디지털 시대가 불러온 금속 시대

파워 메탈 - 미래를 결정할 치열한 금속 전쟁
빈스 베이저 지음, 배상규 옮김 / 까치 / 2025년 7월

 광업은 2차 산업으로 매우 오래된 산업이다. 하지만 이 오래된 것이 최근 세계 경제를 다시 뒤흔들고 있다. 세계적인 원자재 부족사태와 희토류 때문이다. 지금 시대를 이끌어 가는 세 가지 힘은 디지털-인터넷기술, 재생에너지, 전기차다. 즉, 전기-디지털 시대가 도래한 것이다. 이 3가지 축은 겉으로는 깔끔한 플랫폼이나 인터페이스를 사용자에게 보여주고 있어 물질적인 것과는 거리가 멀어보이지만 사실 이들은 철저히 물질에 기반한다. 즉, 모든 것의 구현을 위해 원자재인 금속을 필요로 하는 것이다. 

 때문에 이러한 것들의 급증은 전 세계적인 금속 수요의 폭증을 불러왔다. 우리가 사용하는 스마트폰에는 상당히 많은 종류의 금속이 들어가는데 주기율표상의 금속의 무료 2/3이나 필요할 정도다. 인간은 그 동안 구리 약 7억톤은 채굴해왔는데 수요의 폭증으로 인해 향후 그만큼을 더 채굴해야 할 정도다. 2050년까지 전기차로 인한 수요로 인해 코발트는 2022년의 약 5배, 니켈은 10배, 리튬은 15배가 더 필요하다. 

 이처럼 광물은 전기-디지털 시대로의 전환에 필수적이다. 그런데 그 기반인 광산업은 매우 오래된 것이고 그 방식도 매우 환경파괴적이다. 땅을 파내는 것이 기본이기에 자원이 있는 지역의 숲, 초원, 사막을 헤짚고 아래의 암석과 토지를 폭발하고 잔해를 캐낸다. 그리고 금속을 함유한 광석은 방사능이나 화학물질을 내뿜기도 하며, 가공하고 제련하고 정제하는 과정에서 엄청난 오염물질이 배출된다. 

 그래서 2천년대 이후만 해도 광산 채굴로 인해 삼림 2600kmm2 이상이 사라졌다. 니켈 1t을 채굴하기 위해서는 광석과 폐석 250t을 처리해야 한다. 순수하게 존재하는 광석따위는 없기 때문이다. 그리고 구리 1t을 채굴하기 위해서는 광석과 폐석 500t을 처리해야 한다. 아이폰 1대를 만들기 위해서는 약 35kg의 광석이 필요하다. 광산은 엄청난 물을 소모하며, 중장비를 사용하기에 세계온실가스 배출의 무려 7%를 배출하기까지 한다. 이렇게 오염이 심각하기에 광산 주변 사람들은 대개 광산이 들어서는 것을 반대한다. 2012년 이후 살해된 광산 반대 활동가는 알려진 것만 최소 320명에 달한다.   

 하지만 자원 확보전은 이제 지상을 넘어 전방위적으로 확산중이다. 해저, 나머지 지구 전역, 우주가 다음 무대다. 그리고 몇몇 나라들은 이 금속으로 인해 새롭게 지정학적 주목을 받고 있다. 남태평양의 프랑스령 뉴칼레도니아는 아직 채굴하지 않은 니켈의 1/4개 매장되어 있다. 그린란드는 막대한 희토류가 매장되어 있으며, 볼리비아는 최대 리튬 매장지다. 콩고 민주공화국은 세계 코발트의 절반을 매장하고 있으며 , 아프간은 구리, 코발트, 기타 금속이 풍부하다. 풍력발전기의 보강재인 니오듐은 브라질이 사실상 독점 중이다. 

 희토류는 희귀하다는 뜻이지만 사실 세계적으로 양이 적진 않다. 사실 희토류는 세계에 널리 분포에 있는 편이다. 희귀하다는 것은 사실 다른 의미인데 암석에 쓸만할 정도의 함량으로 경제성 있게 집중분포하는 경우가 적다는 뜻이다. 그렇다보니 희토류는 유독 그 채굴과 가공과 정제에 상당한 역량과 인력, 유독물질이 발생하게 된다. 그리고 이건 아무나 할 수 없으며 전 세계에서 이 전과정을 해낼 수 있는 나라가 중국이다. 중국은 풍부한 희토류 매장량, 그리고 외교적 영향력. 기민한 해외 자원 확보를 통해 세계 희토류 공급망을 장악했다. 

