하얀석유로 불리우는 리튬의 위상변화

최근 친환경정책에 따른 전기차수요가 점점 더 증가하자 핵심소재인 리튬을 확보하기 위한 세계 각국의 경쟁이 치열하다. 국제 리튬가격은 2년전에 비해 10배 이상 오르고 2040년까지 수요가 지금보다 40배 정도 늘어날것으로 예상하고 있는 현재 우리나라 사용량 95%이상을 중국과 칠레에 의존하고있다. 이차전지의 핵심 광물로 여기는 리튬과 그 외의 종류에 대해 알아보겠다.

리튬을 채취하고있는 모습

리튬이란 무엇인가

리튬은 화학 원소로 기호 Li고 원자 번호는 3이다. 하지만 화학적가치보다 요즈음 전기차의 핵심소재로 경제적 값어치가 급상승 하고있다. 부드럽고 은백색의 알칼리 금속이며 상온과 표준 압력에서 가장 가벼운 금속이다. 가장 밀도가 낮은 고체 원소이기 때문에 전기차배터리에 중요한 재료로 사용하고있다. 가장 잘 알려진 것 중 하나는 충전식 배터리의 구성 요소로서, 특히 스마트폰, 노트북과 같은 휴대용 전자 장치에 있다. 하지만 전기차에 들어가는 배터리의 양은 휴대용 전자장치에 사용되는 양에 비해 절대적인 무게 자체가 다르다. 전기차 배터리의 사용증가로 2021년부터 현재 값어치는 10배이상 가격이 상승하게 되었고 2040년까지 40배 이상의 수요를 예측하고있다. 이렇게 리튬의 수요가 매년마다 기하급수적으로 증가하자 백색황금이나 백색석유로 불리운다. 리튬은 석유에 비해 중요하지 않는 광물로 인식해왔지만 날이갈수록 전기차 시대가 도래하고있어서 전세계 각국이 이 리튬을 찾아내고 정제하기위해 혈안이 되어있다. 

리튬이 미치는 환경적인 영향

세계 각국이 리튬을 확보하기위해 경쟁중이지만 리튬의 추출과 가공 및 폐기과정에서 환경에 중대한 영향을 미칠 수 있다.
우선 리튬 채굴 및 가공단계에서 상당한 양의 물이 필요하다. 이는 지역적인 물 공급에 부담을 주고 이미 가뭄 상황을 겪고 있는 지역에서 물 부족을 야기할 수 있다. 공교롭게도 리튬은 건조한기후에서 많이 매장되고 생산이 되고 있다. 또한 많은 양의 먼지와 다른 오염 물질을 발생시킬 수 있으며, 이는 주변 지역의 토양과 공기를 오염시킬 수 있다. 그리고 리튬의 수요는 비교적 최근에 많아졌기때문에 리튬을 매장된곳을 새로 찾아 채굴하기위해 넓은 면적의 토지를 새로 개발해야 할 수 있으며 이는 지역 생태계와 야생동물 서식지에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이것은 이미 삼림 벌채와 서식지 감소를 경험하고 있는 지역에서 특히 문제가 될 수 있다. 마지막으로 리튬 전지의 생산은 상당한 양의 에너지를 필요로 하는데 이는 종종 석탄과 천연 가스와 같은 재생 불가능한 자원에서 나온다. 이것은 상당한 탄소 배출로 이어질 수 있고 기후 변화에 기여할 수 있다. 리튬은 많은 현대 기술에 중요한 재료인것은 확실해졌다. 특히 친환경으로 각광받아 세계적으로 전기차산업이 급부상하고 있는 현재 전기차의 핵심소재인 배터리의 원자재를 채굴 및 가공하는 단계에서 아이러니하게 화학연료를 완벽하게 대체할수있는지 의문을 품게 한다. 

리튬의 수요증가와 심화되는 전세계의 경쟁

이렇게 리튬이 전기 자동차, 스마트폰, 그리고 다른 전자 기기들을 위한 충전용 배터리에 사용되기 때문에 향후 수요가 가더욱더 증가하는등 갈수록 이 리튬을 확보하기 위한 전세계의 경쟁이 치열해질 전망이다. 그리고 알려진바로는 세계의 리튬 매장량은 약 7,900만 미터톤으로 추정되며 대부분의 매장량은 단지 몇 개의 국가에 위치해 있다. 현재에 가장 많은 생산을 차지하고 있는 국가는 오스트레일리아지만 최근 탐사에 의하면 볼리비아, 칠레, 아르헨티나주위 남아메리카 일대에서 엄청난 매장량이 있는것으로 추정되고있다. 그리고 이를 총칭하여 리튬 삼각지대 불리고 세계적으로 알려진 리튬 매장량의 최대 54%를 포함하고 있는 것으로 추정된다. 이에 이 일대의 남아메리카 국가들은 중동의 OPEC과 같은 역할을 하는 리튬협약단체를 창설하는 아이디어를 내고있는 상황이다. 이처럼 국가와 기업들이 급격히 성장하는 전기 자동차 산업을 지원하기 위해 덩달아 리튬 생산에 대한 경쟁은 최근에 점점 더 치열해지고 있다. 특히 중국은 호주, 칠레 등의 국가에서 리튬 채굴과 생산에 집중 투자하는 등 전 세계적으로 리튬 매장량을 공격적으로 추구해왔다.하지만 리튬 삼각지대의 경우 광산이 그들의 토지와 수자원에 미치는 영향에 대한 우려가 제기되고 또한 리튬의 환경적, 사회적 영향에 대한 우려도 꾸준히 제기되고있다.실제로 리튬을 가공하는 과정에서 환경적으로 부정적 영향을 끼치기도하며 아직까지 수명이 다한 배터리의 기술을 재활용 하는 기술은 확실하게 개발되지않았다. 그렇기때문에 사용이 끝난 배터리로부터 리튬을 재활용하고 또다른 신기술을 개발하는등 보다 지속 가능하고 책임감 있는 리튬 채굴 및 생산 접근법 개발에 대한 관심도 가져야 할 필요성이 있다.