● 희토류란? 총정리! (종류ㆍ용도ㆍ전망)

 

1. 희토류의 정의

 

 희토류(Rare Earth Elements)는 그대로 풀이하면 희귀한 광물을 말한다. 희토류는 매장량이 적어서보다 경제성이 있을만큼 원소들이 모여있는 지역이 적기 때문에 이러한 이름이 붙여졌다고 해석할 수 있다. 

 

희토류의 종류

화학적으로 원소기호 57번부터 71번까지 란타넘계 원소 15개와 21번인 스칸듐(Sc), 그리고 39번인 이트륨(Y) 등 총 17개의 원소를 총칭한다. 원소기호 같은 경우는 생소하니 대충 희토류의 종류가 이렇게 있구나 하고 알고 넘어가면 좋을 듯하다.

 

미국 지질조사국에 따르면 전세계 희토류 매장량은 1억 2천만톤이며 이중 4천 4백만톤이 중국에 있다. 브라질과 베트남에도 각각 2천 2백만톤의 희토류가 매장되어 있다고 보고 있다.

 

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2. 희토류 산업

 

희토류 광산과 노동자

 희토류를 개발하기 위해서는 다음과 같은 3가지 조건이 충족되어야 한다.

 

(1) 풍부한 매장량의 채산성 있는 광산

(2) 저렴한 인건비의 노동자들

(3) 환경오염이나 노동권 침해를 경시하는 개발제일주의 관점

 

즉, 희토류 채굴업은 땅이 넓고 인건비가 저렴한(그리고 권위주의 성향 정부가 다스리는) 개발도상국에서 주력으로 진행할 수 있는 산업이다.

 

중국, 브라질, 러시아, 콩고민주공화국 등이 세계적인 희토류 생산국이 된 이유가 이것이다. 현재의 기술력으로는 이 희토류의 채굴 및 가공 과정에서 심각한 환경오염과 산업재해를 야기하기에, 정화 비용이나 노동자에 대한 복지나 보상 등을 선진국 수준으로 지출할 경우 경제성이 맞지 않기 때문이다. 반대로 미국이나 다른 선진국이 매장량이 있음에도 직접 채굴하지 않고 개발도상국에서 수입하는 이유도 이 때문이다.

 

방사성원소인 프로메튬과 우라늄 정제로 미량만 나오는 스칸듐을 제외하면, 희귀한 토양이라는 이름과 달리 지표에 비교적 풍부하다. 허나 원석이 많아도 추출이 어려워 많이 생산되지 않는다.

 

이와 더불어 채굴과 추출과정에서 심각한 환경오염이 발생하기 때문에 그 재처리 및 정화과정에 많은 비용이 발생한다. 세계 최대 희토류 광산이 있는 바오터우 지역은 그야말로 심각할 지경이고 중희토류가 매장되어 있다는 중국 남부지역은 무분별한 개발 때문에 삼림 파괴, 산 붕괴, 식수원 오염 등의 피해가 발생하고 있다.

 

현재 호주 광산업체 '라이너스(Lynas Rare Earths)'가 말레이시아에 희토류 제련공장을 짓고 있는데, 이는 호주에서 광석을 채굴해 4,000km나 떨어진 말레이시아까지 운반해 제련하기 위해서이다. 문제는 이미 예전에 말레이시아에서는 일본회사의 희토류 제련공장으로 심각한 환경오염 및 주민피해를 야기한 바 있기에 말레이시아 환경단체들과 주민들이 극렬반발하고 있다. 사실 우리가 쓰는 스마트폰, 컴퓨터, 그 밖의 여러 첨단 기기들의 가격이 이 정도까지 내려갈 수 있는 것도 개도국들의 출혈이 있기 때문이다.

 

태양광 패널, 풍력 발전기 터빈, 전기자동차 배터리 등에 희토류가 사용된다. 

 

중동의 석유, 러시아의 천연가스, 중국의 희토류라는 말이 있을 만큼 주요 자원 중 하나이다. 중국은 오일쇼크 때 자원무기화의 위력을 직감하고 개혁개방 이래 희토류 개발을 적극 장려하였다. 그리하여 현재 중국이 현재 세계 최대의 희토류 생산국 반열에 떠오르게 되었다.

 

2010년 10월 중국 정부가 센카쿠 열도 분쟁을 이유로 일본에 희토류 원소 수출을 중단한다고 선언하자 국제적으로 난리가 났다. 미국 정부는 십 년 전 채굴이 중단된 폐광산까지 국가가 직접 재개발에 나서며 자국내 희토류 원소 공급망을 만들 계획을 내놓기도 했다.

 

그러나 정작 지난 15년 동안 희토류 관련 연구 인력들에게 적절한 보상이 이루어지지 않았고, 그 결과 미국은 희토류 생산 인프라를 재건해야 한다는 목소리가 나오고 있다. 네오디뮴 자석을 최초로 개발한 과학자도 미국인이며 그 과학자의 소속 기업도 미국 기업이었지만 경영 문제로 중국에 팔았다. 중국은 구입할 때 약속했던 5년의 기한이 지나자마자 관련 인력들을 해고하고 생산 시설 및 기술을 중국으로 유출해갔다.

