[브릿지경제 신간(新刊) 베껴읽기] <가난한 미국, 부유한 중국> 김연규

미국과 중국의 희토류 패권을 둘러싼 이야기다. 자원이 무기인 미래 시대에는, 희토류를 지배하는 나라가 미래를 지배하게 될 것이라는 경고의 메시지가 담겼다. 저자는 미중 갈등의 본질이 결국은 미래산업 전쟁이며, 그래서 막강한 희토류 패권을 가진 중국이 두렵다고 말한다. 이 책은 희토류의 거의 모든 것을 알려준다. 특히 중국 희토류 소재와 정밀부품 등의 기업들과 산업생태계에 관해선 거의 최초로 공개되는 정보들이 많다. 가난한 미국이란 자원이 부족한 미국을, 부유한 나라 중국이란 자원부국 중국을 의미한다.



* 희토류는 희소금속 - 희토류(稀土類)는 말 그대로 ‘희소한 흙’의 한 종류다. ‘희소금속’의 일종이다. 희소금속은 지각 내 부존량이 적거나, 부존량은 많으나 경제성이 없어 생산이 어렵거나, 부존량은 많은데 생산과 추출이 어렵거나, 추출한 금속의 용도가 없고 특성이 뚜렷하지 않아 미개발로 있는 경우다. 리튬과 크롬 니켈 코발트 지르코늄 규소 망간 카드뮴 등이 이런 4가지 기준에 부합하는 희소금속이다. 이들은 거의 대체불가능하다. 문제는 이런 희소금속이 중국을 포함한 5개 정도 나라에 80% 가량이 매장되어 독점되고 있다는 점이다. 희소성과 편재성이 치열한 희토류 쟁탈전을 야기하고 있는 것이다.

* 희토류는 희소하지 않다? - 희토류 종류는 모두 17가지다. 원자번호 순서로 스칸듐 이트륨 란탄 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마륨 유로퓸 가돌리늄 테르븀 디스프로슘 홀뮴 에르븀 툴륨 이테르븀 루테튬이다. 친숙하지 않은 이름들이다. 그런데 희토류가 희소하지 않다. 희토류의 희소성은 특이하게도 ‘부존량’이 아니라, 추출과 정제 가공 과정에서의 생산성과 환경오염 측면에서 말하는 것이라고 저자는 설명한다. 실제로 희토류는 지구 표면에 풍부하게 분포한다. 마치 흙을 뿌려놓은 듯 흩어져 있다. 그래서 희토류를 채취, 정제하기가 힘들 수밖에 없다. 희토류 매장량은 1억 3000만 톤 정도로 추정된다. 연간 생산량 11만톤으로 나누더라도 거의 1200년 동안 생산 가능한 규모다. 확실히 희토류는 희소한 자원은 아니다.

* 희토류의 폭 넓은 쓰임새 - 희토류가 중요한 이유는 현재와 미래 산업에 필수불가결하기 때문이다. 스마트폰 하나에 희토류 17종 가운데 8종이 들어간다. 선명한 색상은 테르븀과 디스프로슘 덕분이고 회로와 스피커, 진동기능을 위해선 디스프로슘과 네오디뮴이 필요하다. 하이브리드 자동차인 토요타 프리우스 한 대에는 디스프로슘과 네오디뮴 테르븀 란탄 등이 13kg 들어간다. 전기차에 가장 중요한 희토류는 영구자석에 들어가는 네오디뮴이다. 희토류 없이 전기차는 현재로선 불가능하다. 희토류의 산업적 응용과 활용이 급증하면서 새로운 자원 쟁탈전이 벌어지고 있다. 디지털 전환과 그린 에너지 전환에 있어 희토류와 희소금속에 대한 수요는 거의 무제한이다. 첨단무기에도 희토류가 두루 활용된다. 미사일이 대표적이다. 정밀 유도탄에 디스프로슘과 네오디뮴 등이 사용된다. 중국과 대립 중인 미국이 압박감을 느끼는 이유다.

* 희토류의 진정한 가치 - 희토류 소재가 원재료의 탈을 벗고 다양한 기능 소재로 탈바꿈하는 순간에 희토류의 진정한 가치가 발현된다고 저자는 말한다. 원재료인 희토류는 그저 돌이나 흙일 뿐이지만 이 돌에 독특한 자성과 형광성, 내열성, 내마모성이 더해지면 원천기술이 된다는 것이다. 더욱이 희토류는 재활용을 통한 2차 물질 활용도 매우 어렵다.