 중국은 사실상 전기-디지털 시대의 정제 금속의 대부분을 수출한다. 태양광 패널, 풍력 발전기, 전기 배터리 등이다. 그래서 이것을 강력한 수출 금지 카드로 활용할 수 있다. 중국은 이 카드를 10여년 전 일본과의 다오위다오 어선 분쟁에서 처음 활용했는데 세계적인 공급망 구축으로 인해 이 부분을 중국에 온전히 의존하고 있었던 서방으로선 처음으로 큰 위기를 느낀 순간이었다. 

 희토류는 특성이 각각 고유하나 대개 전자기적으로 독특한 성질을 갖는다. 하지만 다른 물질과 합급하면 성능이 향상된다. 그래서 하드웨어와 소프트웨어의 성능을 크게 강화한다. 희토류로 가장 많이 만드는 제품은 영구자석이다. 영구자석은 움직임을 전기로 바꿔주고 다시 전기를 움직임으로 바꿔준다. 희토류를 조금만 첨가해도 영구자석은 매우 강력해진다. 

 미국을 포함한 서방은 환경에 대한 압박으로 인해 광산에 대한 압박이 매우 강하다. 실제로 1950년대만 해도 미국은 구리 광산을 새로 여는데 3-4년이면 충분했지만 지금은 평균 16년이 소요된다. 하지만 개발도상국은 그렇지 않다. 이들은 금방 광산을 열 수 있고 거기다 저임금이고 국영기업도 적극적이다. 특히, 중국은 희토류의 중요성을 일찍 간파했다. 그들은 세계 희토류의 1/3을 보유했고 내몽고의 바얀오보광산이 단일 매장량으로는 세계최대의 광상이다. 그곳이 있는 바오터우는 원래 수박과 가지, 토마토가 자라는 곳이었다. 하지만 지금은 희토류 정광 1t을 생산할 때마다 방사성폐수 1t과 산성폐수 75세제곱미터, 라돈, 불산, 이산화황, 황산이 포함된 폐가수와 플루오린등이 무수하게 배출딘다. 그래서 지역 주민들은 백혈병과 췌장암, 탈모와 치아유실로 고통받는다. 

 미국은 중국의 희토류 무기화로 인해 mp머터리얼즈라는 기업을 국방부 차원에서 후원한다. 미국의 마운틴 패스는 2022년 세계 희토류 생산의 15%를 담당할 정도다. 다만 문제는 중국과 다르게 아직 전과정을 담당하지 못해 채굴한 것들을 중국에 넘겨야 한다는 것이다. 

 중국 역시 나라가 선진화하고 환경에 대한 부담이 커지면서 환경을 심각하게 오염시키는 광산은 폐쇄하고, 희토류 업체들을 합병하고 있다. 그리고 많은 환경오염 작업들을 선진국들이 그랬던 것처럼 다른 나라에 위탁하고 있다. 바로 미얀마다. 중국이 주로 미얀마에 위탁하고 있는 것은 중희토류작업이다. 미얀마는 중희토류가 풍부하다. 

 구리는 태양광 패널에서 각각의 셀을 연결하고 풍력발전기에서 발전기의 재료이며 전선의 주재료이고 대형축전지의 재료이다. 전기차 1대에는 구리가 80kg이나 들어간다. 2035년데는 세계 구리 수요가 연간 2500만t에서 5천만t으로 2배 증가할 것으로 예상된다. 구리 가격은 이미 2017년 대비 2배 가량 증가한 상태인데 그러다보니 세계적으로 구리 도난 사건이 성행중이다. 

 구리 공급처로 주목받는 곳은 중앙아프리카다. 주로 콩고민주공화국이다. 이 나라는 영토가 서유럽의 2/3일정도로 광대하며 각종 광물이 풍부하다. 세계최대 구리 생산국은 칠레다. 매장량이 세계 최대이고 세계 구리의 25%를 공급한다. 구리 가격이 오르며 절도가 성행하는데 그 규모는 매년 10억 $에 이를 것으로 추정된다. 문제는 절도로 인한 피해가 어머어마하다는 것이다. 구리는 대개 사회 인프라로 설치되어 있다. 그래서 절도범들이 그것을 탈취하면 정전이 되거나 교통신호 마비, 식수공급 중단, 오수처리 중단 등 사회 기반 인프라의 마비가 일어나게 된다. 게다가 절도과정에서 그것을 감시하는 사람들간의 충돌이 일어나 인명피해가 발생하기도 한다. 

 니켈은 러시아가 중요 수출국이다. 니켈의 가격은 러우 전쟁으로 폭등했다. 서방은 러우전쟁으로 인해 러시아가 수출하는 거의 모든 것을 제재했지만 뒤늦게 니켈의 존재를 알아채고 이것 만큼은 상당기간 제재 대상에서 유예했을 정도다. 

