자재과의 무대뽀 팀장은 희토류 수급 문제로 골머리를 썩고 있다. 최대 희토류 수출국 중국에서 ‘희토류 수출 금지’ 선언했기 때문이다. 희토류(稀土類)란 ‘희귀한 흙’이라는 뜻으로 지각 내에 총 함유량이 300ppm(100만분의 300) 미만인 금속을 의미한다. 원자번호 57~71번인 란탄 계열 15개 원소와 스칸듐, 이트륨 등을 포함한 17개 원소를 하나로 묶어 부르는 이름이다.

중국이 일방적으로 수출 금지를 한 건 우리나라와의 외교적 마찰이 있어서가 아니라 희토류 생산량이 중국 내수에도 턱없이 모자라기 때문이다. 곧이어 국내에서는 희토류 파동이 일어났다. 희토류 가격은 천정부지로 솟았고, 모르지 전자는 날개 돋친 듯 팔리고 있는 스마트폰 신제품 생산이 중단될 위기에 처했다. 주문은 쏟아지는데 희토류를 주재료로 하는 스마트폰 핵심 부품이 없어 조립라인이 멈춰버렸기 때문이다. 뒤늦게 희토류 수입을 위해 사방팔방 발 벗고 나서 보지만 이미 때는 늦었다. 회사의 신용도가 땅에 떨어진 건 당연지사.

반면 (주)알지 전자 자원전략과 유대비 팀장은 이런 희토류 수급 문제를 예상하고 미리미리 중국 이외에 희토류를 수입할 곳을 다변화했다. 먼저 중남미 등 희토류 광산이 있다는 곳부터 샅샅이 뒤졌다. 그러나 희토류가 대량 발굴되는 곳도 드물었지만 희소성 때문에 싼 가격에 공급 받기는 더 힘들었다.

그래서 유대비 팀장이 주목한 곳은 바다! 바다는 지구 표면의 4분의 3을 차지하고 있다. 또 다양한 무기물과 유기물을 포함하고 있는데 바다에 녹아있는 주된 염류는 염화나이트, 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼슘, 탄산칼슘 등이다. 이런 염류는 바닷물 1kg에 평균적으로 약 35g 정도 녹아 있다. 이중 리튬, 우라늄, 금, 은, 코발트, 니켈, 몰리브덴, 붕소처럼 매우 가치 있는 원소들 또한 낮은 농도 수준이긴 하지만 해수에 골고루 용해돼 있다. 바다야말로 희토류의 보고인 셈이다.

특히 리튬은 휴대폰, 노트북과 같은 소형 IT기기부터 전기자동차의 차세대의 동력원인 2차전지를 비롯해 유리, 합금, 세라믹, 윤활유, 제약 등 다양한 산업에서 사용되는 자원이다. 유 팀장은 가장 먼저 해수를 이용한 리튬전지 생산 시설에 투자했다. 해수 내 극미량 존재하는 귀금속, 희유금속 등의 회수기술¹⁾을 이용해 바다 속 희토류를 대량 생산하고 특히 거기서 리튬을 흡착해 꾸준히 공급받을 수 있었다. 그래서 알지 전지는 희토류 파동에도 별 문제없이 스마트폰 등 전자기기를 중단 없이 제조, 수출할 수 있었다.

 

그러나 주문량이 폭증하자 해수로부터 들어오는 희토류만으로는 감당하기 어려운 상황이 됐다. 그래서 유 팀장이 꺼낸 카드는 도시광산에서 극미량 존재하는 귀금속, 희유금속 등의 회수기술²⁾이다. 도시에서 배출되는 폐휴대폰 및 폐가전제품 등의 폐기물을 일명 ‘도시광산(Urban Mining)’이라 부른다. 우리나라는 아파트 거주 비율이 높아서 재활용 시스템이 효율적이라 폐품의 수급이 용이하다. 여기에서 재활용된 희토류는 순도도 높은 편이라 아주 유용하게 쓸 수 있었다. 폐자원 재활용은 새롭게 광산을 개발하지 않아도 되기 때문에 환경보호에도 기여하는 바가 크다.

알지 전자는 이번 희토류 파동을 기회로 브랜드 가치와 소비자의 신뢰도가 껑충 뛰었다. 특히 외국에서 주문받은 제품을 기일 내에 납품함으로써 국제 신용도도 높아져 주가도 상승했다. 자원의 안정적 확보가 기업의 생사는 물론 더 나아가 한 국가의 경제에 얼마나 큰 영향을 끼치는지 잘 보여주는 사례다.

글 : 정영훈 과학칼럼니스트

[각주-미래 기술]
1) 해수 내 극미량 존재하는 귀금속, 희유금속 등의 회수기술 : 지각 내에 존재량이 적거나 추출이 어려운 금속자원 중 산업적 수요가 있고 향후 수요 신장이 예상되는 해양의 희유 금속자원을 채취하기 위한 기술. 우리나라는 그동안 꾸준히 심해저 광물자원개발 사업을 펼쳐온 까닭에 선진국 수준의 해양광물자원 개발기술을 갖췄지만, 바다에서 희토류를 확보하기 위해서는 아직 보완해야할 과제가 많음. 기술의 예상 실현 시기는 7~8년 후.

2) 도시광산에서 극미량 존재하는 귀금속, 희유금속 등의 회수기술 : 도시에서 배출되는 폐IT 제품, 폐휴대폰 및 폐가전제품 등의 폐기물을 ‘광산’이라고 파악해 ‘도시광산(Urban Mining)’의 개념을 도입, 이들 폐기 제품으로부터 희유금속자원을 회수하는 기술. 도시광산 개발을 활성화해 희소금속의 대외의존도를 낮추고 향후 발생 가능성이 높은 수급 불안에 선제적으로 대비. 폐자원 재활용은 자국 내 환경보호는 물론 수입량 축소를 통해 중국을 비롯한 주요 희소금속 매장국의 환경보호에도 기여. 기술의 예상 실현 시기는 7~8년 후.
참고 : <KISTI 미래백서 2013>