희토류 밸류체인; 경쟁력 있는 기업은 늘 저렴하지 않다.

중국이 희토류 수출금지를 시작했다. 미국은 답을 찾을까?

- 링크 요약 -

1. 희토류 개요 및 분류

희토류는 크게 경희토류와 중희토류로 나뉨.
경희토류는 매장량이 많고 채굴이 용이하여 공급이 충분함.
중희토류, 특히 원소기호 66번 디스프로슘(Dy)이 핵심 중요성을 가짐.

2. 네오디뮴 자석의 개발

1983년 일본에서 네오디뮴-철-보론(Nd-Fe-B) 영구자석이 개발됨.
기존 페라이트 자석보다 10배 이상 강력하여 자석의 소형화가 가능해짐.
강력한 자기력으로 첨단 모터(전기차, 로봇 등)에 필수적으로 사용됨.
로봇의 정밀 제어(엑츄에이터, 센서, AI 기반 통합 제어)에 필수적이며, 관련 모터 시장이 빠르게 성장하고 있음.

3. 중국의 희토류 기술 확보 및 생산 독점

Nd-Fe-B 자석 상용화는 미국 GM(마그네퀸치 자회사 설립)과 일본 스미토모금속이 각기 다른 공정으로 성공함.
1995년 GM의 마그네퀸치가 중국 국영기업(삼환신재료고구기술공사)에 매각됨.
중국은 마그네퀸치 인수를 통해 Nd-Fe-B 자석 생산 기술과 특허를 확보함.
마그네퀸치 생산 설비는 2003년까지 중국으로 이전 완료됨.
덩샤오핑은 희토류 자원 확보를 강조했고, 그의 딸 덩난은 기술/특허 확보(마그네퀸치 인수)를 주도함.
2010년 중국은 전 세계 Nd-Fe-B 영구자석 생산의 75%를 차지하는 독점적 지위를 확보함.

4. 디스프로슘

Nd-Fe-B 자석은 고온(일반적으로 100도 이상)에서 자기력을 잃는 약점이 있음.
디스프로슘(Dy)을 첨가하면 자석의 내열성이 향상됨 (1% 첨가 시 약 15도 상승).
고성능 모터, 발전기, 첨단 무기(예: F-35 전투기) 등 고온 환경에서 작동해야 하는 기기에는 디스프로슘 첨가가 필수적임.

5. 미국의 안보

미국은 Nd-Fe-B 자석 생산에서 중국에 크게 의존하게 됨.
F-35 스텔스기 1대당 417kg의 Nd-Fe-B 자석이 필요하며, 중국산 자석 사용이 확인되어 인수가 잠정 중단되기도 했으나, 대안 부재로 재개됨.

6. 디스프로슘 공급

현재 상업적 채굴은 주로 중국과 미얀마에서 이루어짐.
미얀마산 디스프로슘은 대부분 중국으로 수출되어 중국 생산량의 상당 부분(65% 이상 추정)을 차지함. 중국은 미얀마 해당 지역 반군 지원 등 영향력 확대를 시도했음.
그 외 육상 매장지는 러시아 시베리아, 그린란드 등으로 제한적이며, 호주나 미국 본토에서는 상업적 광상이 발견되지 않음.
러시아는 자원 부국이라 희토류 개발에 소극적임.

7. 그린란드

서방권에서 디스프로슘 확보가 가능한 주요 지역은 그린란드임.
크바네펠트 광산(중국계 자본 주도) 개발은 환경 문제 등으로 그린란드 정권 교체 후 보류됨.
디스프로슘 함량이 높은 탄브리즈 광산은 미국 광물개발업체(CRML)가 인수하여 개발 가능성이 열림.

8. 환경 문제

육상 희토류 채굴/제련 과정은 토륨, 우라늄 등 방사성 물질 배출로 심각한 환경오염을 유발함.
그린란드 개발 역시 환경오염 문제가 주요 장애물임.

9. 심해 채굴

태평양 등 해저 진흙층에 디스프로슘이 고농축된 지역이 존재함.
해저 희토류는 생성 과정상 방사성 물질 함량이 낮다는 장점이 있음.
일본은 배타적 경제수역 내 미나미토리섬 인근에서 대규모 매장지(전 세계 730년 사용량)를 발견했으나, 비용 및 제련 문제로 2028년 이후로 개발을 연기함.
미국(트럼프 행정부 검토)은 국제 협약을 우회하여 공해상 심해 광물 채굴을 허용하는 방안을 고려 중임 (TMC 등 기업 요청).

10. 제련 문제와 해결 방안 모색

희토류 확보 후에도 환경오염이 심한 제련 과정이 문제로 남음.
대안으로, 그린란드나 심해에서 채굴한 희토류를 우크라이나 체르노빌 원전 사고 지역처럼 사람이 살지 않는 폐허 지역에서 제련하는 방안이 검토되고 있음.

한줄 코멘트. 중국의 희토류 수출금지는 디스프로슘을 집중해서 봐야 제대로된 분석이 가능함. 경희토류는 세계 각국에 폭넓게 분포되어 한국에도 매장이 확인되고 있음. 중희토류인 디스프로슘은 매장지가 몇군데 없고,제련에 환경오염이 심해서 중국 독점상품이 되고 있음. 그린란드 광산 또는 심해채굴로 확보한 디스프로슘을 우크라이나에서 제련하는 방법이 검토되고 있음.

희토류 밸류체인; 경쟁력 있는 기업은 늘 저렴하지 않다.

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