 니켈은 20세기 스테인리스 스틸의 주재료로 처음 각광받았다. 하지만 지금은 배터리의 주재료다. 배터리의 니켈함량이 높을수록 에너지 함량이 올라간다. 테슬라 전기차 배터리 무게의 80%가 니켈일 정도다. 니켈의 주 공급처는 러시아의 노릴스크다. 노르니켈은 이 도시의 기업이다. 코발트, 구리, 백금의 주요 공급업체이면서 니켈의 최대 생산업체다. 노르니켈은 엄청난 양의 이산화황을 배출한다. 니켈에는 황화물이나 라테라이트가 포함되는데 러시아산에는 주로 황화물이 포함되기 때문이다. 

 인도네시아, 필리핀에도 니켈은 있다. 여기에는 라테리아트가 주로 분포하는데 이것이 포함되면 정제과정이 더 복잡하고 지저분하다. 광석은 분쇄하고 200도 이상 가열하고 황산과 혼합하고 압력을 가해 니켈을 분해하는 고압산 침출법을 쓴다. 이 과정에서 산성폐기물이 대량으로 발생한다. 

 코발트는 전 세계의 공급량의 70%를 콩고민주공화국에 의존한다. 코발트는 스마트폰에 7g이 들어가고 전기차배터리에는 10kg이 들어가낟. CATL을 비롯한 중국계 기업이 콩고 코발트 광산을 장악해서 80%가까이를 소유하고 있다. 중국계 기업은 콩고에 도로와 항만을 건설해 자원의 수송을 용이하게 하고 있으며 중국의 정제소에서 콩고 코발트의 90%를 처리하고 있다.

 리튬은 현존하는 가장 가벼운 금속이다. 기기의 무게를 크게 늘리지 않으면서 전력을 저장하는 용도로 안성맞춤이다. 리튬 수요는 2017-2022년 7배나 성장했다. 연간 거래액이 500억 $에 달한다. 2050년까지 10배 더 늘어날 예정이다. 칠레의 아타카마 사막에 전 세계 리튬의 25%가 매장되 있다. 남미에는 리튬이 가득한 염수가 많다. 염수에서 리튬을 추출하는 방법은 발파보다는 훨씬 친환경적이고 간단하다. 아타카마 사막의 소금 평원 아래에는 엄청난 염수가 저장되어 있다. 이 염수에는 리튬과 염분, 다른 광물이 저장되어 있다. 땅 아래에는 담수층과 염수층이 만나 섞이는 구역에서 일종의 경계층이 생긴다. 밀도가 높은 염수층이 담수를 표층으로 밀어내면 표층에 염호가 생성된다. 이 염호에서 리튬 1t을 생산하려면 10만 갤런의 염수가 필요하다. 즉 엄청난 양의 지하수가 표층으로 노출되어야 하는 것이다. 때문에 이는 필연적으로 사막 지역의 상당한 지하수 소모를 요구하게 된다. 때문에 이 지역의 리튬 생산이 늘어날수록 지역의 수자원 고갈이라는 문제는 피할수 없게 된다.

 해저는 금속을 채취할 수 있는 또 다른 방안이다. 해저의 다금속 단괴에는 코발트, 니켈, 구리 등 핵심 금속이 다량 함유되어 있다. 태평양의 한 지역에는 다금속 단괴가 무려 210억t 매장되어 있다. 이는 전 세계 육지 매장량을 상회하는 수준이다. 다금속단괴는 바다 밑바닥으로 떠내려오는 작은 화석이나 현무암조각, 상어 이빨 같은 작은 조각에서 시작한다. 여기에 오랜 기간에 걸쳐 바다에 용해되어 있는 니켈, 구리, 코발트 망가니즈 같은 금속이 붙어 금속 덩어리를 생성하는 것이다. 다만 해저채굴은 현재 국제법상 금지되어 있다. 또한 해저채굴은 육지채굴이 비해서는 친환경적이지만 해저환경을 망가뜨릴수 있다. 해저 생태계를 파괴할 수 있고, 해저 자원 채굴 분쟁 가능성이 있으며, 해저의 온실가스를 배출할 가능성도 있다. 

 재활용은 금속채굴보다 환경에 부담을 덜 주는 방법이다. 하지만 이는 생각보다 훨씬 어렵고, 환경에도 부담을 주며, 비용이 든다. 이는 제품을 만드는 과정을 생각해 보면 쉽다. 제품을 만들기 위해서는 원재료가 필요하다. 그리고 이 원재료는 이동해서 조립의 과정을 거친다. 재활용을 위해서는 다시 원재료의 과정으로 돌아가야 하는데 그러려면 역공급망의 과정을 거쳐야 한다. 즉, 다시 깔끔하게 분해해야하는 것이다. 

