제2의 석유 리튬 전기차 배터리 발전에 따른 가격 변동과 리튬 삼각지대

 

제2의 석유(하얀 석유) 리튬 배터리와 광물 자원 리튬 확보 전쟁

 

전기차가 발전하면서 리튬이 각광을 받고 있습니다. 전자가 잘 통하고 가벼운 금속이 리튬이기 때문입니다. 리튬의 경우 국가별 매장량에 따른 편중도가 심해서 개발 전쟁이 치열합니다. 그중 칠레가 남미에서 제일 리튬 수출국이라고 할 수 있습니다. 남미에서 리튬이 나오는 상각지대가 있으며 남미에는 석유 카르텔처럼 리튬판 오펙을 만들자는 움직임이 있습니다.

 

 

 

 

 

리튬이란?

리튬은 기호 Li와 원자 번호 3의 화학 원소입니다. 가장 가벼운 금속이며 상온에서 밀도가 가장 낮은 고체 원소입니다. 리튬은 은백색 외관을 가지고 있으며 부드럽고 다양한 형태로 성형하기 쉽습니다.

 

리튬의 반응성

반응성이 높은 금속으로 다른 원소와 쉽게 화합물을 형성합니다. 높은 에너지 밀도와 긴 사이클 수명으로 인해 충전식 배터리, 특히 리튬 이온 배터리에 일반적으로 사용됩니다. 리튬은 또한 세라믹, 유리, 윤활제 생산 및 양극성 장애와 같은 특정 정신 건강 장애 치료제로 사용됩니다.

 

리튬의 생산

암석, 토양 및 채광을 통해 이러한 원천에서 추출할 수 있습니다. 그러나 리튬의 채굴 및 처리는 수질 오염 및 토양 황폐화와 같은 환경적 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 전기 자동차와 재생 가능 에너지 저장 장치의 인기가 높아지면서 리튬 이온 배터리에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 리튬 자원의 가용성에 대한 우려가 있습니다.

 

리튬 배터리를 개발한 과학자

리튬이온 배터리는 John B. Goodenough, Stanley Whittingham, Akira Yoshino 등 3명의 과학자로 구성된 팀이 개발했습니다.

 

영국계 미국인 화학자 Stanley Whittingham은 충전 가능한 리튬-이온 배터리 개발을 시작했습니다. Exxon에서 일하던 1970년대 이온 배터리. 그는 리튬 이온을 이황화티타늄 층에 삽입하여 충전식 배터리를 만들 수 있다는 사실을 발견했습니다.

 

미국 물리학자 John B. Goodenough는 1980년대 오스틴에 있는 텍사스 대학교에서 일하면서 이 노력에 합류했습니다. 그는 휘팅엄의 이황화티타늄 음극보다 더 높은 전압을 낼 수 있는 코발트산 리튬으로 만든 새로운 양극 소재를 개발했다.

 

일본 화학자 요시노 아키라가 1980년대 리튬이온 배터리 개발을 계속했고, 1990년대 Asahi Kasei Corporation 근무 중. 그는 반응성 리튬 양극을 석유 코크스라는 더 안전하고 가벼운 탄소 기반 물질로 교체하고 양극과 음극 사이에서 리튬 이온을 운반하는 안정적인 전해질을 개발했습니다.

 

2019년 스웨덴 왕립 아카데미는 리튬이온 배터리 개발에 기여한 Goodenough, Whittingham, Yoshino에게 노벨 화학상을 수여했습니다. 휴대용 전자 기기의 광범위한 사용을 가능하게 하고 전기 자동차 및 재생 가능 에너지 저장을 위한 길을 닦음으로써 "충전식 세계를 창조"한 그들의 작업을 인정했습니다.

 

 

 

리튬의 가격 변동

리튬 가격은 수요와 공급, 세계 경제 상황, 기술 발전 등 다양한 요인으로 인해 수년간 크게 변동했습니다.

 

2016년 가장 일반적으로 사용되는 리튬 형태 중 하나인 탄산 리튬의 가격은 수요 증가로 인해 급격히 상승했습니다. 전기 자동차 및 기타 전자 제품의 리튬 이온 배터리용. 가격은 불과 몇 달만에 2배 이상으로 증가했습니다.

 

2017년 리튬 가격은 계속 상승했으며 일부 전문가는 리튬 수요가 2025년까지 세 배가 될 수 있다고 예측했습니다.

 

2018년에는 리튬 가격이 안정되기 시작했고 호주 및 기타 지역의 신규 광산 생산 증가로 인해 약간 하락하기도 했습니다.

 

2019년 리튬 가격은 공급 과잉과 세계 최대 리튬 소비국인 중국의 수요 약세로 인해 가격 하락 압력이 지속되면서 계속 하락했습니다.

 

2020년에는 COVID-19 팬데믹으로 인해 글로벌 경제 활동이 둔화되면서 리튬 가격이 일시적으로 하락했습니다. 그러나 전기 자동차 및 재생 가능 에너지 저장 장치에 대한 수요는 여전히 강세를 보였고 리튬 가격은 연말에 회복되기 시작했습니다.

 

2022년에는 본격적으로 리튬 가격이 상승하는 시기였습니다.

