- 폐기물 재활용 통해 환경보호와 희토류 문제 동시 해결 -

- 한국의 산업 폐기물 활용 가능성 주목 필요 -

4차 산업혁명의 선도국 독일은 지속적으로 더 많은 희토류 광물이 필요하다. 독일은 희토류 직수입 외에 폐기물에서 추출한 재처리 금속을 활용하고 있다. 이에 따라 독일은 한국의 특수금속 스크랩 수입을 확대하고 있고, 이를 통해 희토류 구입처 다변화와 환경 보호라는 두 가지 문제를 동시에 해결하고 있다.

수요 증가에도 늘 부족한 희토류

희토류는 꼭 필요하지만 늘 부족하다. 희토류는 경희토류(LREE)와 중희토류(HREE)로 구분할 수 있는데, 특히나 중희토류가 없으면 필수재료로 만드는 영구자석 수급문제로 희토류 자석을 이용하는 전기차 모터나 스마트폰 제작이 어려워진다. 첨단기기에 핵심 첨가물로 사용되는 희토류 17개 종류로는 원소기호 57번부터 71번까지의 란타넘(란탄)계 원소 15개와 21번인 스칸듐(Sc), 그리고 39번인 이트륨(Y) 등 총 17개 원소를 의미한다. 세륨(Ce)은 유리 연마, 자동차 촉매제, 배터리 합금에, 란탄(La)은 석유분해제와 배터리 합금 재료로 많이 사용된다. 네오디뮴(Nd)은 영구자석에 필수적이며 스마트폰, 전기차 제조와 직결된다. 이트륨(Y)은 형광물질에 필수적이어서 모니터, TV 등의 제조에 필수 재료이다.

희토류 산업 분야별 사용처

자료: miningscout, BGR 종합(2021.3)

희토류는 제조 산업의 필수 재료이지만, 생산 및 제련지역의 편중이 심해 자원 무기화가 일어나기도 했다. 한때 희토류 생산의 97%는 중국에서 이루어졌다. 2010년 중국의 희토류 일본에 대한 수출 제한 사건 이후 다변화 노력이 일어나 2020년 기준으로 전 세계 생산량에서 중국이 57%, 미국 16%, 미얀마 12%, 호주 7%를 차지하고 있다. 그러나 여전히 특히 중희토류 부분에서는 중국 비중이 크다. 그런데도 독일 자원 정보지 마이닝스카웃(Miningscout)에 따르면, 2018년부터 중국이 자석에 사용되는 프라세오디뮴과 세라믹에 사용되는 이트륨의 주요 수입국이 되었다. 이는 중국이 희토류를 본격 생산 수출하고 30년 만에 처음으로 일어난 일이다. 2020년 11월부터 중국은 동 스크랩의 수입 규제를 해제했고 2021년 1월부터는 희토류 수출을 통제한다는 발표를 했다. 세계 최대 생산국도 희토류 공급이 어려운 상황이 된 것이다. 또한 채굴과 제련과정에서의 환경오염 문제도 부각되는 이슈다.

독일의 대책: 자원 재활용 및 희토류 스크랩 수입

독일은 재활용 시스템을 통해 이미 생산된 제품에 들어 있는 희토류의 재사용에 눈을 돌렸다. 이른바 도시광산의 활용이다. 관련 전문가 K 씨에 따르면 기존 제품 재활용이 효율도 높아서, 예를 들면 금광의 경우 1t 채굴시 5g의 금을 추출할 수 있는데, 휴대전화의 경우 추출량이 80배 이상이라고 한다. 유럽연합의 전자 폐기물 관련 지침(WEEE directive)을 통해 2015년 독일 연방 환경청의 위임을 받은 EAR Stiftung은 지역별 회수업체를 선정하고 소비자의 경우 지역수집 센터에 무료로 해당 폐기물을 처리하게 하였다. 해당 수집업체는 재처리업체에 이를 전달하게 되어 불필요한 소각이나 매립을 방지했다. 독일 헬름홀츠 연구소의 연구원 L 씨에 따르면, 헬름홀츠 연구소는 수집된 희토류 스크랩의 효율적인 2차 처리 기술을 연구하고 있다고 한다. 더불어 해외에서 1차 처리된 금속폐기물의 스크랩을 수입해서 제조업 분양에서 활용할 수 있게 했다. 

