<2022년 국가별 리튬 매장량 비중>
(단위: %)
[자료: 미국지질조사국(USGS)]
우리나라가 글로벌 전기차 배터리 시장에서 두각을 나타내면서 반도체와 함께 배터리가 미래 먹거리로 주목받고 있다. 문제는 리튬 가격이 급등하면서 국내 기업의 수익성 악화가 우려된다는 것이다. 리튬은 배터리의 핵심인 양극재 원가에서 차지하는 비중이 40%에 달하는 만큼 리튬 수급이 향후 국내 배터리산업 지속 성장의 관건이 될 것으로 보인다.
리튬은 전기차 배터리의 핵심 원자재로, 전체 수요 중 배터리 수요가 89%에 달한다. 전기차 판매 확대와 함께 전 세계 리튬 수요는 2025년 104만3000t, 2030년 273만9000t으로 올해(52만9000t)보다 각각 2배, 5배 증가할 것으로 예상된다. 2040년에는 수요가 2020년 대비 42배 증가할 전망이다.
이처럼 리튬 수요는 급증하지만 글로벌 리튬 공급 시장은 소수 과점 구조여서 원자재 기업의 판매 교섭력이 강하며, 리튬 가격 상승은 국내 배터리 업계의 소재 비용 부담으로 이어진다. 반변, 전기차 시장의 글로벌 경쟁은 심화하고 있으며 각국 완성차 업체와의 관계로 인해 완성 배터리 판매가격을 인상하기는 어려운 구조다.
리튬은 원소주기율표 상 가장 가벼운 금속으로 활성이 높고 전류가 쉽게 흘러 배터리· 알루미늄 산업에서는 ‘하얀 석유’로 불린다. 대부분 토양, 암석, 자연수에 미량으로 분포하지만 높은 반응성으로 순수한 형태로는 자연 내에서 발견하기가 어려워 화합물 형태로 가공 후 이용하며 상업성이 있는 리튬은 주로 경암형 광산이나 염호에서 산출된다. 세계 리튬의 87%는 염호에 매장되어 있으며 나머지는 경암 내 존재한다.
상업성이 있는 염호에는 리터당 500~2000㎎의 리튬이 부존돼 있는데 주로 남미 삼각지대에 리튬 품위가 높은 염호가 분포하며, 건조한 기후에서 추출이 용이하다. 대표적으로 칠레 아타카마(Atacama) 염호는 매장량이 690만 톤에 달하며, 건조한 기후환경과 더불어 리튬 함유량이 많아 생산성이 가장 높다.
경암은 화강암질 페그마타이트 또는 화강암 내에 존재하며, 리튬이 함유된 스포듀민, 리티아운모, 인반석, 엽장석 정광 등을 채굴한다. 특히 리튬 함량이 높은 스포듀민 정광이 일반적으로 채굴되며 호주에 품위가 높은 스포듀민이 많다.
특히 국내 리튬 수요는 전량 해외에 의존하는 가운데, 중국 의존도가 높아 배터리‧소재 산업의 경쟁력 약화가 우려되는 상황이다. 리튬은 호주, 칠레, 중국이 전체 생산의 90%를 차지한다.
세계 각국에서 채굴된 리튬은 중국으로 운반된 후 고순도 리튬 화합물로 제련되는데 중국이 전체 제련 리튬 화합물 생산의 65%를 담당하고 있다. 특히 수산화리튬은 중국이 확실한 기술적 우위와 생산 이점을 보유하고 있어 중국의 수산화리튬 제련 점유율은 75%에 달한다.
중국에 의존하는 배터리 원자재 공급망은 한국 배터리 생태계의 위협 요인으로, 리튬을 직접 채굴·제련하거나 공급선을 다변화하지 않을 경우 중국발 리스크에 취약해질 수 있다. 친환경 리튬 채굴‧제련산업을 정부 차원에서 적극 육성하고, 호주와 아르헨티나를 유망 대체 공급선으로 주목해야 한다.
자원안보 차원에서 해외 자원개발 사업에 대한 투자를 확대하고 인도·태평양 경제프레임워크(IPEF) 논의에도 주도적으로 참여해 중국 이외 지역과의 공급망 구축에 힘써야 한다.
