태양광 빅뱅에 각국 희토류 확보 절치부심

[아시아경제 이경호 기자]태양광 발전시장이 지속 성장하면서 태양광 전지 및 모듈에 사용되는 핵심원재료인 희토류 수요도 폭발적으로 성장해 안정적 수급대책 마련에 각 국이 사활을 걸고 있다.

17일 지식경제부와 에너지경제연구원에 따르면 태양광 산업의 성장에 대비해 각국 정부는 희토류 금속탐사 및 생산에 대한 투자를 늘리고 매장량 및 연간 생산량에 대한 정확한 자료 데이터베이스를 구축해 향후 미래 공급에 대비에 나서고 있다.

전 세계 태양광 발전용량과 관련 소재의 제조용량을 빠르게 증가하고 있다. 유럽태양광발전산업협회에 따르면 지난해 전 세계 태양광 발전용량은 7.2GW이고 누계로는 총 22GW에 이른다. 이는 지난해 한해 동안의 어려운 재정적, 경제적인 상황을 고려해도 높은 수치로 평가된다. 태양광발전설비용량 상위 10개국의 대부분은 유럽에 있으며 보조금에서 이익을 얻고 있다. 지난해 미국의 신규 태양광발전 설비용량은 477MW였고 일본은 484MW였다. 인도와 중국의 태양광시장은 향후 수년간 정부의 막대한 지원으로 크게 확대될 전망이다.

◆태양광 발전용량 급속확대..규모의경제도 이뤄져=태양광발전시장이 이렇게 커지는 이유는 우선 온실가스 감축목표를 달성하기 위한 각국의 적극적인 재정지원과 연구개발, 내수시장 지원에 있다. 또한 태양광의 제조비용과 설치비용이 규모의 경제, 업계의 경쟁력 증대, 연구개발로부터 얻은 이익의 결과로 인해 줄어들고 있는 데서도 기인한다.

각국 정부들은 에너지안보 측면에서 태양광에너지 산업을 육성하고 있다. 석유, 가스, 석탄 수입에 따르면 공급불안과 심한 가격변동은 에너지자급자족 시스템의 필요성을 갖게 했다. 현재 태양광발전산업은 희토류 금속에 절대적으로 의존하고 있다. 실리콘의 경우 태양광전지 제작에 사용되는 주요 원재료로 원재료 비용은 비교적 낮으나 태양광 제작사용에 적합한 수준으로 실리콘을 가공하는 비용이 높고 공급난이 발생할 가능성이 있다. 실리콘은 지각에서 두번째로 풍부한 원소로 점토와 모래를 포함한 많은 원천으로부터 얻어진다. 실리콘 웨이퍼는 오늘날 전자칩 또는 태양전지에 사용될 수 있다. 전자산업의 반도체와 태양광산업의 태양전지 제작분야에서 모두 사용돼 향후 수요가 더 늘어날 가능성이 높다.

◆실리콘 공급부족시 기술발전이 해결가능=현재 실리콘 공급부족에 대한 우려가 있으나 부족이 발생하더라도 기술발전이 이 문제를 해결할 가능성이 높은 것으로 분석되고 있다. 일본의 도쿠야마는 독자 개발한 저렴한 용융석출법(VLD법)을 활용해 실리콘 생산단가를 2008년 대비 현재 10분의 1로 낮추는데 성공했다. 지난해 이 회사의 실리콘 생산용량은 연간 4만4400t으로 그해 전 세계 총 수요량을 넘어섰다. 가격이 회복된다면 VLD가 다시 선택안이 될 수 있다. 작년 전 세계 실리콘 생산용량은 연간 11만6000t에서 오는 2011년 말 연간 20만t 이상으로 늘어날 것으로 전망된다.

태양광발전의 추가적인 원재료는 갈륨, 인듐, 백금, 셀레늄, 구리가 있으며 이 모든 것들은 태양광발전에서 비교적 작은 규모로 사용되고 있지만 전자분야및 기타 산업분야에서 사용된다. 이 재료의 공급신뢰도를 보장하는 것이 태양광분야의 지속적인 성장이 필수적이다.

◆구리, 셀레늄 부족은 없을 듯=구체적으로보면 태양광제조업자로부터 증가하는 수요는 전 세계 구리 가격에 미미한 효과만을 가져올 가능성이 크다. 생산은 여러 국가에서 퍼져있고 칠레가 총 생산량의 3분의 1이상을 차지하고 있다. 셀레튬은 일반적으로 구리 제련과정에서 생상되는데 지난 40년간 셀레늄 사용은 전자산업에서는 감소했고 태양광에서는 공급부족난이 나타날 가능성도 상대적으로 적다는 평가다.

