각국이 2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위해 경쟁함에 따라 재생 에너지와 전기 자동차를 만드는 데 필요한 금속 공급에 대한 압박이 커지고 있습니다.
최근 몇 달 동안 영국은 잠비아와 협정을 체결했고, 일본은 나미비아와 협력했으며, EU는 칠레와 손을 잡았습니다. EU 협상단은 콩고와도 협력을 시작했으며, 미국은 몽골을 주시하고 있습니다. 이러한 노력은 탈탄소화에 필요한 광물, 즉 "녹색" 금속을 확보한다는 목표를 공유합니다.
여러 산업 분야에서 널리 사용되는 "녹색" 금속에는 세 가지 그룹이 있습니다. 알루미늄과 강철은 태양광 패널과 터빈 제작에 사용되고, 구리는 케이블부터 자동차까지 모든 것에 중요합니다. 전기차 배터리에 사용되는 금속에는 양극을 구성하는 코발트, 리튬, 니켈과 양극의 주성분인 흑연이 있습니다. 마지막 그룹은 네오디뮴과 같은 자성 희토류로, 전기차 모터와 터빈 발전기에 사용되지만 수요가 제한적입니다.
에너지전환위원회(ETC)에 따르면, 전 세계 배출량의 5분의 4를 차지하는 72개국이 2050년까지 탄소 중립을 달성하기로 약속했습니다. 이 목표를 달성하려면 풍력 발전 용량은 15배, 태양광 발전 용량은 25배, 전력망 인프라 규모는 3배, 전기 자동차 대수는 60배 증가해야 합니다.
2030년까지 구리와 니켈 수요는 50~70%, 코발트와 네오디뮴은 150%, 흑연과 리튬 수요는 6~7배 증가할 것으로 예상됩니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2050년까지 탄소 중립적인 세상을 실현하려면 연간 3,500만 톤의 "녹색 금속"이 필요할 것으로 예상됩니다. 알루미늄과 강철과 같은 공정에 필요한 기존 금속을 포함하면, 현재부터 2050년까지의 수요는 65억 톤에 달합니다.
이것이 바로 각국이 10년 안에 전 세계적인 광물 부족을 우려하는 이유입니다. ETC는 2030년까지 구리와 니켈이 약 10~15%, 배터리에 사용되는 다른 금속은 30~45% 부족할 것으로 예상합니다.
그렇다면 이러한 금속의 공급은 어떻게 될까요? 철강은 아마도 풍부할 것입니다. 코발트도 풍부합니다. 그러나 이코노미스트가 보도한 전문가들의 예측에 따르면, 구리는 2030년까지 200만~400만 톤, 즉 잠재 수요의 6~15%가 부족할 것입니다. 리튬은 5만~10만 톤, 즉 수요의 2~4%가 부족할 것입니다. 니켈과 흑연은 이론적으로는 풍부하지만 배터리에 사용하기 위해서는 높은 순도가 필요합니다. 보크사이트를 알루미늄으로 정제할 제련소가 너무 적습니다. 그리고 중국 밖에서는 네오디뮴을 생산하는 곳이 거의 없습니다.
이코노미스트는 이러한 과제에 대한 세 가지 해결책을 제시합니다. 첫째, 생산자들은 기존 광산에서 더 많은 공급을 확보할 수 있는데, 이는 즉시 가능하지만 생산 능력에 한계가 있습니다. 둘째, 기업들이 새로운 광산을 설립할 수 있는데, 이는 문제를 완전히 해결하지만 시간이 걸릴 것입니다.
이러한 한계 때문에 적어도 향후 10년 동안은 세 번째 해결책이 가장 중요합니다. 즉, "녹색 병목 현상"을 해소할 방법을 찾는 것입니다. 여기에는 더 많은 재료를 재사용하는 것이 포함되는데, 이는 알루미늄, 구리, 니켈에 가장 적합합니다. 재활용 산업은 여전히 파편화되어 있으며, 가격이 상승하면 성장할 수 있습니다. 광산 대기업 HP가 탄자니아의 니켈 재활용 스타트업에 자금을 지원하는 등 이미 몇몇 노력이 진행되고 있습니다.
