[포럼]中 희토류 무기화 위협과 능동적 대응

유상임 서울대 재료공학부 교수

4차 산업혁명 시대를 이끌 전기차와 드론 등 다양한 공학 시스템을 구동하기 위한 모터나 풍력 발전용 발전기 및 휴대전화기용 소형 자석의 핵심 소재 부품이 고성능 영구자석이다. 이를 제조하는 데 필수적인 핵심 원소는 네오디뮴을 비롯한 희토류다. 희토류 자석에 비해 성능은 뒤지나 저가로 에어컨과 세탁기 등 가전기기용으로 널리 사용되는 세라믹 페라이트자석에도 란타늄과 같은 희토류 원소 사용이 불가피하다.

지난 2010년 중국과 일본 간의 영토 분쟁으로 촉발된 중국의 희토류 원료 대일 수출 규제는 자원의 무기화라는 국제분쟁으로 번졌다. 이 과정에서 희토류 원료 및 자석 가격이 크게 올라 중국산에 의존하던 우리나라 등 많은 나라가 경제적으로 큰 어려움을 겪었다.

고성능 희토류 자석 제조는 85% 이상을 중국 산업체가 하고 그 나머지는 일본 산업체가 한다. 따라서 일본은 자석 제조 기술에는 문제가 전혀 없으므로 대부분 자국산 자석을 사용한다. 단지 희토류 원료 수입을 다양화하기 시작해 호주와 베트남 등지에서 수급함으로써 중국 의존도를 많이 낮췄다. 미국은 희토류 매장량은 많으나 광물에서 원료를 정제할 때 불가피하게 발생하는 환경오염 문제 등으로 생산을 중단하고 있다. 또, 정제와 원소 분리를 위해 원료광물을 중국에도 수출하므로 원료 수급 문제는 크지 않으나, 단지 자석 제조 업체가 없어 주로 중국에서 수입한다.

유럽연합(EU)과 우리나라는 원료와 자석 모두 중국에 의존하고 있어 제2의 중국발 희토류 파동이 발생하면 경제적 타격을 피하기 어렵다. 소량의 첨가로 네오디뮴 자석의 성능을 획기적으로 향상할 수 있는 디스프로슘 등 중희토류 원소는 중국 광산에서만 난다는 게 원료 수급 다양화의 한계점이다. 다행히 우리나라는 현재 네오디뮴 자석 생산 공장을 국내외에 짓고 있다. 그러나 일본과 중국에 버금가는 고성능 자석을 제조하기까지는 상당한 기간이 필요하다.

한편, 희토류 원소 대체 소재 개발을 위한 전 세계적인 연구·개발(R&D) 노력이 지난 10여 년 계속됐지만, 기왕에 개발된 네오디뮴 자석의 성능에 필적하는 새로운 소재의 개발이 아직 보고되지 않고 있다. 그리고 현재의 기술로는 희토류 원소의 사용량을 일정량 줄일 수는 있어도 전혀 사용하지 않고는 고성능 영구자석을 제조할 수 없으며, 가까운 장래에도 달성될 가능성이 희박하다.

그렇다면 제2의 중국발 희토류 파동이 예상되는 지금 우리는 어떻게 돌파구를 찾아야 하는가? 우리는 외환위기를 겪으며 국가를 위기에 빠트리는 환란의 고통을 뼈저리게 경험했다. 제2의 희토류 파동은 반도체 수출 부진으로 겪는 국가 경제의 어려움을 가중시킬 것이다. 따라서 희토류 파동 대비책은 국가안보 차원으로 접근해야 한다.

정부는 안정적으로 원료를 수급할 수 있는 중국과의 협상 카드를 마련해야 하고, 동시에 우리 산업체가 다른 원료 생산국에서 공급처를 확보할 수 있도록 자원외교에 적극 나서야 한다. 양질의 많은 희토류 매장량을 보유한 북한과의 물밑 협상도 과감히 추진해야 할 것이다. 더불어, 첫걸음을 떼고 있는 우리나라 자석 제조 산업체가 일본과 중국의 제조 기술 수준으로 조속히 성장할 수 있도록 정부의 적극 뒷받침해야 할 것이다.