중국의 희토류 장악력 무너뜨리기 Can the rest of the world challenge Beijing's dominance of high-performance magnets, used in everything from consumer electronics to weapon systems, by developing new projects for mining, processing, and synthetic products?

Can the rest of the world challenge Beijing's dominance of high-performance magnets, used in everything from consumer electronics to weapon systems, by developing new projects for mining, processing, and synthetic products?

As China exploits its control over the global supply of high-performance magnet components, the rest of the world is becoming more desperate for alternatives.

Many of the 17 rare-earth elements, including the heavy elements dysprosium, erbium, holmium, and terbium, as well as other elements considered critical by various countries, are needed for manufacturing magnets used in products ranging from consumer electronics and electric vehicles to radar, satellites, laser equipment, quantum computers, wind turbines, and the US’ most advanced fighter jet, the F-35.

https://gfmag.com/capital-raising-corporate-finance/china-grip-rare-earth-elements

세계 다른 국가들이 채굴, 가공 및 합성 제품 개발을 통해 소비자 가전부터 무기 시스템에 이르기까지 모든 곳에 사용되는 고성능 자석 분야에서 베이징의 지배력에 도전할 수 있을까요?

중국이 고성능 자석 부품의 세계 공급망을 장악함에 따라, 나머지 국가들은 대안을 찾기 위해 더욱 필사적으로 노력하고 있다.

디스프로슘, 에르븀, 홀뮴, 테르븀과 같은 무거운 원소를 비롯한 17가지 희토류 원소와 여러 국가에서 중요 원소로 간주하는 기타 원소들은 가전제품, 전기 자동차, 레이더, 위성, 레이저 장비, 양자 컴퓨터, 풍력 터빈, 그리고 미국의 최첨단 전투기인 F-35에 이르기까지 다양한 제품에 사용되는 자석 제조에 필수적입니다.

하지만 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2030년까지 중국은 희토류 생산량의 51%, 정제량의 76%를 장악할 것으로 예상됩니다. 현재 베이징의 희토류 생산 및 정제 점유율은 이보다 훨씬 높습니다. 이러한 지배력은 중국 공산당 정부가 "다양한 핵심 광물을 통제하고 세계 시장을 자신들의 뜻대로 조종하기 위한 수십 년에 걸친 조직적인 계획"을 실행한 결과라고 미국 의회 초당파 특별위원회는 지난해 11월 보고서를 통해 밝혔습니다. 보고서는 중국의 기본 전략은 생산량을 통제하고 보조금을 지급하여 가격을 낮게 유지함으로써 경쟁을 억제하는 것이라고 지적합니다.

도널드 트럼프 미국 대통령은 희토류 공급에 대한 중국의 지배력을 약화시키기 위한 목적으로 중국과 무역 전쟁을 벌여왔지만, 그 효과는 미미했으며 대부분의 경제학자들은 결국 큰 영향을 미치지 않을 것이라고 전망합니다.

https://anewz.tv/world/world-news/16972/japan-condemns-chinas-dual-use-export-ban-as-rare-earth/news

서방 기업과 연구진들은 희토류 및 기타 핵심 원소 매장지를 탐사, 추출, 정제하는 노력을 강화하는 한편, 이러한 원소에 대한 의존도를 줄이거나 완전히 대체할 수 있는 방법을 개발함으로써 가장 유망한 선택지들을 추구하고 있습니다.

희토류는 사실 희귀한 원소가 아닙니다. 호주, 브라질, 인도, 러시아, 미국, 베트남 등 여러 나라에도 대규모 매장량이 있기 때문입니다. 하지만 희토류는 다른 원소나 광물과 결합하는 성질이 있어 많은 국가들이 희토류 채굴에 투자하는 것을 꺼립니다. 채굴 및 정제 과정이 너무 비용이 많이 들고 환경 오염을 유발하기 때문에 상업적 규모로 진행하기 어렵기 때문입니다.