* 4차 산업과 희토류 5형제 - 17개 희토류 소재 중 특히 주목할 5가지 소재가 있다. 네오디뮴과 디스프로슘 유로퓸 테르븀 에르붐이다. 희토류 응용 산업 가운데 가장 혁명적인 것은 영구자석 소재다. 전기차와 풍력터빈의 핵심부품이다. 그 원료가 네오디뮴과 디스프로슘이다. 영구자석이 고온에 견딜 수 있게 해 주는 것이 디스프로슘이다. 네오디뮴은 그나마 공급이 따라주지만 디스프로슘은 특별관리될 정도로 부족하다. 가격도 네오디뮴의 10배다. 전기자동차 한 대 당 100g이 사용된다. 전기차와 풍력 발전이 확대될수록 공급 부족과 가격 상승은 훨씬 심해질 것이다. 테르븀과 유로품은 발광소재로 사용된다. 테르븀은 부존량이 매우 적어 공급부족이 우려된다. 에르븀은 광섬유증폭기(EDFA)에 널리 이용된다.

* 희토류 생산량과 매장량의 갭 - 희토류는 광석의 형태로 채굴된다. 바스트네사이트 모자나이트 제노타임 및 이온흡착 점토 등에서 함께 채취된다. 모자나이트는 방사성 잔류물을 함께 처리해야 해 분리 채굴이 더 어렵다. 희토류 채굴량은 2009년 정점을 찍을 때 13만 5000톤에 달했다. 연간 불법 생산량도 4만톤으로 추정된다. 희토류의 산업 수요는 크게 8개 분야다. 영구자석과 자동차 배기가스 정화장치 촉매제, 정유화학 촉매제, 자동차 배터리 합금, 세라믹 가공, 연마제, 금속합금, 그리고 액정 디스플레이다. 최근 희토류 수요증가를 견인하는 것은 영구자석이다. 모든 나라가 다운스트림 중간재 부품으로 가장 부가가치가 높은 영구자석 분야의 기술 국산화에 올인하고 있다. 성공적인 탐사 덕분에 희토류 추정 매장량은 2008년 8800만 톤에서 2014년에는 1억 3000만톤으로 늘었다. 2020년 현재 중국(36.7%)과 브라질(17.5%), 베트남(18.3%), 러시아(10.0%) 등 4개 나라가 전 세계 육상 희토류의 82.5%를 차지하고 있다.

* 전세계 희토류 광산을 찾아서 - 오늘날 활성화된 주요 희토류 광산은 중국과 미국 호주에 있다. 세계 최대 희토류 광산은 중국의 내몽고 자치구 바오터우시에 있는 ‘바이원 어보’다. 중국은 북쪽에 경희토류가 많고 쓰촨성과 남동부 지역에선 중희토류가 많이 생산된다. 바이원 어보와 쓰촨 지역 희토류는 바스트네사이트라는 노천광산의 광석 형태로 채굴된다. 중국의 유일한 경쟁국은 세계 2위 생산국 호주다. 일본의 자금 지원을 받은 라이너스는 중국 다음의 최대 희토류 생산자다. 호주 남서부에 마운트웰드 광산을 운영 중이지만 당초 목표 2만200톤 ROE에는 한참 못 미쳐 중국에 쳐진다. 최근에는 중국 독점이 심한 중희토류 비중이 상대적으로 높은 캐나다가 주목받는다. 호이다스 호수광산, 스트레인지 레이크 광산 등이 있다. 베트남은 희토류 매장량 면에서는 세계 2위다. 2200만톤으로 중국의 거의 절반으로, 전 세계 공급량의 18%를 담당한다. 미국은 폐쇄했던 ‘마운틴 패스’ 광산을 2012년에 재개장하고 연간 2만톤 생산 계획을 수립했지만 장기간 운영이 보장되지 못하는 상황이다. 브라질도 2100만톤의 세계 3위 매장량을 자랑한다. 이 밖에 덴마크 자치령인 그린란드를 두고 미국과 중국이 욕심을 내고 있으며, 러시아는 1200만톤의 매장량을 자랑하지만 대부분 시베리아에 집중되어 개발이 쉽지 않다.