 

그런데 2011년 초여름 중국이 수출량을 1/3로 또 축소했다. 이 때문에 희토류 가격이 다시 폭등했다. 그 결과 2년간 희토류 가격이 평균 10배 이상 폭등했다. 이 때문에 희토류 매장량과 정제술 연구가 많이 진행되었는데, 연구에 따르면 지금 같은 추세로 희토류를 소비해도 적어도 고갈될 때까지 100년 이상 걸릴 것이라는 결과가 나왔다.

 

또 기업들은 대체 소재 연구에 들어갔고 가시적인 성과를 보이고 있다. 예를 들어 전기차 한 대를 생산하는데 1.5kg의 희토류가 소요되는데, 토요타는 베트남 등 희토류 대체 생산지 확보에 나서는 한편 희토류를 쓰지 않는 신형 배터리를 개발했다. 세계에서 희토류를 가장 많이 수입하는 나라가 일본인데, 중국이 최근 희토류 수출량을 그 전의 1/3로 줄였다고 한다. 

 

이런저런 결과로 앞으로는 계속 희토류 가격이 하락세일 것으로 전망되고 있다. 공급 통제로 가격 폭등을 노린 점도 있는 중국 입장에서는 뜻대로 되지 않은 결과. 실제로 2010년 11월을 정점으로 가격은 안정세에 들어간 편이다. 즉 경제학으로 보면 과거 오일 의존도 하락만 유발한 오일쇼크의 재판과 비슷한 맥락이다.

 

그러나 이와 같은 대중 의존도를 줄이기 위한 노력에도 전자제품 생산 등의 수요 증가와 여전히 중국 대체 공급처가 중국만큼 경쟁력이 있지 않기에, 중국은 미국을 상대로도 희토류 수출제한을 무역경쟁 카드로 사용하고 있다. 결국 채산성ㆍ경제성이 화두인 것이다.

 

 

 

 

 

3. 희토류의 쓰임

 

전기차 모터의 영구자석에는 희토류가 필수적으로 필요하다(출처:http://www.mtnews.net/news/view.php?idx=11032)

희토류는 열과 전기가 잘 통하기 때문에 전기ㆍ전자ㆍ촉매ㆍ광학ㆍ초전도체 등 많은 분야에서 쓰인다. 희토류는 종종 산업의 비타민으로 비유되곤 한다. 비타민처럼 필요한 양은 적지만 없으면 산업 전반에 탈이 나기 때문이다.

 

 

희토류는 영구자석과 방위산업에 사용된다 (출처: 연합뉴스)

최근 수요가 급증하고 있는 전기자동차에 포함되는 모터의 필수부품인 영구자석을 생산하는 데 전체 희토류의 약 30%가 사용되고 있다고 한다. 자석을 만드는 데 네오디뮴이라는 희토류를 추가하면 자성이 10배 강해지기 때문이다. 이외에도 풍력발전용 터빈, 군사 무기, 형광체 및 광섬유, 원자로 제어제 등 각종 제조업의 핵심 원료로 사용되고 있다.

 

 

우리가 일상에서 흔히 접하는 스마트폰ㆍ태블릿PCㆍ노트북 등의 IT기기 부품소재에도 희토류가 들어간다. 또한 디스플레이용 형광소재에도 희토류는 꼭 필요하다.

 

현재 전세계 희토류 소비량은 매년 12만 5천톤 정도이다. 이 중 중국이 90% 이상을 공급하고 있다. 중국 정부는 희토류 업체의 생산량과 수출에 대해 쿼터제를 운영하며 관리하고 있다.

 

올해 중국공업정보화부는 2021년 상반기의 희토류 채굴ㆍ제련 쿼터를 지난해보다 27.5%씩 늘어난 8만 4천톤과 8만 1천톤으로 결정했다고 한다. 그 전보다 가장 많은 규모였으며 수요 증가로 인해 공급이 늘어난 것이다. 중국은 6개월마다 희토류 쿼터를 정하며, 2020년에는 연간 14만톤을 배정했다.

 

 

 

 

 

4. 중국의 희토류 전략 물자화

 

 

글로벌 시장에 공급되는 대부분의 희토류는 대부분이 중국산이다. 중국은 2020년 10월, 특정 물품이나 기술 수출을 제한할 수 있는 수출통제법을 제정하고 시행했다. 희토류 공급을 통제할 수 있다는 의도로 읽히며 여기에 더해 중국 정부는 희토류를 정제하는 기술도 보호하기 위해 노력중이다.

 

중국이 국제 사회를 대상으로 희토류를 전략 물자화 시키는 경우가 종종 있었으며, 미중 무역 분쟁 시 커내드는 카드가 되곤 했다.

 

미국은 희토류를 한해 약 1만톤 정도를 수입하는데 그 중 80%가 중국에서 수입한다. 희토류는 미국의 방위산업과 원유산업에 꼭 필요한 재료라 중국의 희토류 제재가 미국에게는 타격이 될 수 있다.

 

이러한 이유로 인해 조 바이든 미국 대통령은 반도체, 희토류와 배터리 등의 해외 의존도를 검토하게 하는 행정명령을 내릴 예정이라고 한다. 중국 외에도 인도와 브라질, 아프리카, 동남아시아 국가 등에서 수입 활로 또한 모색할 것으로 보인다.

 

 

 

 

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