희토류의 개념

희토류는 Rare Earth Elements로서, 지구상에 거의 없는 17종의 금속원소를 말한다. 지구에서 브라질, 중국 등에서 채굴된다.

국가별로는 중국에 가장 많은양이 매장되어 있다. 베트남, 브라질, 인도 순이다.

이러한 희토류는 영구자석을 만드는데 주로 사용된다. 영구자석이란 특정소재를 자화 시켜서 외부 자기장이 제거되어도 자성을 유지하는 물체를 의미한다.

즉 자기장이 없어도 자성을 유지하기 때문에 효율면에서 훠씬 유리하다.

영구자석의 소재에는 페라이트, 알니코 등이 있지만 네오디뮴이 가장 많은 점유율(59.2%)을 가지고 있다.(금액기준)

영구자석의 개발

이 영구자석은 1983년 스미토모 특수금속의 마사토 사가와, 미국 GM에 의해 동시에 발명되었다.

두 기업은 네오디뮴, 철, 붕소라는 재료를 사용하는 것은 동일하였다. 하지만 제조법이 일부 차이가 있었다.

19987년부터 2년에 걸친 소송 끝에 두 회사는 Corss-License에 합의하여 연구중이다.

네오디뮴 영구자석의 유형

제작하는 방법에 따라서 소결, 본드, 열간변형 방식으로 나뉜다.

소결은 분말로 파쇄한 후 가공하는 방법으로 가장 우수한 성능을 자랑한다. 하지만 복잡한 공법과 높은 생산원가가 단점이다. 주로 자동차와 풍력발전에 사용된다.

본드 공법은 파우더를 에폭시 수지와 혼합하여 사출성형하는 간단한 공법이다. 하지만 자기특성 및 내열성이 약하다. 소형 모터에 주로 사용된다.

열간변형 공법은 열간 압축 및 변형 공정을 통해 제작한다. 우수한 고온특성 및 내식성이 있다. 하지만 대량생산이 어렵다.

희토류 전망

희토류 영구자석은 적용분야가 다양하다. 스피커, 마이크, 에어컨 등 소비자용 가전에서부터 전기차, 로봇 등 첨단산업과 방위산업에 이르기까지 광범위한 영역에서 사용된다.

미국은 국방부에서 이 희토류에 대한 확보를 담당할 정도로 국방력 개선에도 큰 도움을 주는 물질이다.

희토류의 수요 전망 : 전기차, 풍력터빈

전기차는 전 세계적인 흐름(Flow)이다. 이러한 전기차는 배터리가 생명이다. 배터리가 생명인 이유는 더욱 효율이 좋고 오래 운행할 수 있는 차량을 만들기 위햏서이다.

하지만 영구자석을 통해서 자동차의 모터의 효율을 좋게 만들면 더욱 효율좋은 전기차를 만들 수 있다.

전기차 생산 간에 1~2kg의 영구자석이 사용된다. 테슬라는 일부 모델에 영구자석을 사용하였다. 메르세데스 벤츠 또한 영구자석을 조달하는 방안을 검토 중이다.

현재 해상풍력터빈은 14.2%, 전기차는 6.1%정도 응용하고 있지만 2050년이 되면 해상풍력 터빈은 36.3%, 전기차는 35.3%정도 응용이 될 것이라고 보고 있다.

희토류의 공급 전망

희토류의 공급망에서 가장 우수한 국가는 중국이다. 중국은 희토류 생산의 58%, 자석 생산의 92%를 차지하고 있다.

중국은 희토류를 수출 규제를 지속하며 독자적으로 발전시키기 위한 정책적 기반 구축에 주력하고 있다.

또한 미국, EU 등 주요 국가에서도 자국 안보와 지속가능성을 기준으로 규제를 검토하고 있다.

이러한 여건에서 미국은 최근 베트남을 방문하여 희토류에 대한 공격적인 공급전쟁에 나섰다.

베트남 끌어안은 美…’희토류 脫중국’ 가속화

베트남으로 다양한 미국기업이 투자를 실시한다. 그리고 미국은 베트남 희토류에 대한 우선권을 갖게된다. 자국제일주의가 가장 강한 미국에서 이정도로 투자를 한다는 것은 희토류가 그만큼 중요하다는 의미이다.

