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희토류-자원전쟁 제2라운드

소현영 특허청 금속심사과장

2012.04.03 소현영 특허청 기계금속건설심사국 금속심사과장
 

희토류*(稀土類; rare earth elements)란 희소금속**의 한 종류로서, 란탄계열 15개 원소(원자번호 57~71)와 스칸듐(scandium), 이트륨(yttrium)을 합친 17개 원소를 지칭하는데, 최근 들어 이들은 영토분쟁(2010년 일본과 중국 사이의 센까꾸 열도 영유권 분쟁)의 결과를 좌지우지 할 정도의 영향력을 갖춘 자원전쟁의 대명사가 되어 가격 급등과 함께, 전 세계를 또다시 자원전쟁의 소용돌이 속으로 몰아넣고 있다.
*희토류 원소명, 기호 및 원자번호
란타넘(란탄, La, 57), 세륨(Ce, 58), 프라세오디뮴(Pr, 59), 네오디뮴(Nd, 60), 프로메튬(Pm, 61), 사마륨(Sm, 62), 유로퓸(Eu, 63), 가돌리늄(Gd, 64), 터븀(Tb, 65), 디스프로슘(Dy, 66), 홀뮴(Ho, 67), 어븀(Er, 68), 툴륨(Tm, 69), 이테르븀(이터븀, Yb, 70), 루테튬(Lu, 71), 스칸듐(Sc, 21), 이트륨(Y, 39)
**희소금속(稀少金屬, rare metal)은 지각 내에 존재량이 적거나 추출이 어려운 금속자원 중 현재 산업적 수요가 있고, 향후 수요 신장이 예상되는 금속원소이며, 극소수의 국가에 매장과 생산이 편재되어 있거나 특정국에서 전량을 수입함으로써 공급에 위험성이 있는 금속 35종을 지칭함.
⇒ 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 희토류(REE), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 레늄(Re), 코발트(Co), 니켈(Ni), 백금족(PGM), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 붕소(B), 게르마늄(Ge), 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb), 비스무스(Bi), 실리콘(Si), 셀레늄(Se), 텔루늄(Te), 주석(Sn)
단, 희토류는 rare earth element 17종, 백금족(PGM)은 백금족 원소 6종(루테늄(Ru), 로듐(Rh), 오스뮴(Os), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 플래티늄(Pt))을 의미함.

희토류는 왜 자원전쟁의 한 가운데서 이슈가 되고 있는 것일까? 그것은 바로 희토류가 ‘첨단 산업의 비타민’으로 불릴 정도로 첨단 산업의 경쟁력 확보에 필수 불가결한 소재이기 때문이다.

희토류는 탁월한 화학적·전기적·자성적·발광적·열적 성질로 인해 전기 및 하이브리드 자동차, 풍력발전, 태양열발전 등 21세기 저탄소 녹색성장에 필수적인 영구자석 제작에 꼭 필요한 소재(Nd, Sm, Dy)로 사용될 뿐만 아니라, LCD·LED·스마트폰 등의 IT산업(Ce), 카메라·컴퓨터 등의 전자제품(Nd, Pr, Tb, Dy), CRT·형광램프 등의 형광체(Eu, Tb, Y) 및 광섬유(La, Er), 원자로 제어제(Eu)로도 널리 사용되고 있으며, 최근에는 의료분야에서도 그 가치를 인정받고 있다.

이러한 이유로 인하여 희토류는 그 수요가 급증하고 있으며, 첨단 산업 발전에 없어서는 안 될 소재로서 그 중요성 역시 강조되고 있다.

하지만, 단지 산업 발전에 필요하다는 이유만으로 희토류가 자원전쟁의 대명사가 된 것은 아니다. 가장 큰 이유는 매장 및 생산의 지역적 편재성이 크다는 점에 있는데, 잘 알려진 바와 같이 희토류 시장을 지배하고 있는 중국은 전 세계 희토류 매장량의 48.4%(5,500만톤)를 차지하고 있으며(미국지질조사소; USGS, 2011), 생산량은 2010년 기준으로 97%를 점유하고 있다.

이 수치들은 “중동에 석유가 있다면 중국에는 희토류가 있다”는 덩샤오핑(鄧小平) 전 중국 최고 지도자의 말을 단적으로 나타내주는 좋은 예라고 할 수 있다.