자국 이익 추구하는 광물전쟁
한국은 전기차 배터리 생산에 필수적인 리튬은 배터리의 핵심원료로, 이들 국가의 국유화 선언은 전 세계 전기 자동차 증가에 따른 광물자원의 핵심 무기로 급부상하고 있다.
로이터통신에 따르면 가브리엘 보리치 칠레 대통령은 TV 방송 연설을 통해 자국 경제를 발전시키고 환경을 보호하기 위해 매장량 기준 세계 1위인 자국 리튬 산업을 국유화하겠다고 지난 20일 발표했다.
전 세계 리튬의 대부분은 칠레, 아르헨티나, 볼리비아의 리튬 삼각지대에서 치열한 자원 확보 전쟁을 벌이고 있다. 이 지역에는 전 세계 리튬 매장량의 약 54%, 1,100만 미터톤이 매장되어 있다.
멕시코는 지난해 리튬 매장량을 국유화했고 인도네시아는 2020년 니켈광석 수출을 금지했다. 칠레는 세계 1위 리튬 매장국이자 전 세계 리튬 생산량의 30%를 차지하는 세계 2위 리튬 생산국이다.
따라서 칠레의 리튬 산업은 전기 전환의 핵심으로 리튬 이온 배터리는 대부분의 가전 제품 및 전기 자동차의 핵심 부품으로 사용된다.
칠레에서 리튬을 생산하는 기업은 SQM(Sociedad Química y Minería)과 앨버말(Albemarle)은 각각 2030년과 2043년에 계약이 만료될 예정이다. 앨버말과 SQM은 SK온, LG에너지솔루션과 테슬라를 비롯한 전기차, 배터리 업체들에 리튬을 공급하고 있다.
이에 따라 세계 1·2위 리튬 업체인 앨버말과 SQM 등 칠레 기업이 별도로 만들어진 국영 기업에 리튬 사업 관할권을 넘기게 될 전망이다.
보리치 대통령은 각각 2043년·2030년인 이들의 기존 계약을 종료시키지는 않겠지만, 자국 기업들이 국유화에 개방적으로 접근하기를 희망한다고 밝혔다.
보리치 대통령은 만약 자신의 계획대로 리튬 산업을 국유화하면 그 이후에는 모든 리튬 개발 프로젝트가 국영 리튬 기업을 통한 민관파트너십(PPP) 형태로 진행될 것이라고 덧붙였다.
보리치 대통령은 "국유화를 하더라도 기존 민간 리튬 채굴 업체가 보유한 리튬 채굴권에는 영향이 없다"면서 "다만, 현재 리튬 채굴 작업 중인 민간 기업도 기존 계약을 갱신하는 시점이 오면 민관파트너십에 참가해야 영업을 계속할 수 있게 될 것"이라고 말했다.
리튬 전쟁 서막, 전기차 등장
리튬의 가치가 급등하게 된 것은 최근 들어 전기차 시장이 성장한 영향이 크다. 배터리는 전기차의 핵심부품이며 비용의 큰 부분을 차지하고 있다. 특히 리튬은 가장 많이 쓰이는 ‘리튬 이온 배터리’의 주원료로, 리튬의 전체 수요 중 배터리가 차지하는 수요만 89%에 달하며 2040년에는 2020년 대비 42배 증가할 전망이다. 이는 전도성이 매우 좋고 밀도가 낮아 가벼워 △높은 에너지 밀도 △나타나지 않는 기억 효과 △자가 방전 미발생이라는 장점이 있다. 따라 스마트폰, 노트북 등 전자 기기들에 많이 사용된다. 특히 스마트폰에는 리튬이 5g밖에 들어가지 않지만, 전기차 배터리는 무려 60kg의 리튬이 필요하다. 이와 더불어 완성차 기업들은 배터리 회사와 경쟁하며 직접 전기차 배터리를 생산하려 한다. 전기차 생산 비용의 대부분을 차지하는 배터리를 직접 생산함으로써 수직통합 체계를 완성하려는 것이다. 이는 △배터리 회사 의존성 저하 △생산설비의 통합으로 인한 효율성 증가 △공급 안정성 증가와 같은 이점이 있다. 따라서 전기차 시장이 활발해진 2021년부터 자연스럽게 리튬의 수요가 폭증했다. 이와 동시에 코로나19 사태와 러시아-우크라이나 전쟁으로 인한 세계적인 공급망 위기가 맞물리면서 리튬 시장이 과열됐다.
