전세계가 희토류에 주목하는 이유 (+의미, 각 국 매장량, 국제정세 등)

728x90

희토류는 현대 문명의 기둥

한때 인류에게 그다지 주목받지 못했던 원소가 있다. 바로 '희토류(稀土類, Rare Earth Elements)'다. 이 원소는 자연계에서 상대적으로 드물게 존재하며, 정제 과정이 까다롭기 때문에 희귀하다고 여겨졌다.

하지만 현대 산업이 고도화되면서 희토류의 중요성이 급격히 상승했다. 첨단 기술, 친환경 에너지, 국방 산업에 이르기까지, 희토류는 이제 현대 문명을 지탱하는 핵심 자원이 되었다. 세계 각국이 희토류 확보에 사활을 거는 이유에 대해 함께 면밀히 살펴보자.

희토류란 무엇인가?

희토류는 말 그대로 '희귀한 흙(Rare Earth)'이라는 뜻으로, 주기율표에서 '란타넘(La)'부터 '루테튬(Lu)'까지의 15개 원소와 '이트륨(Y)', '스칸듐(Sc)'을 포함한 총 17개 원소를 가리킨다. 이들은 화학적 성질이 비슷하여 자연에서 흔히 혼합된 형태로 발견된다.

희토류의 주요 특징은 강한 전자기적 성질과 촉매 기능인데 디스플레이, 반도체, 배터리 등 다양한 첨단 산업에서는 필수적인 요소다. 하지만 이들 원소는 자연에서 단독으로 존재하기 어려워, 순수한 형태로 추출하는 과정이 까다롭다는 것이 단점 중 하나다.

희토류가 첨단 기술의 필수 요소로 각광받는 이유

희토류는 스마트폰, 전기차, 풍력 터빈, 군사 장비 등 현대 기술을 뒷받침하는 핵심 원소다. 다음은 대표적인 활용 사례다.

네오디뮴(Nd) - 초강력 영구자석의 핵심

네오디뮴은 초강력 자석을 만드는 데 필수적인 원소로, 하드디스크와 전기차 모터에 사용된다. 테슬라 전기차는 이 자석을 활용해 에너지 효율을 극대화하고 있다.
유로퓸(Eu) - 디스플레이 기술의 숨은 공신

유로퓸은 LED 디스플레이와 형광등에 필수적인 형광체로, 삼성과 LG 같은 디스플레이 제조업체들이 선명한 색감을 구현하는 데 적극 활용하고 있다.
란타넘(La) - 친환경 배터리의 원료

하이브리드 자동차와 전기차의 니켈-수소(NiMH) 배터리에 사용되는 란타넘은 효율적인 에너지를 제공하는 데 기여하고 있다.
가돌리늄(Gd) - 자기공명영상(MRI)의 필수 원소

가돌리늄은 강한 자기적 성질로 MRI 조영제에 사용되어, 질병 진단에 필수적인 역할을 한다.

희토류를 둘러싼 글로벌 패권 경쟁

희토류는 산업 전반에 걸쳐 핵심적인 역할을 하기 때문에 각국은 안정적인 공급망 확보를 위해 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 특히 중국이 세계 희토류 생산량의 약 70%를 차지하며, 이는 국제 정세에서 중요한 변수로 작용하고 있다.

중국의 희토류 독점과 무기화 전략

중국은 1980년대부터 희토류 채굴과 정제 기술을 발전시켜 세계 시장을 장악했다. 2010년 일본과의 외교 분쟁 중 희토류 수출을 제한하며 국제 사회에 충격을 주었고, 이후 미국, 일본, 유럽연합(EU)은 공급망 다변화를 위한 전략을 모색하게 되었다.

미국과 EU의 희토류 공급망 전략

미국은 자국 내 희토류 채굴을 확대하고 있으며, 캘리포니아의 마운틴 패스 광산이 주요 생산지로 자리 잡고 있다. 유럽연합은 재활용 기술 개발과 아프리카 및 호주와의 협력을 강화하고 있다.

미국의 우크라이나 희토류 원소 요구

미국은 우크라이나의 희토류에 대한 관심 또한 뜨겁다. 도널드 트럼프 대통령은 우크라이나가 러시아에 대한 전쟁 노력을 재정적으로 지원하는 대가로 미국에 희토류를 공급하길 원한다고 말했다. 트럼프는 미국의 지원에 대한 균형을 강조하며, 우크라이나가 보유한 우라늄, 리튬, 티타늄 같은 귀중한 자원까지 지칭하여 언급했는지는 확실치 않다.