HP의 수석 이코노미스트인 휴 맥케이는 현재 35% 수준인 고철이 10년 안에 전체 구리 공급량의 50%를 차지할 것으로 예상합니다. 리오틴토 또한 알루미늄 재활용 센터에 투자하고 있습니다. 작년 배터리 금속 재활용 스타트업들은 5억 달러라는 기록적인 자금을 조달했습니다.
더 큰 방법은 유휴 광산을 재가동하는 것이며, 그중에서도 알루미늄이 가장 유망합니다. 2021년 12월 이후 급등한 에너지 비용으로 인해 유럽에서 연간 140만 톤(전 세계 알루미늄 제련 용량의 2%)의 알루미늄 제련 용량이 중단되었습니다. 상품 거래 회사 Trafigura의 수석 금속 및 광물 분석가인 그레임 트레인에 따르면, 알루미늄 가격이 25% 상승하면 더 많은 광산이 재가동될 것입니다.
그리고 가장 큰 희망은 부족한 공급량을 최대한 활용하는 기술에 있습니다. 기업들은 금속 함량이 낮은 광석에서 구리를 추출하는 "테일 침출(tail leaching)"이라는 공정을 개발하고 있습니다. 미국 자원 기술 회사인 제티 리소시스(Jetti Resources)의 이사인 다니엘 말척(Daniel Malchuk)에 따르면, 이 기술을 대규모로 사용하면 적은 비용으로 연간 백만 톤의 구리를 추가로 생산할 수 있습니다.
인도네시아 남술라웨시주의 니켈 가공 공장에서 일하는 노동자. 사진: 로이터
세계 최대 니켈 생산국인 인도네시아에서는 광산업체들이 "고압 산 침출"이라는 공정을 사용하여 저품위 광석을 전기차에 적합한 소재로 전환하고 있습니다. 수십억 달러 규모의 공장 3곳이 건설되었고, 약 200억 달러 규모의 추가 프로젝트가 발표되었습니다.
영국 금융 회사 Sucden의 연구 책임자인 다리아 에파노바는 인도네시아가 2030년까지 약 40만 톤의 고품질 니켈을 생산할 수 있을 것으로 추산하며, 이는 예상되는 90만 톤의 공급 부족을 부분적으로 메울 수 있을 것이라고 밝혔습니다.
하지만 신기술은 아직 불확실하며 오염과 같은 단점이 있을 수 있습니다. 따라서 새로운 광산을 개발하면 시간이 걸리더라도 더 큰 수익을 얻을 수 있습니다. 전 세계적으로 최소 사전 타당성 조사를 시작한 코발트, 구리, 리튬, 니켈 프로젝트는 382개에 달합니다. 컨설팅 회사 맥킨지에 따르면, 2030년까지 가동이 시작되면 수요 균형을 맞출 수 있을 것입니다.
현재 전 세계적으로 약 500개의 코발트, 구리, 리튬, 니켈 광산이 운영되고 있습니다. 마감일까지 382개의 신규 광산을 가동하려면 여러 가지 난관을 극복해야 합니다. 첫째, 자금 부족입니다. 맥킨지에 따르면 2030년까지 공급 부족을 메우려면 연간 광산 자본 지출이 두 배인 3,000억 달러로 증가해야 합니다.
컨설팅 회사 CRU는 구리에만 투자하는 금액이 2016년부터 2021년까지 평균 150억 달러에서 2027년까지 220억 달러로 증가할 것으로 전망했습니다. 주요 광산업체들의 투자는 증가하고 있지만, 아직은 속도가 충분히 빠르지 않습니다. 게다가 새로운 광산 개발에는 오랜 시간이 소요되는데, 리튬은 4~7년, 구리는 평균 17년이 걸립니다. 허가 부족으로 인해 개발 지연은 더 길어질 수 있습니다.
활동가, 정부 , 규제 기관이 환경적 이유로 프로젝트를 차단하는 경우가 늘어나면서 2017년부터 2021년까지 칠레에서 새로운 광산이 승인되는 데 걸리는 평균 시간은 311일로 늘어났는데, 이는 2002년부터 2006년까지의 139일보다 늘어난 수치입니다.