* 글로벌 공급불안과 중국의 희소금속 싹쓸이 - 희소금속 부자나라는 5곳이다. 중국과 캐나다 러시아 호주 그리고 미국이다. 이들이 전체 매장량의 80%를 차지한다. 이밖에 코발트는 콩고민주공화국에 64%, 백금은 남아프리카공화국에 70%, 니오븀은 브라질에 90%가 몰려 있다. 특정 자원의 지역 혹은 국가별 쏠림 속에 특히 중국에 편중된 희소금속들이 많다. 중희토류의 99%, 경희토류의 95%가 중국에 집중되어 공포심마저 자아낸다. 안티모니와 마그네슘의 85%, 갈륨의 75%, 게르마늄의 67%를 보유하고 있다. 희소자원의 극심한 편중에 국가간 분쟁으로 비화할 수 있다. 실제로 중국은 국내 공급을 우선해 비스무스와 갈륨 바나듐과 희토류의 수출통제를 강화하고 있다. 중국은 철광석과 알루미늄 등 희소금속을 가장 많이 생산하는 나라인 동시에 가장 많이 수입하는 나라이기도 하다. 전 세계 모든 산업 원재로료들이 중국으로 향하고 있는 셈이다.

* 주도면밀했던 중국의 희토류 육성 전략 - 저자는 희토류와 희소금속에 대한 중국이 지배구조가 매우 견고하다고 말한다. 이대로면 ‘서구의 몰락’이 가속화될 수 있다고 우려한다. 세계가 중국의 희토류 공급에 90% 이상을 의존하기 때문이다. 대부분의 저탄소 녹색기술 역시 희토류에 대한 의존도가 절대적이다. 총 매장량으로 보면 중국이 40%에도 못 미치지만 중국은 이제까지 매장량 대비 과도하게 희토류를 생산해 왔다. 더욱이 중국은 희토류에 관한 한 국내에 완벽한 자체 공급만을 갖췄다. 채굴에서부터 분리와 가공, 산화물 추출, 금속 가공, 영구자석 부품 및 형광물질 소재 제조의 밸류체인을 구축했다. 어느 나라도 이렇지 못하다. 수십 년에 걸쳐 주도면밀하게 진행한 결과다. 2009년 희토류와 희소금속의 글로벌 공급망 지배를 선언하기 훨씬 이전인 1950년대부터 이미 시작된 일이다. 원재료만 수출하던 중국은 1980년대 이후 희토류 산화물 수출을 장악하게 된다. 월등한 가격 경쟁력 덕분이었다. 미국과 유럽의 희토류 기업들이 문을 닫으면서 중국의 독주체제는 더욱 공고해졌다.

* 희토류 전문가들 모인 중국 - 중국의 희토류 장악에 가장 큰 받침돌은 중국의 지도자들이었다. 덩샤오핑은 젊은 시절 프랑스 유학 때 철강회사에서 일한 경험이 있다. 1992년에 이미 중국 2대 희토류 생산지인 장시성에서 “중동에 석유가 있다면 우리에겐 희토류가 있다”고 공언했다. 원자바오는 아예 지질학을 전공한 희토류 전문가였다. 중국에서 ‘희토류의 수도’라 불리는 바오터우라는 공업도시에서 1927년 희토류가 처음 발견된 이후 이곳은 전 세계 생산량의 50%를 공급하는 세계 최대 희토류 광산이 되었다. 대규모 노천광이라 저비용 개발이 가능하다. 특히 중희토류 함량이 높아 알짜 중의 알짜 광산이다. 중국 희토류 산업의 창시자로 불리는 사람은 쉬광센(1920~2015)이다. 중국의 핵무기 개발 프로그램에도 참여했던 인물이다. 핵연료의 요소를 분리 추출하는 역할을 맡았던 실력으로 희토류 원소의 분리공정 개발에 중요한 기여를 했다.