독일의 폐기물 스크랩(HS코드 7112) 수입 현황

(단위: 1000 t)

자료: GTA(2021.3)

독일은 지난 10년 사이 폐기물에서 발생하는 금속 스크랩의 수입을 두 배 이상 늘렸고, 자국 내 시스템이 안정화된 2015년 이후 수입량을 더 늘렸다. 무역 분석기관 Trendeconomy에 따르면, 2019년 독일은 전 세계 백금 스크랩(HS 코드 711292)의 21%를 수입하는 수입 2위 국가이고, 기타 특수금속 스크랩(HS 코드 711299)에서는 전세계 스크랩의 19%를 수입하는 수입 1위 국가이다. 독일의 수입은 GTA에 따르면, 유럽연합과 스위스 영국 등 유럽 지역에서 전체 수입량의 절반을 수입해오고 있고, 그 다음으로 미국과 한국 순이다. 한국이 독일의 희토류 부족 문제 해결을 위해 3번째 중요한 수입대상 지역인 것이다. 2020년 KITA 연간 통계에 따르면, 한국산 최대 수출국은 싱가포르이고 이어서 독일이 2위를 차지했다.

2020년 독일의 폐기물 스크랩 수입 비율

(단위: %)

자료: GTA(2021.3)

독일의 한국산 스크랩(HS 711292, 711299) 수입 가파른 증가

한국은 제조업 강국이면서 소비 강국으로서 제조과정과 소비 후 자동차, 전기·전자 폐기물 발생량이 많은데, 특히 최신 기기의 생산 및 사용량이 많기에 희토류 금속도 많이 나온다. 독일이 최근 3년간 수입액을 보면 치과용 치아나 자동차·정유·화학 공업용 촉매로 사용되는 백금 스크랩(HS코드 711292) 품목은 2020년 11월 기준 160% 증가했고 자동차 점화플러그 생산과 치과용 재료 합금에 사용되는 로듐, 루테늄, 이리듐, 오스뮴 등의 특수 금속 스크랩 품목(HS코드 7112.99)도 245%의 증가세를 나타냈다.

독일의 대한국 폐기물 스크랩 수입액 증감률

(단위: 천 달러, %)

*주: 2020년 11월까지 통계 반영

자료: GTA(2021.3)

시사점

독일 헬름홀츠 연구소(Helmholtz)는 폐기물에서 1차 처리된 희토류의 선별에 박테리아를 이용하는 기술의 연구를 진행 중이다. 담당연구원 L 씨에 따르면, 약 7년 후에는 상용화될 것으로 기대한다고 한다. 독일은 이러한 신기술을 통해 자국 내 도시광산 폐기물을 저비용 고효율의 고부가가치 산업으로 탈바꿈시키는 정책을 추진 중이다.

과거 한국은 1차 산업 국가에서 3차 산업국가로 도약해왔다. 희토류 스크랩에서도 단기적으로는 1차 처리된 폐기물 스크랩의 수출을 확대할 수 있을 것이다. 그러나 장기적으로는 폐기물 스크랩의 2차 처리를 통해 정제된 자원의 형태인 희토류 수출도 끌어낼 수 있어야 할 것이다. 이를 위해서는 추출기술의 발달로 추출과정에서의 효율과 폐기물 발생을 줄일 수 있어야 한다. 또한 수거제도와 처리 관련 기업에 대한 활성화도 필요하다.

국내 (주)더블유피의 경우 기반 기술인 1차 처리 장치의 독일 진출을 타진 중이며, (주)동아특수금속의 경우 타이타늄의 스크랩의 2차 가공기술의 상용화를 추진 중이다. KC코르렐은 탈황 촉매에 포함된 희토류 2차 처리기술을 개발해 특허 등록을 마쳤다고 한다. 이러한 관련 기업의 역량을 통해 한국의 수출 증대가 기대된다.

출처: GTA 홈페이지, miningscout 홈페이지, KITA 홈페이지,  연방지질자원연구소(BGR) 홈페이지, Kita 홈페이지, 헬름홀츠 홈페이지, 관계자 인터뷰, KOTRA 프랑크푸르트 무역관 자체 정보