리튬은 전기자동차와 신재생에너지를 활용하기 위한 ESS(Energy storage system) 산업 발전의 핵심 원료로써, 2015년 글로벌 리튬이차전지 출하량은 76.6 GWh로 집계 되었으며, 연평균 35.1%로 성장해 2025년까지 약 1,553.9 GWh 정도의 성장이 기대되고 있다.
이와 더불어 전 세계 전기차 판매량은 2015년 239만 대에서 연평균 24.7% 성장 해 2025년에 2,200만 대까지 증가할 것으로 전망되고 있다 (SNE Research, 2018). 따라서 전기차에 장착되는 이차전 지의 원료로써 리튬 자원의 중요성이 더욱 높아질 것으로 예상되고 있으며, 2050년 에너지 기술 분야에서 필요한 리 튬은 2018년 생산량 85천 톤 대비 5배 규모인 415천 톤으로 예상되고 있다(The World Bank, 2020). 현재 국내에서는 이차전지 시장이 확대되면서 연간 4% 이상 리튬 수요가 증가하고 있으며, 그 가운데 2021년 정부 는 우리나라를 글로벌 배터리 산업의 선도기지로 구축해 미래의 독보적인 배터리 1등 국가로 도약하기 위한 K-배터 리 발전 전략을 발표한 바 있다. 2021년 1분기 글로벌 전기 차에 탑재된 배터리 사용량은 LG에너지솔루션(31.3%), 삼성SDI(10%), SK이노베이션(9.6%)로 세계 전기차 절반 이 한국의 배터리를 사용하고 있는 바, 해당 산업 분야의 지 속적인 성장을 위해서는 배터리 제조의 원료가 되는 리튬 자원을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다
전 세계 리튬 매장량(금속 21백만 톤, LCE (lithium carbonate equivalent) 113백만 톤)의 82%가 칠레 (44%), 호주(22%), 아르헨티나(9%), 중국(7%) 등 4개국 에 부존하고 있다(USGS, 2013~2021b). 이 중 전 세계 매장 량의 87%가 염호에 부존하고 있으며, 리튬 삼각지대(아르 헨티나-볼리비아-칠레) 내 염호가 전 세계 매장량의 75% 를 점유하고 있다(KORES, 2016). 2020년 기준 전 세계 리튬 생산량(82천 톤) 의 95%가 호주(40%), 칠레(18%), 아르헨티나(6.2%), 중 국(14%) 등 4개국에서 생산중이다(USGS, 2013~2021b). Albermarle(33.3%, 미국), SQM(22.0%, 칠레), FMC(9.7%, 미국), Talison(22.8%, 중국) 등 4개 업체가 2015년 기준 전세계 생산량의 88%를 차지하고 있다. 생산되는 리튬 화합 물의 형태를 살펴보면, 탄산리튬 공급량이 전 세계 리튬 공 급의 약 50%를 차지하며, 칠레 SQM에서 전체 생산량 (LCE 89천 톤)의 33%를 점유하고 있다. 수산화리튬의 경 우 미국 FMC가 전체 생산량(LCE 31.4천톤)의 20%를 차 지하며, 스포듀민(spodumene) 정광은 호주 Talison의 Greenbushes 광산에서 대부분 생산(전 세계 생산량의 40% 점유) 중인 것으로 알려져 있다.
리튬 수요는 중국과 유럽에서 높게 나타나고 있는데, 전 체 수요량의 61%(각각 40%, 21%)를 차지한다. 특히 중국 의 수요량은 2002년 이후 연평균 12.3%, 유럽시장은 5.6% 증가했으며, 한국과 일본은 전 세계 수요량의 11%를 점유 하고 있다. 탄산리튬 가격은 2016년 12,000 USD/톤 에서 2017년 16,000 USD/톤으로 상승한 후 2020년 6,671 USD/톤 수준으로 감소한 이후에 2021년 13,079 USD/톤 까지 상승하였으며, 2022년 1월 기준40,000 USD/톤까지 오른 상태이다. 수산화리튬 또한 2020년 9,056 USD/톤 수 준에서 2021년 16,546 USD/톤으로 오른 후 2022년 1월 기 준 27,500 USD/톤까지 상승하였다(KORES, 2016; S&P Global, 2021; KOMIS, 2022). 리튬의 가격은 현재도 계속 해서 상승하는 추세를 보이고 있으며, 이는 배터리 분야에 서의 가파른 수요 상승과는 달리 코로나-19등의 상황으로 인해 리튬 공급에 차질을 빚고 있기 때문이다.