미국 지질조사국은 50가지의 광물을 중요한 것으로 간주한다. 희토류 원소와 니켈, 리튬 등 여러 종류의 광물을 포함해 국가 경제와 국방에 사용한다.

현재 미국은 단 하나의 운영 중인 희귀 광물 광산만 가지고 있으며, 생산 능력은 많이 제한적이다. 반면, 중국은 귀중한 희귀 광물의 최대 생산국으로 자리 잡고 있다. 그래서 미국은 이러한 의존도를 줄이기 위한 전략적 노력이 필요하다는 입장을 밝히고 있다.

희토류 대체 기술 개발

희토류 의존도를 줄이기 위한 연구도 활발하다. 일본의 도요타는 네오디뮴 사용을 최소화한 모터를 개발하고 있으며, MIT 연구팀은 희토류 없이도 강력한 자기장을 형성할 수 있는 신소재를 연구 중이다.

희토류의 환경 문제와 지속 가능성

© Image by Alexander Fox ❘ PlaNet Fox from Pixabay

희토류는 전 세계적으로 전자제품, 배터리, 재생 가능한 에너지 시스템 등에서 중요한 역할을 하고 있지만, 그 채굴과 처리 과정에서 환경오염을 유발할 수 있다.

희토류 채굴로 인한 대표적인 환경 문제

국 가	배 경	환경오염	결 과
중 국	세계 희토류 생산량의 약 60%를 차지, 내몽골 바오토시가 주요 채굴지	방사성 물질(토륨, 우라늄)을 포함한 폐기물이 토양과 수질을 오염	지역 주민들이 방사선에 노출되어 건강 문제 발생, 생태계 복원이 어려운 상태
인 도	콜라르 금광(Kolar Gold Fields) 지역에서 활발한 채굴	중금속과 화학물질(시안화물)이 하천을 따라 확산되어 수질을 오염	오염된 수자원으로 건강 문제 발생, 생태계 파괴
브라질	아마존 지역에서 희토류 자원 채굴	대규모 벌목과 화학물질(시안화물, 중금속) 유출로 하천, 지하수 수질 오염	생태계 위협, 아마존 우림 파괴로 전 세계 생물 다양성 감소 및 기후 변화에 영향
미 국	마운틴 패스(Mountain Pass) 지역에서 대규모 채굴	방사성 폐기물과 중금속이 지역 환경을 오염시킴 (특히 토륨, 우라늄)	오염된 토양과 폐수로 회복 어려운 피해 발생, 채굴 중단 후 환경 정화 작업 진행
호 주	마운트 웰드(Mount Weld) 지역에서 활발한 희토류 채굴	산성수와 화학 폐기물이 토양과 수질을 오염, 강산성 물질 유출로 광범위한 피해 발생	지역 생태계와 생물 다양성에 부정적 영향을 미침, 환경 복구에 시간이 소요될 것으로 예상
말레이 시아	부킷 메라(Bukit Merah) 지역에서 방사성 폐기물 처리 논란	방사성 폐기물과 중금속이 토양과 수질을 오염, 방사선 노출로 건강 위험 초래	방사선 피폭과 농업 및 생태계 피해로 지역 사회에 지속적인 영향

친환경 희토류 채굴 기술의 개발

최근 '바이오 침출(Bioleaching)' 기술이 주목받고 있다. 이는 미생물을 이용해 희토류를 추출하는 방식으로, 기존 화학 공정을 대체할 수 있어 환경 부담을 줄이는 대안으로 평가받고 있다.

희토류 재활용의 필요성

사용된 희토류를 재활용하는 기술도 중요하다. 일본과 독일은 전자 폐기물에서 희토류를 추출하는 기술을 연구하고 있으며, 미국은 폐배터리에서 희토류를 회수하는 프로젝트를 추진 중이다.

마치며,

희토류는 현대 문명을 유지하는 데 필수적인 자원이다. 스마트폰, 전기차, 반도체, 의료 기기, 군사 장비 등 다양한 분야에서 없어서는 안 될 존재다. 그러나 특정 국가에 대한 의존도, 환경오염 문제, 대체 기술 개발이라는 과제도 함께 안고 있다.

앞으로도 희토류를 둘러싼 패권 경쟁은 더욱 치열해질 전망이며, 친환경 채굴과 재활용 기술의 발전이 중요한 역할을 하게 될 것으로 내다본다.