새로운 공급망 구축

그럼에도 불구하고, 점점 더 많은 광업 및 가공 회사들이 희토류 및 기타 핵심 원소를 추출, 분리 및 정제하기 위한 새로운 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 회사로는 Aclara Resources, Lithium Americas, MP Materials, 그리고 Ramaco Resources 등이 있습니다. 또한, 미니애폴리스에 본사를 둔 Niron Magnetics는 General Motors, Stellantis, 그리고 Samsung으로부터 3억 달러의 투자를 받아 철과 질화물로 만든 희토류 자석의 합성 대체재 개발에 힘쓰고 있습니다. 이들 회사 임원 중 세 명은 지난 11월 미국 의회 특별위원회에 출석하여 연구 진행 상황에 대해 증언했습니다. 다른 회사와 연구자들도 다양한 대안을 모색하고 있습니다.

조나단 로운트리(Jonathan Rowntree ), Niron CEO

중국의 시장 지배에서 신속하게 벗어나는 것은 거의 불가능한 일일 수 있지만, 경영진들은 정부의 지원을 받아 적극적으로 노력하고 있다고 위원회에 밝혔습니다. 니론(Niron)의 CEO인 조너선 로운트리는 위원회에 "우리는 자석 공급에 실질적인 변화를 가져올 수 있는 질화철 생산 능력 1만 톤을 달성하기 위해 가능한 한 빨리 기술을 확대하고 있습니다."라고 말했습니다. 세계 2위 희토류 생산국인 미국은 연간 약 4만 5천~4만 6천 톤의 희토류 산화물을 생산하는 반면, 중국은 27만 톤을 생산합니다.

아클라라의 최고재무책임자(CFO) 프랑수아 모트는 12월 초 글로벌 파이낸스와의 인터뷰에서 이러한 격차를 줄이는 데에는 기술적, 환경적, 재정적 과제가 있다고 밝혔습니다. 칠레 산티아고에 본사를 둔 아클라라는 페루, 브라질, 칠레에서 프로젝트를 검토 중이며 루이지애나에 분리 설비를 건설하고 있습니다.

희토류를 추출, 분리 및 금속화하는 데에는 오랜 시간이 걸리기 때문에 이러한 원소로 자석을 생산하는 데 드는 투자 비용이 높습니다. 따라서 초기 자금 조달을 위해 정부 지원이 필요한 경우가 많으며, 이는 대개 민관 협력을 통해 대출 및 지분 투자 형태로 지원됩니다.

모테는 아클라라의 가중평균자본비용이 10~12%에 달하는 것이 중국과의 경쟁에서 상당한 불리함으로 작용한다고 말합니다. 그는 "중국 외 시장이 형성될 때까지는 정부 자금 지원에 의존해야 할 것"이라고 지적합니다. 아클라라는 미국 국제개발금융공사(IDFC)로부터 브라질 프로젝트에 최대 500만 달러의 보조금을 받았으며, IDFC는 추가로 1억 달러를 자기자본으로 투자할 권리를 보유하고 있습니다.

다른 회사들도 비슷한 상황입니다. 라스베이거스에 본사를 둔 MP Materials는 2025년 7월 국방생산법에 따라 국방부와 민관 협력 계약을 체결했습니다. 이 계약에는 1억 5천만 달러의 대출과 4억 달러의 자기자본 투자뿐만 아니라 북미 최대 희토류 생산 시설인 캘리포니아 마운틴 패스 공장의 생산에 대한 가격 지원도 포함되어 있습니다.

이번 협약은 MP가 생산하는 네오디뮴-프라세오디뮴의 가격을 10년간 킬로그램당 110달러로 최저 수준으로 유지하는 내용을 담고 있습니다. 시장 가격이 110달러 아래로 떨어지면 미 국방부는 MP에 차액을 지급하고, 가격이 최저 수준을 넘어서면 MP는 가격 상승분의 30%를 국방부에 반환합니다. MP의 매튜 슬라우처 부사장은 의회 위원회에 제출한 답변서에서 이번 합의로 중국의 가격 조작 문제가 해결되었다고 밝혔습니다.

도전 과제

하지만 가격 지원은 수직 통합 전략 덕분에 MP에 도움이 되지만, 희토류 정제나 자석 제조에만 집중하는 기업들은 중국의 시장 지배력이 자사 제품 가격을 낮추는 요인이 되어 여전히 문제가 될 수 있습니다.

다른 민간 기업과의 파트너십 또한 도움이 됩니다. 예를 들어 제너럴 모터스(GM)는 MP와 전략적 제휴를 맺어 마운틴 패스에서 공급받은 희토류 소재로 개발되고 텍사스에 새로 건설된 시설에서 전기 모터용으로 생산되는 자석을 구매할 예정입니다.

