리튬 공급과 자동차 산업

리튬은 ‘화이트 골드’로 알려진 부드럽고 은백색의 알칼리 금속입니다. 리튬은 다양한 용도가 있지만, 그중에서도 가장 가치 있는 용도 중 하나는 전기차 및 하이브리드 차량, 휴대폰·노트북 등 휴대용 전자기기에 널리 사용되는 충전식 리튬이온 배터리의 주요 구성 요소라는 점입니다.  

작년 유엔 기후변화회의(COP26)에서는 각국이 파리 협정의 2050년 온실가스 순배출 제로 목표를 재확인했으며, 화석 연료에 대한 의존에서 벗어나는 미래가 기후 변화 속도를 늦추는 데 매우 중요하다고 밝혔습니다. 이 계획에는 대체 청정 에너지의 생산 및 저장, 교통 산업 전기화가 필수적입니다.  

리튬은 전 세계 전력망 에너지 저장의 90% 이상에 사용되고 있으며, 특히 풍력·태양광 에너지 저장에 필수적입니다. EU는 러시아산 천연가스 의존도를 줄이기 위한 계획의 일환으로 리튬 배터리 저장 수요가 크게 증가할 것으로 보입니다. 

국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 전 세계 도로 위에 약 20억 대의 전기차(EV)가 있어야 순배출 제로에 도달할 수 있다고 밝혔습니다. COP26에서는 30여 개 국가가 2040년까지 휘발유 및 디젤 신차 판매를 중단하겠다고 약속했습니다.  

각 전기차마다 배터리가 필요하고, 이 배터리들은 리튬·코발트·니켈·망간·흑연 등 다양한 원자재로 제조되기 때문에, 이러한 원자재의 수요는 앞으로 수년간 크게 증가할 것으로 예상됩니다.  

리튬 공급 과제 및 리스크 요인 

US Geological Survey에 따르면 전 세계 리튬 매장량은 약 2,200만 톤 수준이며, 작년 전 세계 리튬 생산량은 10만 톤에 달했습니다. 현재 전 세계에서 사용되는 리튬의 90%는 호주, 칠레, 중국에서 공급되고 있습니다.  

IEA는 2025년까지 리튬 공급 부족 사태가 발생할 수 있다고 경고합니다. 예상 공급 부족의 첫 번째 요인은 공급과 수요 불균형입니다.  

시장에 출시될 전기차 수, 배터리 팩 1개당 필요한 리튬 양, 현재 채굴되고 있는 리튬의 양을 고려할 때 공급망 격차가 발생하게 됩니다.  

두 번째 요인은 미드스트림·다운스트림 공급망의 제약입니다.   

현재 칠레와 중국이 미드스트림 리튬염 시장을 주도하고 있으며, 중국은 전 세계 리튬 수산화물 수출의 절반 이상을 차지합니다. 또한 중국은 자국 전기차 산업과 수출용 배터리 모두에 대해 리튬 양극재·배터리 셀·배터리 팩 생산 분야에서 세계 선도적 위치를 차지하고 있습니다.  

글로벌 리튬 공급망의 다변화는 국가 차원의 전략적 리스크 완화 및 에너지 자립성 확보에 필수적입니다.  

리튬 추출의 ESG(환경·사회·지배구조) 영향 

리튬 채굴은 수자원 사용량이 매우 많고, 토양 및 지하수 오염 등 환경적인 위해 요인을 동반할 수 있어 해당 자원의 친환경적인 사용 목적에 배치되는 경우가 있습니다.  

리튬 배터리 공급망을 둘러싼 엄격한 규제가 강화되고 있습니다. 예를 들어, EU는 2024년부터 역내에 판매되는 배터리에 대해 CO2 탄소발자국 정보 제출을 수입업체에 의무화할 예정입니다. 또한 유럽연합집행위원회는 배터리 패스포트라는 기술 플랫폼 도입을 검토 중이며, 이를 통해 공급망 내 모든 주체가 EU 내 판매되는 각 배터리의 제조 이력을 정보로 공유할 수 있도록 할 방침입니다. 

리튬 채굴의 환경 부담을 낮추기 위해 염수의 대부분을 재활용하는 직접 리튬 추출(DLE) 등 신기술, 지열 브라인 추출 등도 연구·도입되고 있습니다.  

리튬 공급망 리스크 완화 

미국 에너지부(DOE)는 이번 달 리튬의 지열 브라인 추출 및 전환에 관한 연구 자금 지원을 발표했습니다. 이어 DOE는 20개 배터리 기업에 총 28억 달러를 투자해 12개 주에 상업 규모의 시설을 신설·확장하겠다고 밝혔습니다. 

DOE는 이번 자금 지원을 받는 기업들이 리튬·흑연 등 배터리 소재의 추출 및 가공, 부품 제조, 배터리 재활용 등 필수 소재의 확보를 위한 새로운 방식을 국내 또는 자유무역협정(FTA) 체결국 내에서 시연할 것이라고 밝혔습니다. 이 투자는 미국 내 배터리 공급망 강화를 위한 인프라 법(7억 달러) 1단계로, 중국 의존도를 낮추고 2050년까지 미국의 청정 에너지 순배출 제로 및 2030년까지 전기차 50% 보급 목표 달성을 지원합니다.   

현재 EU는 리튬의 78%를 칠레에서 수입하고 있으나, 자급자족 배터리 밸류체인 구축을 위해 막대한 투자를 계획하고 있습니다. 예를 들어, 연간 70만 대의 전기차 배터리 공급이 가능한 리튬 광산이 프랑스에 신설될 예정입니다. 지열 브라인 추출 기술 역시 영국 등에서 개발·도입을 추진해 리튬 공급망 의존도를 줄이고자 하고 있습니다.  

결론 

전 세계는 에너지 저장용 리튬 배터리에 크게 의존하고 있습니다. 차량·전력망용 저장 솔루션에서 대체재를 찾기 위한 다양한 연구가 진행되고 있지만, 현재로선 비용·중량·에너지 저장 용량을 모두 만족시키는 방법은 없습니다.  

현행 리튬 배터리 공급망은 주요 국가에 대한 의존도가 매우 높아 지정학적 리스크, 자연재해 또는 기타 공급망 교란에 취약합니다.  

EV 완성차 제조사(OEM)는 배터리 공급망의 이해와 다변화 전략 마련에 주목해야 합니다.