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중국은 어떻게 리튬 공급망을 장악하게 되었나? (제2편)
김연규 소속/직책 : 한양대학교 국제학부 교수 2022-05-26
중국이 세계 리튬 공급망을 장악하고 있다는 사실은 더 이상 새롭지 않다. 중국은 호주, 칠레에 이어 세계에서 3번째로 리튬을 많이 생산하고 있지만, 중국 국내보다는 호주, 칠레 등 해외 리튬 광산 지분 투자를 통해 해외에서 더 많이 생산해 왔다. 2018년 이후 중국이 해외 리튬광산 인수에 50억 달러를 투자한 반면 미국의 투자금은 10억 달러 정도 밖에 되지 않는다 (S&P 2021). 중국은 전 세계 리튬채굴의 절반, 리튬 가공 소재화의 2/3를 장악하고 있다. 리튬 채굴의 경우 중국 내 리튬 개발이 약 20%, 나머지 30%는 서호주 리튬 광산과 칠레, 아르헨티나 리튬 광산 지분 투자를 통해 확보한 것이다.
최근 중국 내부에서 중국의 리튬자원 해외 의존에 대한 우려의 목소리가 높아가고 중국 내 리튬자원 개발에 대한 필요성을 강조하는 경향이 강해지고 있다. 2020년 중국의 리튬 수입 의존도는 거의 80%였으며 호주에 대한 의존도는 약 60%였다 (Global Times 2021).
중국은 세계 4위의 리튬 매장량을 가지고 있지만, 리튬개발 기술 부족, 리튬자원에 포함된 마그네슘 등 불순물 함량이 높은 지질적 문제 등이 있어 국내 리튬 자원을 본격적으로 개발하지 못했다.
최근 중국 정부가 국내 리튬자원 개발에 박차를 가하면서 가장 큰 관심을 끌고 있는 지역이 골무(Golmud)라는 도시이다. 골무는 티베트(Tibet) 자치구와 신장(Xinjiang)위구르자치구 사이의 고지대에 위치한 칭하이(Qinghai)성에 있으며 해발 3,000미터 고원에 있어 공기가 희박하다. 남부 광둥성 광저우에서 내륙 칭하이성 골무에 도착하려면 하루가 걸린다 (Nakamura 2017). 2017년 건설된 골무 공항에서 한시간 반 거리에 중국 최대의 채르한 리튬염호(Chaerhan Salt Lake)가 있다. 여기가 바로 중국 국내 리튬 기업과 자본이 리튬개발을 위해 몰려들고 있는 지역이다.
본 글에서는 중국이 호주, 칠레, 아르헨티나 등 해외 리튬 개발에 의존하게 된 배경을 살펴보고 최근 새롭게 강조되고 있는 중국 국내 리튬자원 개발 현황을 알아보는 것을 목적으로 한다.
중국의 국내 리튬 자원
세계의 리튬 매장지는 염호형과 경암형(Spodumene)의 두 가지 범주로 나눌 수 있으며, 그 비중으로는 염호형이 66%, 경암형이 34%를 차지한다.
중국의 경우 염호 리튬 매장량 비중이 약 80%에 이르며 그중 거의 50%가 칭하이 지역에, 나머지 30%가 티베트 지역에 분포되어 있다. 네이멍구와 신장 지역에도 리튬 염호가 있지만, 규모도 작고 순도가 티베트, 칭하이 지역보다 낮다. 칭하이 지역 리튬 매장량은 2248만 톤 (22.48million tons)에 달하며 연간 33,000톤을 생산할 수 있는 시설이 구축되어 있으며 12만 톤 생산시설 확대가 준비되고 있다 (SMM News 2017). 칭하이성 차이다무 분지(Chaidamu Basin 혹은 Qaidam Basin)에는 33개의 염호가 있으며 확인된 리튬 매장량은 1,390만 9,000톤이다. 차이다무 분지는 중국 칭하이성 서북부에 있는 분지이다. 알툰산과 쿤룬산 사이에 있으며 동서 방향으로는 800킬로미터(㎞) 남북 방향으로는 350킬로미터에 걸쳐 뻗어 있으며 면적은 20만 제곱킬로미터(㎢)이다. 서북방향에서 동남방향으로 완만히 경사져있다.
경암형은 주로 신장, 쓰촨(Sichuan) 및 후난(Henan) 지역에 분포하고 장시(Jiangxi) 등 지역이 20% 미만을 차지한다.
칭하이 염호는 자원이 풍부하고 건조 조건이 양호하지만 염호 자원의 리튬대비 마그네슘 비율 (mg/Li) 비율이 높아 리튬 농축 및 분리에 큰 어려움이 있다 (SMM News 2018).
채르한 염호는 매장량이 가장 많지만, 리튬에 대한 마그네슘의 비율은 1577/1로 리튬이온의 농도가 낮다. 동타이 지나이 염호(Dongtai Jinai Salt Lake)의 매장량이 가장 적으나 마그네슘 대 리튬의 비율이 35.2로 가장 작으며, 시타이 지나이 염호(Xitai Jinai Salt Lake)의 마그네슘 대 리튬 비율과 비슷하다. 동타이시의 마그네슘 대 리튬 비율은 61대 1이다. Yiliping 염호에서 마그네슘 대 리튬 비율은 90.51이고 Dachaidan 염호 매장량은 두 번째이고 마그네슘 비율은 134이다 (SMM News 2018).