그러나 백금은 전 세계에서 매장량이 매우 적은 데다 전 세계 생산의 79%를 남아프리카공화국이 차지하고 있으며 10%는 러시아다. 생산량이 두 나라에 집중돼 있는 것은 공급안보를 위협하고 있다. 남아공 생산은 지난 5년간 감소했는데 이는 백금 채광에 대한 높은 비용으로 인해 많은 투자사업이 지연됐기 때문이다.

인듐은 태양광 모듈 뿐만 아니라 LCD및 합금의 생산서 사용된다. 연간 전 세계 생산량은 약 1200t으로 알려져 있다. 지난 6월 미국의 ARS社에서 새로운 인듐 매장지를 발견했꼬 이 곳의 매장량은 지금까지 미국에서 발견된 매장지 중 최대규모인 453t에 이르는 것으로 추정된다. 세계 최대 인듐생산회사인 미국의 인디엄은 기술향상이 인듐 생산량을 늘리기 때문에 전 세계 공급도 늘어날 것으로 전망하고 있다.

갈륨은 대부분 반도체 제조에서 사용된다.전 세계 매쟝량은 100만t이상 추정되며 미국 지질조사소에 따르면 전 세계 생산량은 연간 130t으로 재활용하면서 90t을 추가 생산된다고 추정된다. 현재 부족 가능성은 낮은 것으로 추정된다. 그러나 알루미늄 생산과정의 부산물로서 갈륨이 생산되며 적은 수의 회사들에 의해 관리됨에 따라 미래 공급에 제약을 받을 가능성도 있다.

◆결국 중국의 향배에 명운 갈려=중국은 현재 인듐과 셀레늄과 같은 전 세계 희토류 금속의 공급을 주도하고 있다. 특히 미국 정부는 증가하고 있는 신재생에너지의 생산이 결국 중국에 대한 수입의존도를 높이는 것으로 이어질 것으로 우려하고 있다. 미국 인디애나 주 에반 바이 상원의원은 희토류 금속의 국내 공급에 대한 보장이 없이는 미국이 이런 재료에 대해 중국에 크게 의존하게 되며 결국 미국 경제, 에너지안보, 국가적 안보를 위태롭게 하는 상황이 불가피할 것이라고 말했다. 미국 하원의원과 주요 당원들은 스티븐 추 미국 에너지부 장관에게 희토류 금속에 대한 국내 공급망이 준비를 확실히 할 것을 당부하고 있다.

전문가들은 태양광발전설비 용량이 늘고 세계적으로 원재료에 대한 의존도도 높아지면서 태양광산업의 필수적인 재료를 누가 관리하는가와 어떻게 관리하는가에 대한 우려가 높아지고 있다고 분석하고 있다. 태양광제조에 사용되는 대부분의 원재료는 전자산업에서도 사용되며 수요는 향후 10년동안 기하급수적으로 증가할 수 있기 때문. 따라서 매장지역 탐사와 생산에 많은 투자를 할 필요가 있다고 보고 있다.

한편, 우리 정부도 태양광,풍력 등을 주축으로 한 신재생에너지 육성방안을 최근 마련했으며 오는 2015년까지 총 40조원을 투입해 태양광과 풍력의 세계 시장점유율을 15% 달성한다는 목표를 제시했다. 지식경제부는 이와별도로 올해 강원 홍천, 충북 충주, 경북 울진 2곳 등 4곳을 시작으로 오는 2013년까지 희소금속이 매장돼 있을 것으로 추정되는 전국 11곳을 정밀탐사하고 개발경제성 평가를 추진키로 했다.

◆韓 태양광 2015년 수출 15%점유..국내 채광도 추진=내년 이후부터는 단양, 무주, 양양, 하동, 철원, 언양, 소안평도 등을 탐사할 예정이다. 정부는 우선 수요가 급증하는 리튬과 희토류 등 2~3개 희소금속을 신 전략광물로 지정해 해외투자 대상 자원에 포함하기로 했다. 비상시 사용할 물량으로 크롬과 몰리브덴 등 8종을 중심으로 2016년까지 총 7만6000t을 비축할 계획이다. 더불어 내년까지 10여종의 핵심 희소금속을 선정해 기술개발 로드맵을 수립하고, 전략 희소금속의 물질 흐름을 분석해 광종별 핵심 원천 기술도 개발할 방침이다.

자원외교측면에서는 세계 최대의 희토류 부존국인 중국과의 자원협력을 강화하고, 최고의 소재기술국인 일본과 협조체제를 구축하기로 했다. G20(주요20개국)서울 정상회의 등 다자 외교채널을 활용해 희소금속 분야에서 국제적 공조를 강화하는 방안도 추진할 예정이다. 권역별로는 중남미를 대상으로 기술확보를 통한 프로젝트 경쟁력을 강화하고, 인프라가 열악한 아프리카에선 패키지형 자원개발을 추진하는 등 차별화된 협력 전략을 마련할 계획이다.　

이경호 기자 gungho@