희토류 부족 문제 해결을 위한 대체, 재활용, 공급망 정리
희토류란 무엇인가? 종류와 용도, 그리고 중국 독점 이슈
현대 산업 사회에서 없어서는 안 될 핵심 소재, 희토류(Rare Earth Elements)는 스마트폰, 전기차, 풍력 발전, 첨단 방위산업까지 우리 일상과 국가 경제의 거의 모든 분야에 깊숙이 연결된 금속 원소들입니다. 이 17가지 원소들은 고성능 자석부터 첨단 전자부품, 그리고 친환경 에너지 생산에 이르기까지 다양한 첨단 기술의 숨은 주역입니다.
하지만 희토류는 단순한 금속 그 이상의 의미를 지닙니다. 현재 전 세계 희토류의 대부분을 중국이 독점하고 있어, 글로벌 공급망과 국가 안보에 심각한 영향을 미치고 있기 때문입니다. 최근 중국의 수출 규제는 전기차 제조부터 스마트폰 생산에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 위기를 불러일으키고 있으며, 미국과 유럽, 한국 등 주요 국가들은 희토류 의존도를 줄이기 위한 다양한 전략을 모색하고 있습니다.
이처럼 희토류는 단순한 자원이 아니라 미래 산업의 경쟁력을 좌우하는 전략 자원입니다. 오늘 이 글에서는 희토류가 무엇인지, 왜 중요한지, 그리고 현재 어떤 글로벌 이슈와 대응 방안이 있는지 살펴보겠습니다.
희토류란 무엇인가?
희토류(rare earth elements)는 총 17종의 금속 원소로, 현대 산업에 필수적인 소재입니다. 전자기기, 전기차, 방위산업, 재생에너지 등 다양한 분야에서 핵심 부품의 원료로 사용됩니다.
희토류 종류 (총 17개)
| 경희토류 | 스칸듐, 이트륨, 란타넘, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로퓸 | Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu |
| 중희토류 | 가돌리늄, 터븀, 디스프로슘, 홀뮴, 어븀, 툴륨, 이터븀, 루테튬 | Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu |
중국의 희토류 수출 규제
중국은 전 세계 희토류 채굴의 70%, 가공의 90% 이상을 차지합니다. 이번에 수출 통제가 시작된 7개 원소는 다음과 같습니다:
- 디스프로슘(Dy)전기차 자석 핵심 원소
- 사마륨(Sm) 고온 자석 소재
- 가돌리늄(Gd) MRI, 조영제
- 터븀(Tb)형광체 원료
- 루테튬(Lu) 방사선 치료
- 스칸듐(Sc)항공기 부품
- 이트륨(Y)고체 레이저
이들 원소는 모두 전기차 모터, 센서, 자동변속기, 조명 장치 등 주요 부품에 사용됩니다. 따라서 공급이 끊기면 자동차 조립 자체가 불가능해질 수 있습니다.
미국 자동차 업계의 반응:공장 가동 중단 위기
미국 자동차 업계를 대표하는 자동차혁신연합(AAI)은 GM, 포드, 현대차, 기아, 도요타, BMW 등 글로벌 완성차 업체들이 참여하는 단체입니다. AAI는 최근 미국 정부에 긴급 서한을 보내, 희토류 부족이 다음 부품 생산을 막을 수 있다고 경고했습니다:
- 자동변속기
- 파워 스티어링
- 센서, 스피커, 모터
- 안전벨트
- 차량 조명 및 카메라
독일도 생산 차질 우려
독일자동차산업협회(VDA)는 일부 기업만 희토류 수출 허가를 받았으며, 독일 전체 자동차 생산을 유지하기엔 턱없이 부족하다고 밝혔습니다.
희토류 수출 규제와 글로벌 공급망 리스크, 산업별 대응
| 자동차 산업 | 전기모터, 센서 부품 생산 차질 완성차 조립 중단 |
| 전자산업 | 스마트폰 노트북 드론용 자석 부족, 생산 비용 증가 |
| 국방산업 | 야간투시경, 정밀유도무기 등 군사 장비 생산 지연 |
| 글로벌 공급망 | 특정 국가 의존도 심화 지정학적 리스크 확대 |
희토류가 중요한 이유
- 대체 불가한 소재: 소량으로도 큰 기능을 하며 대체재 개발이 어렵습니다.
- 전략 자원: 전기차, AI 반도체, 국방 장비 등 미래 산업의 핵심 자원입니다.
- 공급 독점 문제: 현재 중국이 희토류 공급망을 독점하고 있어 국제 안보에 직결됩니다.
