이번 한-브라질 정상회담의 중요 의제 중 하나는 희토류 매장량 세계 2위의 브라질과의 핵심광물 협력이었습니다. 미국과 중국의 대결로 압축되는 21세기 전반의 세계 패권 경쟁은 다양한 관점에서 조망할 수 있지만 빠지지 않고 등장하는 요인 중 하나가 핵심광물입니다.

20세기 후반이 석유의 시대였다면 지금은 광물의 시대로 빠르게 전환되고 있습니다. 그 이유는 크게 3가지로 정리할 수 있습니다. 기후변화와 에너지 전환, 디지털 전환과 AI 혁명, 첨단 방위산업입니다.


기후변화 대응부터 볼까요? 현재 인류가 직면한 가장 중요한 문제는 폭주하는 기후변화를 억제하는 것이며, 기후변화 대응의 핵심은 에너지 전환입니다.

에너지 전환에는 막대한 광물이 필요합니다. 태양광, 풍력, 전기자동차 등 청정에너지 기술은 기존 화석연료보다 훨씬 광물 집약적입니다. 위 그림은 전기 자동차와 내연기관 자동차에 사용되는 광물의 양을 비교한 그림입니다. 세계에너지기구(IEA)에 따르면, 전기차 한 대를 만들려면 리튬과 코발트, 흑연을 비롯해 내연기관 자동차보다 약 6배의 광물이 필요합니다. 이 차이는 주로 대용량 배터리 때문입니다.

육상 풍력발전소는 천연가스 발전소보다 9배나 많은 광물이 필요하고 태양광 발전에도 실리콘과 구리를 비롯해 많은 광물이 사용됩니다. IEA는 에너지 전환이 가속화됨에 따라 2030년까지 핵심광물 수요가 2배 이상 급증하고, 2050년에는 3.5배 이상 늘 것으로 전망하고 있습니다.


인공지능(AI)과 디지털 전환은 기후변화 대응과는 또 다른 경로로 핵심광물에 대한 수요를 촉발하고 있습니다.

AI 모델이 고도화될수록 이를 구동하는 데이터센터와 서버의 수요가 폭발적으로 증가합니다. 데이터센터는 대규모 전력을 소비하는데, 이를 위한 전력 인프라와 냉각 시스템에 구리, 알루미늄, 니켈 등이 대량으로 투입됩니다.

AI 반도체에는 갈륨과 게르마늄, 탄탈럼 등 희토류 등 핵심광물이 필수적으로 사용됩니다. 디지털 전환이 가속화되면서 스마트폰과 디지털 기기, 로봇과 산업용 장비에 사용되는 광물도 늘고 있습니다.

즉 AI와 디지털 전환은 반도체와 데이터센터, 전력망이라는 세 가지 경로를 통해 핵심광물 수요를 끌어 올리고 있습니다.

핵심광물 수요가 늘어나는 세 번째 요인은 첨단 무기와 방위산업입니다. 현대 전쟁은 정밀타격과 전자전 그리고 무인화로 빠르게 전환되고 있습니다.

전투기, 미사일, 레이더, 무인기(드론), 위성 등 첨단 무기체계는 고성능 전자부품과 특수 소재를 대량으로 필요로 하며, 이 과정에서 희토류를 포함한 핵심광물의 의존도가 매우 높아지고 있습니다.

미국 국방부(전쟁부)는 첨단 무기 제조와 관련해 희토류가 중요성에 대해 이렇게 말합니다.

"F-35 전투기, 버지니아급 및 컬럼비아급 잠수함 외에도 희토류 원소로 만든 자석은 토마호크 미사일, 다양한 레이더 시스템, 프레데터 무인 항공기, 그리고 JDM(합동직격탄) 계열의 스마트 폭탄과 같은 시스템에 사용된다. 예를 들어 F-35 전투기에는 408kg 이상의 희토류 원소가 필요하다. 알레이 버크급 DDG-51 구축함에는 약 2,368kg, 버지니아급 잠수함에는 4,268kg이 필요하다.""에이브럼스 M1A1/2 탱크에 장착된 것과 같은 차량 탑재형 레이저 거리 측정기는 물론 휴대용 레이저 거리 측정기 및 표적 지시 장치에도 희토류 원소가 사용된다. 또한 광섬유 통신 시스템, 세륨으로 연마된 광학 렌즈, 잠수함 소나 시스템에 사용되는 음파 변환기에도 희토류 원소가 사용된다."

