"광물 의존도 낮추자" 기술 개발도 한창

소금물서 리튬 뽑고, 코발트 뺀 배터리 만들고…
구리·니켈 등 재활용도 대안으로

리튬 코발트 등 광물 공급량이 급증하는 수요를 충족하지 못할 것이란 전망에 세계는 기술을 통한 해결책을 찾고 있다. 세계 기업들은 광물 추출 방식을 효율화하고, 광물을 재활용하는 기술을 개발하는 데 투자하고 있다. 배터리업계에서는 값비싼 광물인 코발트가 들어가지 않는 제품을 개발하고 있다. 이를 통해 에너지 전환 과정에서 광물 의존도를 낮추고, 공급 부족 우려를 덜 수 있다는 전망이 나온다.

세계가 가장 주목하는 기술 중 하나는 ‘직접 리튬 추출(DLE)’이다. 소금물(염수)에서 흡착 방식으로 리튬을 직접 추출하는 기술이다. 광산에서 리튬 정광을 채굴하거나 소금물을 증발시켜 리튬을 얻는 기존 방식과 다르다. DLE를 상용화하면 짧게는 몇 시간 만에 리튬을 얻을 수 있다. DLE를 활용하면 염수에 녹아 있는 리튬의 80%를 뽑아낼 수 있다. 기존 방식(40%)보다 채산성이 대폭 좋아진다. 광산업계에서는 DLE를 ‘게임 체인저’로 보고 기술 개발에 한창이다. 미국 지질조사국은 DLE가 상용화하면 전 세계 염수에 녹아 있는 리튬의 70%를 추출할 수 있을 것으로 예상했다. 원자재 컨설팅업체 벤치마크 미네랄 인텔리전스에 따르면 지난해 5만4000t에 그친 DLE 생산량은 10년 뒤 64만7500t으로 12배가량 늘어날 전망이다.

배터리 제조에 쓰이는 고가의 광물을 대체하려는 움직임도 있다. NCM(니켈·코발트·망간) 등 삼원계 배터리를 만들 때 값비싼 코발트 사용량을 줄여 가격 경쟁력을 높이려는 목적이다. 코발트는 현재 2차전지 금속 원가에서 40%가량을 차지한다. 코발트를 쓰지 않는 ‘코발트 프리’ 배터리를 선도하는 곳이 중국이다. 중국의 펑차오에너지(SVOLT)는 2021년 8월 세계 최초로 코발트 프리 배터리셀을 양산하기 시작했다. 니켈(75%)과 망간(25%)만 활용해 배터리를 제조했다. 한국에선 올초 SK온이 NCM 배터리와 똑같은 성능을 지닌 코발트 프리 배터리 시제품을 개발하는 데 성공했다. 테슬라는 코발트가 없는 ‘100% 니켈 배터리’를 만들겠다고 2020년 선언하기도 했다.

공급을 크게 늘리지 못하는 상황에서 알루미늄 구리 니켈 등 광물을 재활용하는 게 가장 현실적인 대안이라는 주장도 있다. 글로벌 광산업체 BHP그룹은 탄자니아의 니켈 재활용 스타트업에 투자했다. 광물 재활용 관련 스타트업이 유치한 투자금은 지난해 사상 최대치인 5억달러에 달했다.

오현우/김리안 기자 ohw@hankyung.com