환경산업의 활성탄,친환경 리튬,니켈 광물자원확보 비상-해외자원외교 ODA자금과 연계등 새 설계 필요

[환경경영신문]

환경산업의 활성탄,친환경 리튬,니켈 광물자원확보 비상

탄소중립 실현 위한 신재생에너지 핵심 원료 리튬,코발트

우리나라 해외자원외교 ODA자금과 연계등 새 설계 필요

몽골

정수장,정수기,공기청정기,대기오염방지,폐수처리등 광범위하게 사용되는 활성탄과 차량에 사용되는 요소수의 주 원료인 갈탄계 석탄과 야자에 대한 자원확보가 점차 한국의 환경산업에 위기를 가져오고 있다.

석탄의 경우 이미 중국은 10여년전부터 광물자원의 국가적 관리를 통해 세계 시장을 지배하기 시작했다.

반면 우리나라 정부는 지속적인 자원외교가 미흡하고 기업들이 각자 도생하면서 구걸하듯 자원을 확보하므로서 불확실한 물가인상의 주요 원인이 되고 있다.

이같은 문제는 청정에너지 전환에 따른 신재생에너지의 주요 핵심 원료도 100% 중국에 의존할 수 밖에 없어 그 농도는 더 진하다,

신·재생에너지 기술의 핵심인 리튬, 니켈, 코발트 등의 광물이 필수적으로 사용된다. 이와 같은 광물들은 배터리, 신에너지, 재생가능에너지 및 수소기술에 필수적이며, 이에 따라 수요가 급증한 광물 자원이 ‘6대 핵심 광물’이다.

리튬은 이차전지의 필수 재료로 배터리 및 전지에서 중요한 역할을 하며, 니켈은 배터리와 전지뿐만 아니라 촉매 및 도금 등 다양한 산업 분야에서도 사용된다. 코발트는 리튬 이온 배터리의 양극재로 기능하며, 백금은 수소 생산에 필수적인 촉매로 대체 불가능한 역할을 한다. 흑연은 뛰어난 이온 저장 능력과 안정성 덕분에 중요한 자원으로 평가되며, 희토류 원소들은 영구자석, 레이저, 합금 등 첨단 산업의 핵심 자원으로 사용된다.

특히 6대 핵심 광물은 이차전지, 배터리의 양극재와 음극재, 촉매, 전기차 등 탄소중립을 이끌 기술에 필수적인 자원이기 때문에 전 세계적으로 핵심 광물의 엄청난 소비 급증이 예상된다.

이에 따라, 핵심 광물의 수요 예측은 탄소중립 이행과 지속 가능한 자원 사용을 위한 중점 사항으로 떠오르고 있다.

국제에너지기구(IEA)예측에 따르면 2040년까지 전 세계 광물 수요가 2020년 대비 최소 4배, 특정 시나리오에서는 6배까지 증가할 것으로 예상된다.

특히 리튬, 니켈, 코발트와 같은 배터리 관련 광물의 수요는 전기차와 에너지 저장 장치의 발전과 함께 20배에서 40배 증가할 것으로 예상하고 있다.

또한, 전력망 확장에 따른 구리 수요는 2배 이상 증가하고, 저탄소 발전 부문

에서의 광물 수요는 3배까지 증가할 것으로 보인다. 수소 시장의 성장과 더불어 수전해용 니켈 및 지르코늄과 연료전지용 백금족 금속에 대한 수요도 늘어날 것으로 예상되며, 희토류 수요는 2040년까지 최대 7배 증가하고 특히 전기차 관련 광물 증가세가 두드러질 것으로 전망하고 있다.

이처럼 미래 친환경 에너지 기술은 기존 화석연료보다 핵심 광물을 포함한 금속에 대한 의존도가 매우 높을 수밖에 없다.

하지만 광물 자원은 세계적으로 매장량이 특정 국가에 편재되어 있으며, 주요 생산국과 소비국의 경제 수준이 불균형하게 분포되어 있다.

리튬은 주로 남미의 칠레와 호주에서 생산되며, 코발트도 콩고민주공화국에서 세계 생산량의 약 70%를 차지한다. 중국은 흑연과 희토류의 60% 이상을 생산하고, 정제 과정의 80% 이상을 독점하고 있다.

더욱이 중국은 리튬, 코발트, 니켈의 정제 과정에서도 최대 70% 수준을 차지하는 등, 핵심 광물의 공급망에서 결정적인 역할을 차지하고 있다.

때문에 이들 국가에서 광물 공급의 차질, 무역 제한 또는 주요 정책 변화와 같은 문제는 곧 글로벌 시장에서 광물 자원의 안정적인 수급에 결정적인 영향을 미칠 수 있다.

프랑스 석유 에너지 연구소(IFPEN)의 분석에 따르면, 광물 자원의 수요뿐만 아니라 채광 속도도 크게 증가할 전망이다.

IFPEN에 따르면 2050년까지 지구의 온도 상승을 섭씨 4도 이하로 유지하려면, 현재 확인된 코발트의 62%, 구리의 82%, 니켈의 48%를 채굴해야 한다. 하지만 대량 채굴은 다양한 환경적, 사회적 문제를 일으킬 수 있다.

광물 프로젝트 개발의 긴 리드 타임도 자원 생산을 빠르게 늘리기 어렵게 만든다. 평균적으로 채굴 프로젝트는 탐사 단계부터 첫 생산까지 16년 이상이 소요되며, 이는 수요 증가에 신속하게 대응하는데 구조적인 어려움을 지니고 있다.