국내의 경우 LG에너지솔루션은 세계 2위 리튬 생산 업 체인 칠레의 SQM으로부터 8년간 5만 5천 톤의 리튬을 공 급 받기로 계약한 바 있다. 포스코는 아르헨티나 옴브레 무 에리토 염호에 연간 2만 5천톤 규모의 공장을 2022년 상반 기 내 착공할 예정이며, 양극재용 광석 기반 수산화리튬 생 산 공장을 전남 광양에 건설 중에 있다.
니켈은 배터리 및 연료전지 소재, 다양한 촉매, 태양광 지 지대의 도금, 내부식성이 필요한 해양구조물 등에 사용되 며 신재생에너지 활용과 친환경 자동차에 필수적인 원소이다.
특히 최근 배터리 산업의 급격한 성장과 함께 배터리용 니켈의 수요는 2013년 5.1만 톤에 불과했으나 2019년에는 12.5만 톤으로 급상승하였다. 스테인리스 수요 또한 2013 년 177.3만 톤에서 2019년 240.7만 톤으로 급격히 증가해 전 세계적으로 니켈 원료광물 확보에 주목하고 있다 (Roskill, 2020). 따라서 니켈은 탄소중립과 수소경제 실현 등 미래 에너지 전환에 필수적인 핵심광물 중 하나라고 할 수 있다.
전세계 주요 니켈 광산 및 2019년 생산량 현황 을 나타내었다.
러시아의 Nornickel사는 주요 광산(시베리 아 Oktyabrsky, Taimyrsky광산)을 2021년 4월부터 재가 동하기 시작했고, 핀란드Harjavalta 제련소의 니켈 제품 생 산을 연간 65,000톤에서 2026년 10만 톤으로 확대하겠다 는 계획을 발표했다(KORES, 2021a). 인도네시아 PT Antam 사는 자국 내 스테인리스 산업이 성장함에 따라 2021년 1분 기 니켈광 생산량이 전년대비 3배 증가한 것으로 집계되었 다(KORES, 2021c). 호주의 Queensland Pacific Metals (QPM)사는 Queensland주 Townsville에 소재한 배터리금 속 제련소의 생산규모를 2배 이상 확대시키겠다고 발표하 였다(KORES, 2021a). 중국 Huayou사는 전기차 제조업체 EVE energy와 20.08 억 불 규모의 니켈·코발트 생산 습식제련 설비에 투자하기 로 합의하였다. 또한 중국 배터리 제조회사인 CATL사와 자동차 체조사인 Great Wall사는 중국정부탄소배출 계획 달성을 위한 10년간의 신에너지차(NEV) 계약을 체결하였 다(KORES, 2021c). 중국의 배터리원료 제조사인 CNGR 사는 Guanxi성 Qinzhou시에 100억 위안(15억 달러)을 투 자해 니켈, 코발트 재활용 설비를 포함한 연산 18만 톤급 배 터리 전구체 생산 플랜트를 건설할 계획이다(KORES, 2021a). 그리고 중국 최대 니켈-코발트 제조업체인 Jinchuan 사는 호주의 비철금속 광산업체인 Panoramic Resources사 와 2019~2023년까지 니켈정광을 구매하는 오프테이크 계 약을 체결한 바 있다. 국내의 경우, 포스코에서 First Quantum사 Ravensthorpe 광산지분 30%를 인수하였는데, 포스코는 장기 오프테이 크 계약을 통해 2024년부터 연간 7,500톤의 니켈(금속 기 준)을 공급받을 것으로 전해지며, 해당 물량은 전기차 약 18 만대에 소요되는 물량이다(KORES, 2021b). 또한 LG와 포스코는 총 1,500만 달러를 투자해 호주 QPM사의 지분 10.7%를 인수하고 배터리원료(Ni, Co)를 공급받기로 계약 하였다(KORES, 2021c). 삼성SDI는 2020년 말 Pure Minerals사와 연간 6천 톤 규모의 니켈 오프테이크 MOU 를 체결하였다(KORES, 2020). SK 이노베이션은 미국의 Ford사와 전기차에 투입되는 리튬이온배터리 생산을 위한 조인트벤처를 설립에 합의하고 총 10조원을 투자하기로 하였다(KORES, 2021c). 이를 기반으로 SK 이노베이션은 테네시주와 켄터키주에 연간 생산 능력 129 GWh 규모 배 터리 제조 공장을 설립할 예정이다.
- 출처 :KSMER -