희토류의 종류 (총 17개 원소)
희토류는 란타넘족 15개 원소 + 스칸듐, 이트륨으로 나뉩니다.
| 구분 | 원소 | 명칭기호 |
| 경희토류 | 스칸듐 (Scandium) | Sc |
| 이트륨 (Yttrium) | Y | |
| 란타넘 (Lanthanum) | La | |
| 세륨 (Cerium) | Ce | |
| 프라세오디뮴 (Praseodymium) | Pr | |
| 네오디뮴 (Neodymium) | Nd | |
| 프로메튬 (Promethium) (방사성) | Pm | |
| 사마륨 (Samarium) | Sm | |
| 유로퓸 (Europium) | Eu | |
| 중희토류 | 가돌리늄 (Gadolinium) | Gd |
| 터븀 (Terbium) | Tb | |
| 디스프로슘 (Dysprosium) | Dy | |
| 홀뮴 (Holmium) | Ho | |
| 어븀 (Erbium) | Er | |
| 툴륨 (Thulium) | Tm | |
| 이터븀 (Ytterbium) | Yb | |
| 루테튬 (Lutetium) | Lu |
희토류의 주요 사용 용도
희토류는 전자, 에너지, 방위산업 등 첨단 산업에서 매우 중요한 역할을 합니다.
| 사용분야 | 대표 원소 | 용도 설명 |
| 스마트폰, 노트북 | 네오디뮴(Nd), 디스프로슘(Dy) | 강력한 자석(영구자석), 진동기, 마이크 |
| 전기차, 풍력 발전 | 네오디뮴, 프라세오디뮴 | 전기 모터용 초강력 자석 |
| 군사 무기, 레이저 | 유로퓸, 이트륨, 가돌리늄 | 야간 투시경, 레이저 유도 미사일 |
| 광학장비, LED | 유로퓸(Eu), 터븀(Tb) | 발광 소재, 형광체 |
| 원자로 냉각재 | 가돌리늄(Gd) | 중성자 흡수체 |
| 색상 TV, 디스플레이 | 유로퓸, 이터븀 | 빨간색·녹색 형광체 |
| 정밀 가공 산업 | 사마륨, 세륨 | 유리 연마제, 촉매제 |
| 석유화학 정제 | 세륨, 란타넘 | 석유 정제 촉매제 |
대응 방안: 희토류 대체 재활용 공급망 다변화
전 세계적으로 희토류(Rare Earth Elements) 부족 문제에 대응하기 위한 전략이 본격적으로 추진되고 있습니다. 전기차, 반도체, 풍력 발전 등 첨단 산업 전반에서 핵심 소재로 사용되는 희토류는 공급 안정성이 국가 경쟁력과 직결되는 자원으로, 이에 대한 대응 방안은 ▲대체 소재 개발 ▲재활용 시스템 확립 ▲공급망 다변화의 세 가지 축으로 요약할 수 있습니다.
첫째, 희토류 대체 소재 개발이 활발히 진행되고 있습니다.
특히 미국과 유럽연합(EU)을 중심으로 기존 희토류를 사용하지 않고도 유사한 성능을 낼 수 있는 고강도 자석 등 대체 기술 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 이는 전기차 모터, 풍력 발전기, 군사용 장비 등 희토류 의존도가 높은 분야에서 기술적 지속 가능성을 확보하기 위한 전략의 일환입니다.
둘째, 희토류 재활용 시스템 구축도 주요 과제로 부상하고 있습니다.
전기차 배터리, 폐 스마트폰, 노트북 등 전자 폐기물에서 희토류를 회수하는 기술이 주목받고 있으며, 일부 국가에서는 이를 산업화하기 위한 파일럿 사업을 진행하고 있습니다. 이러한 재활용 기술은 신규 자원 개발로 인한 환경 부담을 줄이는 동시에, 자원의 순환 구조 정착에 기여할 수 있습니다.
셋째, 희토류 공급망 다변화 전략도 병행되고 있습니다.
현재 글로벌 희토류 생산과 가공의 상당 부분이 중국에 집중되어 있어 공급 충격에 대한 우려가 지속되고 있습니다. 이에 따라 각국은 호주, 베트남, 아프리카 등 자원이 풍부한 지역과의 협력 확대, 광산 개발 및 정제 인프라 구축을 통해 새로운 공급선을 확보하기 위해 노력하고 있습니다. 이러한 전략은 특정 국가의 수출 통제로 인한 리스크를 완화하고 장기적인 자원 안보를 확보하기 위한 조치로 평가받고 있습니다.