유리한 국가에서 채굴되는 구리 광석의 금속 함량이 감소하고 있어 기업들은 더 열악한 지역을 찾아야 하는 상황에 놓였습니다. 2030년까지 예상되는 신규 공급량의 3분의 2는 세계은행의 "기업환경지수" 하위 50위권 국가에 집중될 것으로 예상됩니다.
이 모든 것은 새로운 공급이 장기적인 해결책일 수밖에 없음을 의미합니다. 향후 10년간의 조정은 대부분 투입 비용 절감에서 비롯될 것입니다. 하지만 그 절감액이 얼마나 될지는 제조 기업의 혁신 능력에 달려 있기 때문에 예측하기 어렵습니다.
예를 들어, 전기 자동차 및 배터리 제조업체들은 금속 사용량을 줄이는 데 큰 진전을 이루었습니다. 일반적인 전기 자동차 배터리에는 2020년 80kg이었던 구리가 현재 69kg으로 감소했습니다. CRU의 비금속 부문 책임자인 사이먼 모리스는 차세대 배터리에는 21~50kg만 필요하며, 2035년까지 연간 최대 200만 톤의 구리를 절약할 수 있을 것으로 추산합니다. 배터리의 리튬 수요 또한 2027년까지 절반으로 감소할 수 있습니다.
비용 절감 외에도 대안이 있습니다. 배터리 양극재에서는 코발트와 니켈 함량이 동일한 니켈-망간-코발트 화합물(NMC 111)이 단계적으로 폐지되고 있으며, 니켈 함량은 높고 코발트 함량은 낮은 NMC 721과 811이 사용되고 있습니다. 한편, 중국에서는 저렴하지만 에너지 소모량이 적은 리튬-인산철(LFP) 혼합물이 인기를 끌고 있는데, 이는 도시 거주자들이 한 번 충전으로 장거리 주행을 원하지 않기 때문입니다.
흑연 음극에도 실리콘(풍부하게 존재하는)이 도핑되고 있습니다. 테슬라는 희토류 원소를 사용하지 않는 모터를 개발할 것이라고 밝혔습니다. 리튬을 나트륨(지구에서 여섯 번째로 풍부한 원소)으로 대체하는 나트륨 이온 배터리가 성공할 가능성이 있습니다.
소비자 선호도 또한 중요한 요소입니다. 오늘날 사람들은 한 번 충전으로 600km를 주행하는 전기차를 원하지만, 그렇게 장거리 주행을 정기적으로 하는 사람은 드뭅니다. 리튬이 부족하기 때문에 자동차 제조업체들은 주행 거리가 짧고 교체 가능한 배터리를 탑재한 자동차를 설계할 수 있으며, 이를 통해 배터리 크기를 획기적으로 줄일 수 있습니다. 적절한 가격이라면 전기차 보급이 빠르게 확대될 수 있습니다.
가장 큰 과제는 전력망에서 제거하기 어려운 구리입니다. 하지만 소비자 행동 변화를 통해 해결할 수 있습니다. CRU는 "친환경" 목적의 구리 수요가 현재 7%에서 2030년까지 21%로 증가할 것으로 예상합니다. 금속 가격이 상승함에 따라 구리를 함유한 휴대전화와 세탁기의 판매가 전선과 태양광 패널보다 더 빨리 감소할 수 있습니다. 특히 친환경 기술 시장이 정부의 보조금 지원을 받을 경우 더욱 그렇습니다.
2030년대 후반에는 녹색 전환을 계획대로 추진할 수 있을 만큼 충분한 신규 광산과 재활용 시설이 확보될 수 있습니다. 하지만 이코노미스트 에 따르면, 위험은 다른 혼란에 있습니다.
공급이 일부 국가에 집중되어 있기 때문에 지역적 불안, 지정학적 갈등, 심지어 악천후까지도 영향을 미칠 수 있습니다. 리베룸 캐피털(영국)의 시뮬레이션에 따르면, 페루의 광부 파업이나 인도네시아의 3개월 가뭄은 구리 및 니켈 가격에 영향을 미치거나 공급을 5~15% 감소시킬 수 있습니다. 그러나 회복력이 강한 구매자, 강력한 정부, 그리고 약간의 행운이 있다면, "친환경" 금속에 대한 수요 증가가 파국적인 폭락을 초래하지 않을 수도 있습니다.
피엔안 ( The Economist에 따르면 )
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