이에 따라, 현재까지 우리의 희토류 자원 확보 노력은 안정적인 희토류 공급처 확보를 중심으로 진행되었으며, 지식경제부를 중심으로 정부·민간의 다차원적인 광물개발사업에 힘입어 2011년 6대 전략광물(유연탄, 우라늄, 철광, 동, 아연, 니켈) 및 신전략광물(리튬, 희토류 등)의 자주개발률은 각각 29%, 12%에 달했으며, 특히 희토류의 경우 남아프리카공화국 ‘잔드콥스드리프트 희토류 프로젝트’의 지분 10%를 인수한 것을 비롯해(광물자원공사, 2011.12.), 국내 대기업들도 앞다투어 외국의 희토류 광산에 대한 지분투자 등 해외자원개발 투자를 늘려가고 있으나, 많은 희토류 광산이 일찍부터 자원 확보에 나선 선진국들에 의해 점유된 점을 감안하면, 장기적인 안목에서 희토류의 안정적인 공급선 확보 및 비축을 위해 투자를 계속 늘려가야 할 것이다.

현재 우리의 희토류 수급현황을 살펴보면, 원광석, 합금·반제품의 국내 생산·공급 및 희토류와 관련된 산업기반은 매우 취약하여, 소재 및 부품으로 사용 가능한 희토류 제품은 거의 대부분 수입에 의존하고 있는 실정인데(2010년 2,064톤 수입, 무역협회), 그렇다고 안정적인 공급처 확보만이 자원전쟁을 극복할 수 있는 방법이라고 할 수만은 없는 실정이다.

다가올 미래에 대비하기 위해서는 국내에 희토류 산업 기반을 조성하고, 상업화 기술을 개발하는 것도 중요한데, 그 이유는 단순히 자원 확보에만 중점을 둔다면 희토류의 소재화·부품화 기술이 없는 우리의 실정에서는 확보한 희토류를 사용할 곳이 없을 뿐만 아니라, 희토류 가공품의 수출로 인한 부가가치 역시 창출할 수 없고, 무엇보다 희토류 공급 가격을 좌지우지하는 또 다른 요인인 상업적으로 이용 가능한 희토류 추출기술 없이는 자원전쟁의 희생자가 될 수밖에 없기 때문이다.

이에 우리는 안정적인 공급처 확보와 함께 희토류 원소의 분리·정제·고순도화 기술(프랑스, 일본, 미국, 중국 등 일부 선진국에서 독점), 재활용 기술(2009년 기준으로 국내에 쌓여있는 폐전자제품에만 9조 6천억 원어치의 금속이 포함되어 있는 것으로 추정됨)의 개발과 함께 이들의 상업화에 초점을 맞추어야 할 것이다.

그럼에도 불구하고 2007년부터 2011년까지 최근 5년간 희토류 분야의 국내 특허출원은 총 16건(내국인 8건, 외국인 8건)에 불과한 실정이다. 기술분야별로 살펴보면, 희토류 원소의 분리·정제·고순도화 기술은 내국인, 외국인 각각 4건, 3건이고, 재활용 기술은 각각 4건, 5건으로 비슷하게 나타났지만, 외국의 경우 이미 수십 년 전부터 희토류 관련 기술들을 개발하여 상용화시켰으며, 자국 내 출원 등을 고려한다면 실제 출원건수는 우리보다 훨씬 많을 것이라고 쉽게 예상할 수 있다.

그리고 내국인 출원은 희토류 관련 연구를 수행하는 연구소에서 출원한 것이 대부분이나, 외국인 출원(일본, 독일)은 모두가 민간 기업의 출원이라는 점도 차이가 있으며, 희토류 사용 저감방법 및 대체 소재 등을 포함한 다양한 분야에서 연구가 이루어지고 있지 않다는 점 역시 아쉬운 부분이다. 이는 희토류 관련 산업·기술 기반이 전무한 우리의 실정을 잘 나타내주고 있는 것으로, 앞으로 우리가 나아가야 할 방향에 대해 시사하는 바가 크다고 할 것이다.

다행히 희토류 재활용 및 관련 산업 기반 확립과 관련하여 좋은 소식들이 들려오고 있다. 지식경제부는 단순한 자원개발에서 한발 더 나아가 희소금속 산업 생태계를 조성하고자 하는 계획을 2011년 발표하였고, 환경부(장관 유영숙)는 금속자원을 최대한 회수·재활용 하도록 하는 것을 주요 골자로 하는 자원순환법 개정안을 입법예고하였으며(2011.5.), 자원 재활용 사업을 신성장산업으로 육성할 계획을 밝혔다.

이러한 정책적 지원을 바탕으로 다가올 미래에 필연적으로 맞닥뜨릴 제3, 제4라운드의 자원전쟁을 대비하기 위해 안정적인 희토류 공급원의 확보를 기반으로, 원천기술 개발을 통한 지재권 획득 및 상업화 전략 구축, 산업 기반 확립, 재활용 기술의 선진화와 같은 전방위적 자원안보체제를 구축하여 자원전쟁에서 승전보를 힘차게 울릴 수 있는 실질적인 자원부국으로 거듭날 수 있도록 정부·민간의 모든 관련 기관들이 부단한 노력을 아끼지 말아야 할 것이다.

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