희토류 동향

미국의 희토류 동향

미국의 영구자석 수입액은 2016년 대비 약 200%정도 증가하였다.(2022년 기준)

최대 수입국은 중국으로서 약 75%에 달한다.

미국에서도 희토류가 생산되고 있으나 생산능력 부족으로 인해 공급망의 대부분을 해외에 의존하고 있다.

희토류 중에서도 좋은 품질의 희토류는 미국에서 생산되지 않는다. 그렇기 때문에 중국에 의존도가 높은 현실이다.

미국내 희토류 공급망 구축 관련 기업은 다음과 같다.

MP Materials, Lynas, General Atomics, Energy Fuels, USA Rare Earth

대표적인 MP materials는 국방부에서 지원금을 받고 있는 기업이다. 연간 희토류 산화물 20,000t을 생산목표로 하고 있다.

중국의 희토류 동향

2021년 중국의 희토류 수출량은 동기 대비 38% 늘어나 4만 8,198톤을 기록하였으며, 2022년에는 동기 대비 0.4% 감소한 4만 8,728톤으로 집계됨. 

– 그러나 희토류 가격이 급등하면서 수출액은 10억 6천만 달러(약 1조 원)로 동기 대비 63% 가까이 증가함.

중국은 희토류 생산뿐 아니라 소비 영역에서도 세계 최대 규모를 보이고 있음. 

– 전 세계 희토류 소비의 57%가 중국에서 이루어지고 있는데 대부분이 영구자석 분야로 투입됨. 

– 영구자석은 전기차, 태양광·풍력 발전, 소비 전자제품, 산업용 모터, 로봇 등 모든 분야에 활용되는 소재임.

이후 16일에는 중국희토그룹(中国稀土集团, 이하 ‘희토그룹’)이 중국의 3대 이동통신업체 중 하나인 차이나모바일(China Mobile·中国移动)과 전략적 협정서를 체결했다고 밝힘. 

– 희토그룹은 중국 국유기업과 연구기관을 통·폐합해 만든 세계 최대의 국유 희토류 기업으로, 이번 협정서를 통해 희토류 산업 분야의 디지털 전환을 추진할 것이라고 밝힘. 

◦ 업계 관계자들은 희토류의 채굴, 제련, 가공 등 분야에서 풍부한 노하우를 가지고 있는 희토그룹과 풍부한 기술력과 네트워크 경쟁력을 가지고 있는 차이나모바일 간의 협업을 통해 중국 희토류 산업이 △ 정밀화 △ 지능화 △ 기술력 측면에서 더욱 성장할 것으로 기대함.

(출처 : https://csf.kiep.go.kr/issueInfoView.es?article_id=49386&mid=a20200000000&board_id=2)

중국의 희토류 관련기업은 China NOrthern Rare Earth Gp H-T가 대표적이다. 국유자산감독관리위원회가 직접 관리/감독하는 기업이다. 기존 희토류를 생산하는 기업들을 통폐합하여 만든 기업으로 희토류 시장에서 중국의 지배력을 강화하기 위해 전략적으로 설립되었으며 현재 희토류 리스크와 연계된 주요 회사이다.

대한민국의 희토류 동향

대한민국은 희토류가 전혀 생산되지 않는 국가이다. 대부분 중간재 형태로 해외에서 수입한다. 다른나라들보다 다소 늦은 시점부터 공급망을 구축하기 위한 노력을 하고 있다.

대한민국의 영구자석 수입액은 2022년 6억 4천만 달러를 돌파하였다. 87% 정도는 중국에서 수입을 의존한다.

대한민국의 영구자석 수입액 증가는 대부분 전기자동차 생산과 밀접한 관련이 있다. 현대자동차와 기아자동차에서는 영구자석을 이용한 모터를 적용한다. 이 때문에 영구자석에 대한 수요는 지속적으로 발생한다.

또한 대한민국의 2차전지 산업은 상대적으로 발전했기 때문에 2차전지와 영구자석의 시너지효과로 인해 호주 등의 국가와 협업을 하고 있다.

가장 대표적인 호주 기업은 ASM이다. 이 기업은 한국에 KSM 메탈스에 투자하였고 호주의 재료와 대한민국의 기술력을 협력하여 시너지 효과를 낼 것으로 예상하고 있다.

이밖에 유니온머터리얼, 노바텍, 세토피아 등의 업체가 국내에서 희토류 관련 사업을 추진하고 있다.

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