* 미국-중국 희토류 역사의 최대 스캔들 ‘마그네퀘엔치’ - 중국은 치밀했다. 미국 마그네퀘엔치사의 희토류 자석 공장들이 중국 회사로 넘어가면서 주 시설과 기술이 중국으로 넘어갔다. 중국은 일단 민간회사로 위장한 다음, 자금난에 봉착한 자석공장들에 접근해 공장 지속 가동을 조건으로 인수했다. 이후 미국 내 시설을 모두 폐쇄하고 중국으로 이전했다. 이 회사 인수를 뒤에서 조정한 두 중국기업의 회사 대표가 덩샤오핑의 첫째와 둘째 사위였다. 중국 자본에 인수된 마그네퀘엔치사는 미국내 다른 영구자석 공장들을 인수하기 시작했다. 나중에 중국이 대규모 스파이 활동에 대해 경고하는 FBI의 경고가 나왔지만 이미 때는 늦었다. 덕분에 중국은 현재 전 세계 영구자석 공급의 거의 90%를 담당하고 있다.

* 중국의 미래 희토류 전략은? - 중국은 자국에서 생산한 희토류를 비축하고 수출을 규제한다. 나아가 해외 희토류 광산을 선점하려 한다. 자국 내 희토류가 충분치 않을 것에 대비해 호주와 캐나다 아프리카 남미 동남아의 희토류와 전략광물을 확보해 가능하면 중국에서 분리 가공한다는 목표를 세웠다. 생산은 해외에서 하지만 가공과 부품화는 중국 내에서 함으로써 희토류 공급망을 온전히 장악하겠다는 것이다. 중국은 특히 영구자석의 국산화에 오랫동안 매진해 왔다. 희토류의 다운스트림 중간재 부품 가운데 가장 활용도가 높고 부가가치가 높은 소재임을 진작에 파악했던 것이다.

* 중국 희토류 전략의 최우선 목표 - 중국은 국내에서 채굴된 희토류 원재료를 국내에서 화학적으로 가공 분리해 최종 영구자석 부품으로 만든 뒤 중국산 전기차나 풍력 터빈, 태양광 패널, 절전형 조명 시스템에 조립하는 것을 최우선 목표로 삼고 있다. 두 번째 목표는 자국 내 원재료가 충분하지 않을 것에 대비해 호주나 캐나다 아프리카 남미 동남아에서 전략광물을 확보해 가능하면 중국에서 분리 가공하는 것이다. 현재 희토류를 분리 가공하는 중국의 기술력은 압도적이다. 중국은 이제 희토류를 응용한 수소저장 기술개발에 집중 투자하고 있다.

* 중국 희토류는 지속가능한가 - 차이나 워터리스크는 2016년 보고서에서 죽국 희토류 생산의 지속가능성에 의문을 제기했다. 중국정부가 희토류 고갈을 우려해 생산량과 수출 제한을 시작했다고 본 것이다. 중국 국무원은 중국이 앞으로 870년 동안 생산할 희토류가 있지만, 그것은 경희토류에 해당하는 수치라고 확인해 준 적이 있다. 중희토류는 가채연수가 15~50년 불과해 생산과 수출 규제가 불가피하다는 게 중론이다. 중국의 골칫거리는 여기에 희토류 불법 채굴과 암시장이 급속히 확산되고 있다는 점이다. 장시성 간저우시에서 가장 심각한 것으로 알려졌다. 환경오염은 최근 대두된 또 다른 심각한 문제다. 채굴 ㅎ 추출과 분리 과정에서 많은 화학약품을 사용하는 데 이를 언제까지 감수할 수 있을 지도 문제다.

* 미국 희토류 산업의 몰락 - 미국은 1960년대만 해도 세계에서 가장 많은 희토류와 리튬 생산국이었다. 애초에 희토류 패권은 미국이 갖고 있었다. 1949년 캘리포니아 ‘마운틴 패스’광산에서 희토류를 발견해 최초로 희토류를 생산 수출한 것도 미국이다. 전문가들은 1900년대 초 미국 희토류 산업의 몰락이 ‘환경 규제’의 결과라고 말한다. 중국이 국제 원자력계의 규제에서 상대적으로 자유로와 약진의 발판이 되었다는 것이다. 중국은 국제원자력위원회(IAEA) 회원국이 아니었다. 중국이 회원국이 된 것은 1984년이었다. 중국의 부상에 자극받은 미국은 이제 자국 내 희토류 광산 개발과 가공 영구자석 제조까지 독립된 공급망 구축을 추진하고 있다. 하얀 석유라고 불리는 리튬광산도 네바다와 노스캐롤라이나 캘리포니아 등지에서 본격 개발을 앞두고 있다. 하지만 중국이 수십년 전부터 준비해 왔기에 역부족이다.