주요 생산지의 자원 품질 저하와 같은 문제는 생산 효율성 감소와 비용 상승을 초래할 수 있다. 더욱이 광물 생산은 높은 환경적, 사회적 영향을 수반하기 때문에 물 스트레스가 높은 지역에서 구리와 리튬 생산 시 이러한 문제가 심화된다. 문제는 주요 광물 자원들이 주로 매장된 지역들은 기후변화에 취약한 지역이 많다. 예를 들어, 코발트 주요 생산지인 콩고민주공화국은 극심한 기후변화로 인해 자원 생산에 어려움을 겪고 있으며 열대우림과 이탄지 개발로 탄소 저장 능력을 감소시켜 악순환이 가속화되고 있다.

과도한 자원 채굴은 토양 침식과 수자원 오염을 심화시키고 농업 생산성 감소로도 이어질 수 있다. 또한 광산 주변 지역 주민들은 채굴로 인한 건강 악화와 생활환경 불안정성으로 사회적 갈등이 발생할 가능성도 존재한다. 앞으로 기후변화와 대량 채굴이 진행될수록 기후 취약지역에서 자원 채굴과 공급망 안정성은 더욱 위협받게 된다.

국제사회에서는 핵심 광물과 청정에너지 전환에 관한 다양한 회의와 협력을 추진하여 공급망 다변화와 안정성 강화를 위한 방안을 모색하고 있다.

2022년 6월 미국의 주도로 핵심 광물 공급망의 안정성과 다변화를 위해 핵심 광물 안보 파트너십(Minerals Security Partnership, MSP) 국제 협력체가 출범하였다. 2024년 9월, 한국은 MSP 의장국으로서 첫 수석 대표 회의를 주재하였으며 첨단 산업 발전과 청정에너지 전환에 필수적인 핵심 광물의 안정적인 공급망 구축이 최우선 과제임을 강조하였다. MSP는 ‘MSP 포럼’을 설립하여 회원국이 아닌 광물 보유국들도 참여할 수 있는 계기를 마련하여 지속 가능한 광물 공급망 다변화를 꾀하고 있다.

경제협력개발기구(OECD)도 책임 있는 광물 공급망 구축을 위해 다양한 포럼을 개최하고 지침을 마련해왔다. 특히, ‘분쟁지역 광물의 책임 있는 공급망에 대한 OECD 실사 가이드’는 광물 자원 관리에 있어 인권 유린이나 분쟁에 연루되지 않도록 지침을 제공하고 있다. 해당 가이드라인은 기업과 국가가 공급망에서 발생할 수 있는 사회적, 환경적 위험을 식별하고 관리하는 데 도움을 주며, 국제적으로 적용 가능한 기준을 제공한다. 같은 맥락에서 세계은행(World Bank)의 기후 스마트 광업(CSM) 이니셔티브는 지속 가능한 광물 생산을 촉진하고 개발도상국이 청정에너지 전환에 따른 기회를 최대한 활용할 수 있도록 지원하는 효과적인 접근 방안으로 평가된다

핵심 광물의 안정적인 공급은 단지 에너지 전환의 문제를 넘어서 지속 가능한 발전과 기후변화 대응을 위한 필수 불가결한 범과제로 다뤄질 필요가 있다. 각국과 국제사회는 이에 대한 책임을 다하기 위해 다양한 채널을 통한 협력에 앞장서며, 지속 가능한 자원 관리와 청정에너지 기술의 발전을 동시에 추구해야 하는 숙제를 안고 있다.

우리나라는 광물 자원이 단 한 톨도 없는 현실에서 자원외교는 전방위적으로 미래 전략을 수립해야 한다.

환경국제전략연구소 김동환 환경경영박사는 “우리나라가 한해 국제개발협력(ODA)자금으로 지출되는 금액이 6조원 정도이다. 그러나 그 중 2조원 정도는 KOICA등 우리나라 기관들의 계획아래 지원을 하고 있지만 4조원 정도는 아시아개발은행등에 위탁하여 지원하고 있는 실정이다. 환경, 외교, 산자부, 농림부, 국토부등은 광물외교를 위해 석탄(몽골),칠레,인도네시아,남아공과 같은 주요 생산 국가에 대해 전략적인 지원을 하는 계획이 수립되어야 한다, 이들 국가들에 대해서는 기존의 환경시설 인프라 구축에서 안정적인 물공급과 환경시설, 농축산 생산지원등을 통해 우호적 관계를 형성하면서 광물자원의 확보방안을 중,장기적으로 마련할 필요가 있다. 활성탄의 경우 칼곤, 노리트등 유명 기업들은 야자계 생산지와 석탄계 활성탄 제조기업과 최소 20-30년간 장기계약을 맺고 유통하고 있다. 우리나라도 보따리형 소규모 구매보다 광물자원의 장기적 확보를 국제협력기금과 연계한 지략적인 전략 수립이 시급하다.”라고 조언하고 있다.

6대 핵심 광물의 수요-공급 동향(출처: 한국지질연구원 2021년 자료)

탄소중립전략	핵심광물	2030예상수요(2020대비)	주수요처	특정국가의존도
				광석생산	처리
친환경차량,전기에너지저장	리튬	42배 증가	배터리양극제	호주,칠레(77%)	중국 58%
	코발트	21배 증가		DRC(71%)	중국 64%
	니켈	19배 증가		인도네시아(32%)	중국 34%
	흑연	25배 증가	배터리음극제	중국 (70%)
수소경제	백금족	3배 증가	촉매,연료전지	남아공(75%)	남아공(NA)
고효율기기 신재생에너지	희토류	7배 증가	모터(전기차) 발전기(풍력)	중국(60%)	중국 85%

(환경경영신문www.ionestop.kr 신찬기 전문기자)