MP의 회장 겸 CEO인 제임스 리틴스키는 2021년 파트너십 발표 당시 "미국 GM과 같은 제조업체들이 전략적 중요성을 인식하고 확신을 가지고 행동하지 않았다면 희토류 공급망 전체를 미국으로 대규모로 복원하는 것은 불가능했을 것"이라고 말했다.

니론의 로운트리는 지난 11월 의회 위원회에서 "대규모 생산에서는 반드시 가격 지원이 필요하지는 않다"고 말했지만, 자사 역시 이러한 '구매 계약'을 통해 이익을 얻을 수 있을 것이라고 덧붙였다. 한편, 모트에 따르면 아클라라는 미국, 유럽, 일본, 한국의 주요 자동차 제조업체들과 유사한 계약을 논의 중이다.

광산 회사들에게 있어 또 다른 중요한 과제는 개발 부지 허가 문제인데, 특히 미국에서는 채굴 및 정제 과정이 환경적으로 유해하기 때문에 더욱 그렇습니다. 아클라라의 모트는 중국을 제외한 국가에서 광산 생산에 필요한 전체 과정이 최소 5년, 미국에서는 최대 10년까지 걸릴 수 있다고 지적하며, 이는 민간 투자를 저해하는 허가 요건 때문이라고 설명했습니다. 의회에 출석하여 증언한 경영진들은 의원들에게 허가 절차와 항소 절차에 시간 제한을 두는 등 허가 제도를 개혁하는 법안을 통과시켜 줄 것을 촉구했습니다.

밴쿠버에 본사를 둔 리튬 아메리카스의 CEO인 조너선 에반스는 위원회에 제출한 증언에서, 민간 자본이 인허가 관련 항소 문제로 투자를 보류하지 않았더라면, 미국 최대 규모의 리튬 매장지인 네바다주 북부의 태커 패스 개발 계획을 자신의 증언 18개월 전에 이미 착수할 수 있었을 것이라고 밝혔습니다. 에반스는 이러한 인허가 항소를 "실질적인 장벽"이라고 표현했습니다.

프랑스는 핵폐기물 처리 경험을 희토류 정제 및 가공에 적용하기 시작하면서 이러한 장벽을 낮추는 데 도움을 줄 수 있습니다. 리옹에 본사를 둔 희토류 스타트업 카레스터(Carester)는 최근 프랑스 라크에 정제 공장을 건설하는 데 2억 1,600만 유로(약 2억 5,300만 달러)를 투자했으며, 벨기에의 화학 대기업 솔베이(Solvay)는 프랑스 라로셸에 있는 시설을 확장했습니다.

질화철과 같은 희토류 금속 대체재를 합성하여 사용하는 것은 환경에 미치는 영향을 줄이고 중국에 대한 의존도를 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 합성 소재는 희토류 금속을 필요로 하지 않기 때문입니다. 캘리포니아주 어바인에 위치한 희토류 자석 제조업체 스탠포드 마그넷이 2024년 11월에 발표한 백서에 따르면, "질화철 영구 자석은 기존 희토류 자석을 대체할 수 있는 새로운 대안으로, 성능과 지속 가능성 측면에서 독보적인 장점을 제공합니다."

하지만 질화철의 자기적 특성에 대해서는 의문점이 제기되고 있습니다. 연구에 따르면 질화철 자석은 첨단 기술 분야에서 흔히 사용되는 다른 자기장에 노출될 경우 자력이 약해질 수 있는 것으로 나타났습니다.

보스턴에 있는 노스이스턴 대학교의 화학 공학자인 로라 루이스가 연구 중인 또 다른 잠재적 대안은 테트라테나이트라는 광물로 만든 고성능 자석입니다. 테트라테나이트는 얇은 철과 니켈 층이 겹겹이 쌓여 있는 구조로, 일부 운석에서 발견됩니다.