리튬 전쟁의 진행 상황
리튬은 세계적으로 생산량이 적고, 대부분의 리튬 생산이 일부 국가에서만 이루어지기 때문에 국가별 편중이 심하다. 이에 주요 리튬 매장국은 발 빠르게 국유화에 나서며 이익을 확보하고 있다.
리튬 매장량으로 세계 1위 자리를 지키고 있는 칠레는 국영 리튬 기업을 설립할 예정임을 발표했으며, 세계 10위인 멕시코는 리튬 국유화를 선언했다. 시장에 공급되는 리튬 중 6%를 차지하는 아르헨티나는 정부에서 리튬을 전략 광물로 지정하며 기업들의 채굴권을 정지했다. 또한 전 세계 리튬의 65%가 매장돼 있는 것으로 추정되는 ‘리튬 삼각지대’를 끼고 있는 칠레, 아르헨티나, 볼리비아 3개국은 석유수출국기구(OPEC)를 본떠 ‘리튬 OPEC’를 만들고자 하고 있다.
이에 발맞춰 국내 및 해외 기업은 리튬 공급망을 구축하기 위해 총력전을 기울이고 있다. 세계 최대의 전기차생산기업 테슬라가 진행한 △리튬 채굴·생산업체 시그마 리튬 인수 논의 △미국 리튬 채굴업체 피드몬트 리튬과 장기 공급 계약 체결 △피드몬트 리튬과 리튬 정제공장 건설 추진 등 막대한 투자들은 기업들의 광물 확보가 얼마나 치열한지 보여준다. 우리나라 기업들도 리튬 확보를 위해 노력하고 있다. 국내 배터리 소재 기업인 LG화학은 피드몬트 리튬과 총 20만 톤 규모의 리튬 정광 구매 계약을 체결했다. 리튬 정광은 리튬 광석을 가공, 농축하여 만든 고순도 광물로, 배터리 제조의 핵심 원료인 수산화 리튬을 추출할 수 있다. 기업들은 개별적인 핵심 광물 확보를 하는 동시에, 더 안정적인 공급망 구축을 위해 미국 국무부 주도로 출범한 ‘핵심광물안보파트너십’을 활용하고 있다.
환경 문제
최근 미국에서는 리튬 생산량을 증대하려는 정부에 환경단체들이 맞서면서 갈등을 빚었다. 아이러니하게도 환경 문제에 대한 대책의 일환으로 전기차가 주목받았고, 리튬 전쟁이 시작됐지만 시장의 과열로 인해 또다시 환경 문제가 대두되고 있다. 리튬을 광석에서 추출하는 과정에서 첨가하는 점토와 황산으로 인해 만들어지는 유해 부산물들은 △수질 악화 △인근 주민들의 목장 파괴 △대기 오염 △멸종위기 동·식물 위협 등의 문제를 일으킨다. 채굴 과정에서 엄청난 양의 물이 필요하다는 점도 비판받고 있다. 나아가 국립환경과학원에서는 친환경 자동차 폐배터리를 유독물질로 분류하고 외부에 노출되면 유해한 물질을 뿜어낸다고 지적한 만큼 폐배터리도 많은 문제를 일으키고 있다. 이에 많은 기업이 노력해 폐배터리를 재활용하는 새로운 산업이 발전 중이다. 특히 2050년에는 시장 규모가 600조 원으로 커질 것으로 전망되고 있다.
현재 리튬 전쟁에 너나 할 것 없이 글로벌 자동차 업체, 배터리 기업, 정부 등이 뛰어들고 있으며 앞으로 전기차 사업이 확장됨과 함께 더욱 과열될 것이다. 리튬 수급이 배터리가 들어가는 전 사업에 중대한 영향을 주는 중요한 사업이기에 이 전쟁에서 누가 승리할지 시선이 주목된다. 하지만 무차별적인 경쟁에 매몰되지 않고 리튬의 지속 가능한 생산을 위한 기술 발전, 환경 문제 해결에 대해 국제적인 고민을 하는 것도 중요하다.