전기차 핵심 원재료. 리튬 알아보기 Ⅱ

오늘은 지난 포스팅에 이어 리튬에 대해 더 알아보도록 할게요. 향후 전기 자동차 애플리케이션에 대한 수요가 599% 증가할 것으로 예상되기에 리튬에 대한 총 글로벌 수요는 2019년부터 2025년까지 260% ​​이상 증가 할 것으로 예상된다고 합니다. 그럼 이러한 폭발적 수요를 공급할 수 있는 매장량이 있는지, 또 다른 이슈 사항은 없는지에 대해 포스팅해 보도록 하겠습니다. 

 

1. 리튬 생산량 및 예상 매장량

지각에서 리튬이 차지하는 비율은 0.0017%으로, 아연·구리·텅스텐·코발트보다는 적고 주석·납보다는 조금 더 많습니다. 주요 생산국은 미국, 칠레, 호주, 캐나다, 중국 등인데 현재 리튬은 광산 및 염전 등이 계속 개발 중에 있기에 정확한 매장량을 예측하긴 어려운 상황입니다. 최근 볼리비아의 우유니 사막에 540만 톤이 매장되어 있다는 사실이 알려지면서 리튬 트라이앵글 지역이 주목받고 있는 상황입니다.

리튬 트라이앵글은 칠레, 볼리비아, 아르헨티나 지역에 걸쳐서 분포되어 있으며 전 세계 매장량의 70%에 달한다고 보고되고 있습니다. 다만 이들 나라는 리튬 생산을 전부 자국에서 하도록 강제하고 있습니다. 과거 석유 등 자원을 해외 기업들에게 빼앗긴 경험이 이들로 하여금 아주 보수적인 접근을 하게 만들고 있으며, 이에 따라 해외 국가의 진출이 쉽지 않습니다. 

<리튬 트라이앵글 지역>

 

 2020년이면 지표상에 매장된 리튬이 고갈된다는 말도 있었으나, 이론상 무한정 재사용이 가능한 데다 수요의 확대에 따라 계속해서 채굴장이 개발되고 있어 사실상 석유 고갈과 같은 말로 취급되고 있습니다. 문제는 광산의 개발속도가 전기자동차의 수요를 따라잡지 못하고 있다는 것인데 이차전지의 수요가 갈수록 증가하는 현실이기에 채굴장 개발뿐만 아니라 리튬을 대체할 신소재의 개발이 시급한 상황입니다.

<출처 : USGS>

USGS 2022년 보고서에 따른 리튬 광산(염전 미포함) 생산량 및 매장량을 보면 아르헨티나, 호주, 브라질, 캐나다, 칠레, 중국 등이 리튬 주요 국가입니다. '22년 생산량 기준으로 호주 61,000톤, 칠레 39,000톤, 중국 19,000톤 순이며 예상 매장량의 경우 칠레 9,300,000톤, 호주 6,200,000톤, 아르헨티나 2,700,000, 중국 2,000,000톤 순입니다.

광산뿐만 아니라 염전까지 포함 시 리튬의 전 세계 매장량은  '22년 USGS 보고서 기준 약 9천800만 톤 정도 된다고 합니다. 볼리비아 2,100만 톤, 아르헨티나 2,000만 톤, 미국 1,200만 톤, 칠레 1,100만 톤, 호주 790만 톤, 중국 680만 톤 순으로 추정하고 있습니다. 물론 현재에도 여러 지역에서 채굴장이 개발되고 있기에 이 수치는 언제든지 변할 수 있습니다. 