 

 

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제2의 석유(하얀 석유), 리튬

 "제2의 석유"이라는 용어는 리튬이 오일만큼 경제적으로 중요해질 가능성을 설명하는 데 사용되었습니다. 이 비유는 석유가 운송 및 에너지 생산에 중요한 자원인 것처럼 리튬이 전기 자동차 및 재생 에너지 저장 장치에 사용되는 배터리 생산에 중요한 요소라는 사실을 나타냅니다.

 

 리튬은 세계가 보다 지속 가능한 에너지 시스템으로 전환함에 따라 최근 몇 년 동안 급속도로 성장했습니다. 전원을 위해 리튬 이온 배터리에 의존하는 전기 자동차는 점점 대중화되고 있으며 많은 국가에서 재생 가능 에너지로 전환하기 위한 야심 찬 목표를 설정했습니다. 이로 인해 리튬과 코발트 및 니켈과 같은 기타 배터리 금속에 대한 수요가 급증했습니다.

 

일부 전문가들은 리튬 수요가 공급을 초과하여 가격이 상승할 수 있다고 생각합니다. 그리고 새로운 리튬 공급원에 대한 필요성으로 인해 특히 호주, 칠레, 아르헨티나와 같이 리튬 매장량이 많은 국가에서 리튬 탐사 및 채광에 대한 투자가 증가했습니다.

 

리튬이 석유를 완전히 대체할 수는 없지만 리튬의 역할은 분명합니다. 보다 지속 가능한 에너지 시스템으로 전환하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 과거의 석유와 마찬가지로 가치 있고 전략적으로 중요한 자원이 될 가능성이 있습니다.

 

 

리튬 생산과 환경오염

 

수질 오염:

일반적으로 지하에서 대량의 물을 펌핑하는 것과 관련되어 물 부족과 환경오염을 유발할 수 있습니다. 또한, 황산 및 염산과 같이 리튬 처리에 사용되는 화학 물질도 지역 수원을 오염시키고 수생 생물에 해를 끼칠 수 있습니다.

 

대기 오염:

리튬 처리는 대기 오염 물질을 방출할 수 있습니다. 인간의 건강과 환경에 유해한 영향을 미칠 수 있는 이산화황, 질소 산화물 및 일산화탄소와 같은. 또한 리튬 제품의 운송은 특히 장거리 운송의 경우 온실 가스 배출을 발생시킬 수 있습니다.

 

토지 오염:

리튬 채굴은 토지 황폐화 및 토양 침식을 유발할 수 있습니다. 숲이나 습지와 같은 민감한 생태계에서 이루어집니다. 새로운 광산 및 관련 기반 시설의 건설은 서식지 손실 및 파편화를 유발할 수 있습니다.

 

폐기물 관리:

광미 및 소금물과 같은 리튬 처리 폐기물의 폐기는 또한 환경에 영향을 미칩니다. 이러한 폐기물은 높은 수준의 오염 물질을 포함할 수 있으며 주의 깊게 관리하지 않으면 잠재적으로 토양과 수질을 오염시킬 수 있습니다.

 

모든 리튬 생산 방법이 환경에 해를 끼치는 것을 예방하기 위해 생산 운영에 전력을 공급할 때 재생 에너지를 사용하거나 물 사용을 줄이기 위해 물 관리 전략을 구현하는 등 환경 영향을 줄이기 위한 조치를 취해야 합니다. 그리고 리튬 이온 배터리를 재활용하면 새로운 채굴 및 가공의 필요성을 줄여 환경오염을 줄일 수 있습니다.

 

 

전 세계리튬 매장량

 

2023년 기준으로 리튬의 나라별 세게 매장량 

현재 세계 리튬 매장량은 약 1억 5천만 톤으로 추정되고 있습니다.

세계 1위 호주가 약 50%

세계 2위 칠레가 약 25%

세계 3위 중국이 약 13%

기타 나라들이 약 10%를 차지합니다. 그중 아르헨티나한 곳에서만 6%를 점유하고 있습니다. 또한 미국, 칠레, 중국, 아르헨티나, 캐나다, 콩고민주공화국, 브라질, 등이 각각 전체의 3~4% 정도의 비율을 가지고 있습니다.

 

 

하지만 최근 발견한 리튬 삼각지대는 남미에 있는 볼리비아, 아르헨티나, 칠레 3개국을 가리키는 말이 있습니다. 이 지역은 전 세계 리튬의 약 56%가 매장되어 있어서 '하얀 석유’라고도 불립니다.

 

그러나 리튬 삼각지대의 3개국은 각각 다른 정치적·경제적 상황을 겪고 있어서 리튬 개발과 수출에 영향을 미치고 있습니다. 예를 들어 볼리비아는 리튬을 국유화하고 외국 기업과의 협력을 거부하면서 리튬 산업 발전이 늦어지고 있습니다. 반면 칠레와 아르헨티나는 외국 기업과 협력하면서 리튬 채굴과 수출을 활발하게 하고 있습니다.

 

최근에는 3개국이 각각 자체적으로 배터리와 전기차 생산까지 진출하려는 움직임을 보이고 있습니다. 이를 통해 리튬 가격 변동에 대응하고 부가가치를 높이려는 목적이 있습니다.