하지만 비평가들은 자석에 사용되는 희토류의 대체재를 찾는 것이 현재 중국이 장악하고 있는 공급망과 경쟁할 수 있는 공급망 개발을 늦출 것이라고 주장합니다. 켄터키주 렉싱턴에 위치한 라마코(Ramaco)의 CEO인 랜달 앳킨스는 이메일을 통해 다음과 같이 설명합니다. "'대체'라는 개념은 우리가 마음만 먹으면 어떤 핵심 광물이라도 공급망에서 제거할 수 있다는 것을 암시합니다. 그러나 영구 자석이나 반도체 칩에서 원소를 대체하려면 종종 완전히 새로운 설계가 필요하며, 가장 유사한 대체품조차도 원본에 비해 성능이 떨어집니다."

루이스는 글로벌 파이낸스와의 인터뷰에서 질화철에 대한 기대는 부분적으로 "과대광고"에 기반한 것이라고 말했습니다. 하지만 애킨스가 표명한 이러한 대안에 대한 회의론은 더욱 광범위합니다. 그는 "대체재에 대한 신화는 위험한 환상일 수 있다"고 말했습니다.

라마코는 최근 미국에서 70년 만에 처음으로 새로운 희토류 광상들을 발견했으며, 와이오밍주 브룩 광산에서 개발 예정인 부지에 7가지 핵심 광물 산화물이 40만 톤 매장되어 있을 것으로 추정하고 있습니다.

영국 케임브리지에 위치한 기술 조사 회사 IDTechEx의 수석 기술 분석가인 잭 하울리는 "현재로서는 전통적인 고성능 자석 수준에 필적하는 소재는 없다"고 말합니다. 하지만 하울리는 합성 소재로 만든 대체재가 "안전장치"로서 효과적일 수 있다고 덧붙였습니다.

영국 셰필드 대학교의 재료 물리학 교수인 니콜라 몰리가 지적했듯이, 질화철 자석이 성능이 덜 요구되는 분야에만 사용될 수 있다 하더라도 희토류 공급망에 대한 부담을 완화하는 데 도움이 될 것입니다. 모트 또한 질화철 자석에 대해 "하나의 해결책으로는 충분하지 않다"며, 질화철 자석이 "그 자체로 고유한 영역을 차지할 것"이라고 언급하며 보다 심층적인 견해를 밝혔습니다.

'중고 쇼핑'의 가능성이 엿보인다

스웨덴-스위스 다국적 기업인 ABB와 텍사스주 샌마르코에 위치한 노비온 마그네틱스(Noveon Magnetics)와 같은 기업들은 "그린 경계 확산(green boundary diffusion)" 또는 비공식적으로 "절약(thrifting)"이라고 불리는 공정을 통해 고성능 자석에 필요한 희토류의 양을 줄이기 위한 노력을 기울이고 있습니다. 하울리(Howley)는 이 공정에 대해 희토류를 자석의 표면이나 가장자리에 집중시킴으로써 "완전한 확산이 필요하지 않다"고 설명합니다. 연구 결과에 따르면 이 기술은 고성능 자석에 필요한 희토류의 양을 최대 70%까지 줄일 수 있습니다. 그러나 모트(Motte)는 현재 이러한 자석이 매우 비싸다고 지적합니다.

희토류를 비롯한 핵심 광물의 공급량은 재활용을 통해서도 늘릴 수 있다. 미국 에너지부는 지난 12월 산성 광산 배수, 광산 폐기물 또는 "기타 유해 물질"에서 추출한 원료로부터 희토류를 분리하는 시범 사업에 1억 3400만 달러를 지원할 것이라고 발표했다.

유럽 대륙은 희토류 매장량이나 채굴량이 제한적이기 때문에 재활용은 유럽의 주요 관심사입니다. 유럽 최초의 대규모 분리 시설이 될 예정인 카레스터의 라크(Lacq) 신규 공장은 재활용과 정제를 결합한 형태입니다. 하지만 현재의 재활용 방식은 회수율이 매우 낮습니다.

셰필드 대학교의 몰리 교수는 영구 자석을 한 기기에서 분리하여 다른 기기에 재활용하는 것이 고려해 볼 만한 선택지라고 언급했습니다. 그녀는 현재 이러한 방식이 흔하지는 않지만, 향후 5~10년 안에 더욱 널리 보급될 것으로 예상한다고 밝혔습니다.

그렇다면 이제 서방 국가들이 이러한 금속 생산에 총력을 기울이는 것이 최선의 선택일지도 모릅니다.

https://gfmag.com/capital-raising-corporate-finance/china-grip-rare-earth-elements