☞ 리튬 개발 더 알아보기
- 2020년, 자동차 3.7억 대분의 리튬배터리를 만들 수 있는 양의 리튬이 2018년에 포스코가 찜해둔 아르헨티나의 한 호수에서 발견되었다고 함
- 2023년 국내에서도 리튬 매장이 확인된 광산 6곳이 발견되었으며 가장 유력한 곳은 울진 지역
- 2023년 2월 인도에서 매장량 590만 톤으로 추정되는 리튬이 발견. 인도에서 리튬 매장이 확인된 것은 처음이며 이는 세계 2위 규모에 해당
- 2023년 3월 이란에서 매장량 세계 2위의 리튬광산이 발견되었다고 함. 현재 이란은 미국, EU 등 서방의 제재를 받고 있기 때문에 중국이나 러시아 등에 팔아서 경제난을 완화시킬 것으로 예상됨
- 2023년 9월에 미국 네바다-오리건주 접경지역에서 발견된 리튬 매장지에는 최대 약 4,000만 톤에 달하는 리튬이 매장돼 있을 것으로 추정. 이는 이전 세계에서 가장 큰 매장지로 여겨졌던 볼리비아 염전 아래에서 발견된 리튬광산보다 훨씬 더 큰 규모

4. 리튬 시장의 전망 및 시사점

- 리튬 전지의 안전성 이슈

2008년 이래 몇 년간 발화사고가 잇따라 리튬이온 전지의 안전성 기준이 까다로워지고 있습니다. 특히 리튬 계열 전지 및 리튬 계열 전지를 탑재한 전자 기기의 항공기 수속이 점점 까다로워지고 있는 추세입니다. 최근 전기자동차 화재 관련하여 한번 발화 시 연소가 어렵다는 점도 리튬 전지에 대한 안전 문제가 지속적으로 제기되고 있는 실정입니다. 

- 환경 파괴 이슈

리튬 이온 전지는 대기 오염을 막을 핵심 기술로 여겨지지만, 아이러니하게도 염호 리튬 추출은 막대한 환경 파괴를 야기합니다. 염호에서 리튬을 추출하려면, 우선 리튬이 녹아 있는 소금물을 커다란 구덩이(일명 '증발호'라고 함) 안에 부은 뒤 물만 자연 증발할 때까지 기다려야 합니다. 이후엔 여러 화학제를 투입해 소금 덩어리에서 리튬을 추출합니다. 염호의 물을 증발호로 퍼 옮기는 작업은 막대한 에너지를 소모하며, 증발호에 화학재를 투입하는 단계에서도 토양이 오염됩니다. 게다가 염호 리튬 추출은 엄청난 양의 담수를 낭비하는데 대략 1톤의 리튬을 만들기 위해 220만 리터의 물을 버려야 합니다. 현재  이런 리튬 추출법의 한계를 극복할 새로운 기술이 테스트 중입니다. 친환경을 이유로 확대되고 있는 리튬 산업이 환경파괴를 일으키는 아이러니한 상황을 하루빨리 해결해 나가야 할 것입니다. 

- 리튬 공급망 다양화 필요

리튬 생산의 다양화는 공급망 안정을 위해서도 매우 중요합니다. 미 지질조사국에 따르면, 전 세계 리튬 매장량 중 70% 이상이 리튬 트라이앵글 지역에 집중돼 있습니다. 아시아의 주요 리튬 보유국은 중국(13.6%) 정도뿐입니다. 과거 석유수출국기구(OPEC)의 사례에서 볼 수 있듯이, 희소한 자원을 한정된 국가만 생산할 수 있으면 글로벌 공급망은 국제 정치의 알력 다툼에 좌우되고 말 겁니다. 남미나 중국 외에도 '대체 리튬 생산국'이 늘어나야 하는 이유입니다.

 

오늘은 지난 포스팅에 이어 리튬에 대해 추가적으로 살펴보았습니다. 내연 기관을 대체하는 전기 자동차 생산량이 늘어날수록 당분간 리튬에 대한 수요는 폭발적으로 증가할 것은 자명한 사실입니다. 리튬 자원이 부족한 대한민국의 경우 공급선 다변화 및 자체 채굴장 개발이 하루빨리 이루어져야 할 시점으로 보입니다. 도움이 되셨다면 공감과 댓글 부탁 드립니다. 

 

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