한마디로 첨단 무기와 방위산업은 희토류를 비롯한 핵심광물 없이는 작동 자체가 불가능한 구조입니다. 광물 공급망의 취약성은 곧 군사력의 취약성으로 직결됩니다.


기후변화 대응의 핵심인 에너지 전환과 AI 및 디지털 전환, 국방 수요까지 겹치면서, 희토류 등 핵심광물 확보는 특정 산업의 문제가 아니라 국가의 생존과 경쟁력을 좌우하는 핵심적인 전략 과제로 부상했습니다.

핵심광물과 희토류는 뭐가 다를까요? 핵심광물(Critical Minerals)은 산업과 안보 측면에서 중요성이 매우 높으면서도 공급 차질이 발생할 위험이 큰 광물을 말합니다.

핵심광물로 지정되는 기준은 크게 두 가지입니다. 첫째는 대체 불가능성으로, 해당 광물 없이는 제품을 만들기 어렵거나 성능이 급격히 저하됩니다. 둘째는 공급 취약성으로, 생산 및 가공이 소수의 국가에 집중되어 있어 공급망 리스크가 존재합니다. 국가마다 지정 기준이 조금씩 다르지만 우리나라는 국가자원안보특별법 등을 통해 38종의 광물을 '핵심광물'로 지정하고 그중에서도 리튬, 코발트, 니켈, 망간, 흑연 등 배터리 원료 5종과 란타넘, 세륨, 네오디뮴, 터븀, 디스프로슘 등 희토류 5종을 더한 10종을 특히 중요한 '전략 핵심광물'로 지정했습니다.

그리고 이달 5일에는 '희토류 공급망 종합대책'을 통해 희토류 전체를 핵심광물로 지정하기로 결정하고, 이들 광물을 안정적으로 공급하기 위한 정책을 더욱 강화하기로 했습니다.


희토류는 핵심광물의 부분집합입니다. 주기율표 아래 두 줄의 원소 중 위쪽(란타넘족) 원소 15개에 스칸듐과 이트륨을 합한 17개 원소를 통칭합니다.

희토류는 이름에서 느껴지는 것과 달리 흙이 아니라 금속이며, 매장량 자체는 그리 적지 않습니다. 다만 상업적으로 채굴할 수 있을 만큼 농축된 형태로 존재하는 곳이 드물고, 채굴 후 분리 및 정제하는 과정이 매우 복잡하고 환경 오염을 유발하기 때문에 공급이 한정적입니다.

바로 여기서 중국의 막강한 위상이 드러납니다. 미국 전략국제연구센터(CSIS)는 "중국은 희토류 채굴의 약 70%, 분리 및 가공의 90%, 영구자석 제조의 93%를 차지하며 이 분야에서 지배적인 위치를 점하고 있다"고 밝혔습니다.
핵심광물이 지정학적으로 중요한 이유가 여기 있습니다. 지정학은 지리가 국가 권력과 전략을 규정한다는 관점에서 국제관계를 분석하는 틀입니다. 지정학에서 중요한 핵심 요소 중 하나가 자원과 교역로입니다.

자원의 관점에서는 누가 핵심 자원을 보유하고 통제하느냐가 국제 질서의 힘의 균형을 결정하며, 교역로의 관점에서는 누가 자원과 상품의 이동 통로를 장악하느냐가 패권의 향방을 좌우합니다.

20세기가 석유의 시대였다면 21세기에는 핵심광물 자원과 이를 운반하는 해상 교역로가 새로운 지정학적 경쟁의 핵심 무대로 떠오르고 있습니다. 다음 글에서 이어가겠습니다.

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도움말 : 한국지질자원연구원 박준혁 박사
《뉴스인사이트팀 김승환 논설위원》