티베트 옌후 지구(Tibet Yanhu District)의 염호 유형은 황산염 또는 탄산염 유형이다. 중국 티베트 염호의 수질은 칭하이보다 좋아 개발 가치가 더 높은 것으로 알려져 있다. 티베트 염호의 염수는 리튬과 붕소 함량이 높은 것이 특징이다. 티베트의 염호 자원은 주로 티베트 알리 지역의 자부예(Zabuye) 염호, Jiezhaka 염호 및 Longmucuo 염호에 집중되어 있다 (SMM News 2018).
자부예 염호는 중국 최초의 염호이자 세계에서 세 번째로 큰 염호로, 탄산리튬 매장량이 약 150만 톤이다. 자부예 염호의 천연 탄산염 호수는 리튬 대비 마그네슘의 비율이 0.019에 불과하여 처리 비용이 낮다. 티베트 염호 리튬 개발은 아직 초기 단계이며 2017년 생산량은 5000톤이다. 중국 전체 리튬 생산량은 14,000톤이었다 (SMM News 2018).
일반적으로 티베트 염호 생산 확대는 대부분 운영상의 장애물에 의해 제한된다. 생산 능력 향상을 달성하기 위한 대규모 개발에는 많은 자본 투자가 필요한데 경제적 타당성이 상대적으로 열악하다.
칭하이 지역의 리튬개발을 주도하고 있는 중국 리튬기업들은 다양하다. Lanke Lithium (Qinghai Salt Lake Industry Co. Ltd.), Zangge Potash Fertilizer Co. Ltd., Qinghai Jintai Potash Co. Ltd., China Minmetals 등이 칭하이에서 염호 리튬 개발을 하고 있으며 칭하이 지역 염호의 높은 마그네슘 비율을 기술적으로 돌파할 수 있는 직접리튬 추출기술(Direct Lithium Extraction)을 개발하고 있다 (Fitch Solutions. 2021).
중국의 해외 리튬 자원 확보
중국 국내 리튬자원의 지리적 기술적 한계점 때문에 일찍부터 간펑리튬, 텐치리튬과 같은 해외 리튬 개발 중심의 중국 기업들은 전 세계 매장량의 3분의 2 이상을 차지하고 있는 볼리비아, 칠레, 아르헨티나 등 남미 3개국과 대규모 리튬 광산을 보유한 호주에 집중했다.
간펑리튬은 2000년 장시성의 리튬 공장 연구원이었던 리양빈(Li Liangbin)에 의해 설립되었다. 2009년 중국 최초로 배터리에 사용할 수 있는 탄산리튬을 염호 염수에서 추출하는 설비를 구축하면서 주목을 받기 시작했다. 2010년 선전 주식시장에 상장한 후 해외 리튬 프로젝트에 투자하기 시작했다. 호주 리튬광산으로는 마운트 매리온 리튬광산과 필간구라 광산에 지분투자를 해서 리튬정광을 중국으로 들여와 아래 그림의 제련소에서 가공했다.
중국 최대 리튬 생산업체 톈치리튬은 세계 최대 규모의 리튬광산인 호주 그린부시의 지분 51%를 확보했다. 그린부시는 9만 5000톤 규모의 리튬 생산 능력을 갖췄다.
결론
희소금속 자원 가운데 중국 국내 매장량이 많지 않아 중국이 해외 자원개발에 치중하는 자원으로 리튬, 백금족, 코발트를 꼽는다. 본 글에서는 최근 전기차 배터리 산업의 확장으로 리튬 수요가 급등하고 있는 가운데 중국의 리튬 전략을 살펴보았다. 수출 통제와 공급망 위기로 자원에 대해 각국이 보호주의적인 입장으로 선회하고 있는 가운데 중국 정부도 호주의 리튬 공급에 의존하고 있는 상황을 자원 안보 차원에서 경각심을 가지고 국내 리튬생산을 확대하기 위한 리튬 추출 기술 개발과 투자를 늘려가고 있음을 알 수 있다. 동시에 호주 이외의 아프리카와 중남미 리튬 광산에 대한 투자를 늘리고 있음도 주목해야 한다.
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[참고문헌]
Fitch Solutions. 2021. “Asia Lithium Outlook,” Fitch Solutions, May 28.
Global Times. 2021. “China's heavy reliance on lithium from Australia may ease with rising domestic supplies,” July 18.
Nakamura, Yu. 2017. “The future of electric cars is at the bottom of a Chinese salt lake,” Nikkei Asia, December 21.
S&P Global. 2021. “China mining, battery companies sweep up lithium supplies in acquisition blitz,” Nov. 1.
SMM News. 2017. “Qinghai to Build 120,000 Tonnes of Lithium Carbonate with Plenty Lithium Resources,” June 27.
SMM News. 2018. “Decryption of China's four major salt lakes, five major refining technical routes! Everything about lithium extraction from the salt lake is here!” November 30.
SMM News. 2021. “Exclusive: SMM’s lithium battery team Qinghai field trip-- Dongtai Jinai’er Lithium Resources,” July 26.
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