* 미국은 중국 의존에서 벗어날 수 있나 - 미국은 2030년까지 신규 차량의 절반을 전기차로 충당할 계획이다. 하지만 희소금속 없이는 불가능하다. 중국이 2010년에 희토류 수출 쿼터를 연 3만 톤으로 축소하겠다고 했을 때 당시 희토류 가격은 최대 16배나 뛰었다. 미중 분쟁이 심화되는 상황에서 중국은 과연 언제 희토류 수출 금지 카드를 다시 꺼내 들까. 이미 미국에서 생산된 희토류 원재료는 고스란히 중국으로 수출된다. 분리와 가공 공정 시설이 없기 때문이다. 수출된 원재료는 중국에서 부가가치를 높여 엄청난 가격에 미국으로 되돌아 온다. 미국은 국제 희토류 가격 급등과 밸류체인 급변동 가능성에 대비하는 수 밖에 없다. 미국은 마운틴 패스 광산 채굴을 재개하고, 호주와 합작해 텍사스에 희토류 분리 정제공장을 추진 중이다. 그린란드를 통째로 매입하려 했다가 최근에는 우주탐사로 희토류를 확보하겠다고 선언했다. 중국 의존에서 벗어나려면 지구 밖으로 나가는 수 밖에 없음을 상징하는 장면이다.

* ‘자원 최빈국’ 대한민국의 딜레마 - 세계 경제는 글로벌 공급망을 통해 사슬 형태로 연결되어 있다. 과거 40년 동안 이 공급망이 중국을 중심으로 구축되었다. 미국이 최근 중국을 노골적으로 견제하며 글로벌 공급망 재편을 몰아붙이면서 한국은 샌드위치 신세가 되었다. 자원과 원자재가 취약한 우리로선 미국과의 공급망 협력을 기조로 하되, 중국과도 원만한 관계를 유지해야 하는 어려운 상황이다. 저자는 우리 입장에서 차선은 ‘치밀한 대비’ 밖에 없다고 말한다. 해외자원 개발이나 경제협력 체계, 대체재 개발, 재활용 등을 제시했지만 한계는 너무도 명확하다.

* 한국의 희토류 확보 현황 - 국내 희토류 매장량은 2597만 톤 정도로 파악된다. 강원과 충남 울산 등 일부 지역이다. 하지만 환산가치는 8억 원 정도에 그친다. 품위가 낮고 경제성이 없다. 현재는 전량 수입에 의존한다. 한국지질연구소가 2016년 국내 11개 지역을 대상으로 실시한 희소금속 매장량 조사 때 홍천과 충주에서 대규모 희토류 광맥이 발견되기도 했다. 분류 가공기술이 없으니 방법이 없다. 반면 북한에는 2000만~4800만 톤 가량의 희토류가 매장되어 있다고 추정된다. 중국에 버금가는 규모다. 우리 정부는 수급에 초점을 맞춰 2021년 8월 5일 ‘희소금속 산업 발전대책 2.0’을 발표했다. 확보-비축-순환의 ‘3중 안전망’ 강화안이었다. 희소금속 확보일수를 60~180일로 확대하고 평균 비축물량을 100일분으로 늘리기로 했다.

* 요원한 해외자원 개발 - 2000년대 초반부터 우리도 중국 내 희토류 확보에 나선 적이 있었다. 한국광물자원공사는 2003년에 중국과 현지 합작법인 ‘서안맥슨’을 설립하고 이곳에서 연마재용 희토류를 연간 1000톤 가량 생산했다. 2006년 6월에는 포스코차이나와 공동으로 중국 희토류 재료업체인 영신희토의 지분 60%를 인수해 경영권 확보에 성공했다. 하지만 광물자원공사는 2016년부터 자본잠식에 빠져 있다. 희귀금속 확보를 위한 노력이 더욱 배가되어야 하는 이유는 차고도 넘친다.


조진래 기자 jjr895488@naver.com