 금속재활용은 생각보다 큰 산업이다. 미고철산업은 연간 400억$규모이고 고용만 수십만이다. 미국에서 매년 사용하는 납의 3/4, 철과 강철의 절반, 구리의 1/3이 재활용된다. 하지만 재활용은 쉽지 않기에 버려지는게 훨씬 많다. 그리고 고철수거는 어렵다. 그렇기에 2003년 이후 재활용과정에서 수백명의 미국인이 사망했다. 

 중국은 개발도상국 시절 금속 부족분을 채우기 위해 고철을 대거 수입했다. 서구의 쓰레기도 수입해 그것을 재활용하여 부를 추적했다. 오늘날 중국의 금속 재활용 산업은 매년 600억 $ 규모에 달한다. 25만을 고용하는 수준이다. 고철의 재활용은 물론 친환경적이지만 이 역시 적지 않은 오염물질과 독소를 배출하며 피고용인을 독성물질의 위험에 노출시킨다. 이런 부작용으로 인해 중국은 점차 이 역할에 대해 거부감을 느끼고 2017년이 되어서야 고철을 비롯한 쓰레기의 수입을 중단했다. 그리고 일부 국가들은 고철의 외부수출을 막고자 고출 수출에 세금을 부과하거나 아예 금지하고 있다. 이는 핵심금속이 점점 귀해지고 있기 때문이다.

 현재 전 세계에서 발생하는 전자 폐기물의 양은 5300만t이상이다. 2030년이면 7500t이상이 될 거로 추정된다. 이는 골치 아픈 쓰레기다. 그냥 매립하면 골치아픈 쓰레기다. 독성화학물질이 물과 토양에 스며들게 된다. 선진국에서는 재활용이 어려워 차고나 서랍에 버려지거나 방치된다. 겨우 17%만이 재활용된다. 하지만 디지털 기기에는 전선용 구리와 배터리용 리튬, 코발트, 니켈 등 상당한 금속이 들어있다. 매년 전자 폐기물에 들은 금속의 가치는 600억 $로 추정된다. 

 하지만 이는 총합이 그렇지 각각의 전자 폐기물에 들은 금속은 매우 소량이고 분리하는 것도 매우 까다롭고 손이 많이 간다. 그래서 인건비가 비싼 선진국에서는 노동가치에 부합하지 못한다. 그래서 재활용률이 매우 낮다. 하지만 인건비가 낮은 개도국에서는 이야기가 다르다. 이는 노동가치 이상의 일이 된다. 그래서 재활용률이 매우 높아진다. 

 개발도상국 노동자들은 전선을 태워 구리를 덜고 회로기판을 화학물질에 담가 금속을 회수한다. 그래서 인근 지역 아동들은 납과 같은 독성물질의 농도가 혈액에서 높게 나타난다. 회로기판은 금속의 효율적 공급원인데 회로기판 1t은 광석1t보다 금 함유량이 40-800배에 달한다. 반면 리튬-이온 배터리는 재활용률이 5%에 불과하다. 이는 그것의 재활용이 매우 위험하기 때문이다. 구멍이 나거나 깨지거나 과열되어 불이 붙으면 사실상 끄는 것이 불가능하고 순식간에 500도 이상으로 가열되어 유독가스로 가득차기 때문이다. 그리고 영구자석, 태양광패널, 풍력발전기의 재활용도 매우 어렵다. 

 금속의 재활용이 쉽지 않기에 오래 쓰도록 하는 것은 하나의 좋은 대안이다. 유럽의 스마트폰은 1년만 더 쓰게 제작해도 온실가스 배출량을 2030년까지 210만톤 배출을 줄일수 있다. 이는 자동차 100만대 감축과 같은 효과다. 

 그리고 고쳐쓰는 것도 좋은 방안다. 과거 사람들은 물자가 귀한 시절 옷을 포함한 대부분의 물건을 고쳐쓰곤 했었다. 하지만 생산성이 높아지고 부유해지면서 물건을 새로 사기 시작했고 거의 대부분의 물건을 고쳐쓰는 풍토가 사라졌다. 1966년 미국인 20만명이 가전제품 수리기사로 일했지만 2023년에는 겨우 4만명이 같은 직업에 종사한다. 제조업체는 일부로 가전제품의 수리를 어렵게 설계한다. 이런 점의 개선을 법적으로 강제할 필요가 있다.