희토류 위기: NdFeB 자석 공급망 확보 전략

지정학적 리스크: 희토류 가공의 80%가 중국 주도

중국이 희토류 가공 분야를 계속해서 주도함에 따라 전 세계 네오디뮴 자석 공급망은 전례 없는 도전에 직면하고 있습니다. 세계 희토류 원소(REES)의 80%가 중국에서 가공되고 있으며, 이로 인해 전 세계의 고성능 자석 제조업체들은 공급망 측면에서 상당한 취약성을 안고 있습니다. 이러한 집중도는 소비자 전자제품부터 재생 가능 에너지에 이르기까지 이러한 핵심 소재에 크게 의존하는 산업 전반에 걸쳐 상당한 리스크를 초래합니다.

중국 독점 구조 분석

중국의 희토류 가공 분야에서의 우위는 하루아침에 이루어진 것이 아니다. 지난 20년간 중국은 전략적인 투자와 정책을 통해 세계적으로 유례없는 희토류 생산 생태계를 구축해왔다.

• 전 세계 NdFeB 자석 생산의 90%가 중국에서 이뤄진다

• 희토류 채굴의 60%는 중국 외부에서 발생하지만, 80%는 가공을 위해 중국으로 운송된다

• 소비자 전자기기에서 사용하는 모든 희토류 자석의 75%는 중국에서 가공된 소재를 포함한다

이러한 집중도는 2010년 희토류 위기 때 특히 두드러졌는데, 당시 중국이 일시적으로 수출을 제한하면서 일부 원소의 가격이 600~1000%까지 급등했다. 최근에는 2023년 갈륨과 게르마늄 수출 통제를 통해 중국이 핵심 소재 분야에서의 우위를 의도적으로 활용할 의사가 있음을 보여주었다.

서방 국가들의 의존도 통계

특정 산업들을 살펴보면 서방 국가들이 중국산 희토류 가공물에 얼마나 의존하고 있는지 드러난다.

이러한 의존도는 지정학적 긴장이 고조되면서 상당한 취약성을 초래한다. 중국의 희토류 수출 차단은 여러 산업에 동시에 타격을 줄 수 있다.

다변화 노력: MP Materials의 미국 내 NdPr 금속 생산 (연간 1,000톤)

이러한 취약성을 인식한 서방 국가들과 기업들이 마침내 중국 이외의 지역으로 희토류 공급망을 다변화하기 위한 구체적인 움직임을 보이고 있다. MP Materials가 미국에 건설한 NdPr 금속 생산 시설은 이러한 노력의 대표적인 사례라고 할 수 있다.

현재 서방의 생산 능력

아직 중국 생산량에 비하면 작지만, 서방의 희토류 생산 역량은 점차 증가하고 있다.

• MP Materials (미국) : 현재 연간 1,000톤의 NdPr를 생산 중이며, 2025년까지 연간 5,000톤으로 확장할 계획

• Lynas (호주/말레이시아) : 연간 800톤의 NdPr를 생산하며, 2024년에 텍사스 주에 새로운 가동 예정인 처리 공장이 추가될 예정입니다.

• 레인보우 희토류(Rainbow Rare Earths) (아프리카) : 2025년까지 연간 300톤의 NdPr 생산을 목표로 하고 있습니다.

이러한 시설들은 지난 30년간 생산이 중국으로 이전함에 따라 쇠퇴했던 서방 국가들의 희토류 역량을 재건하기 위한 중요한 첫 단계입니다.

새로 부상하는 대체 공급망

전 세계적으로 유망한 여러 대체 공급망이 등장하고 있습니다:

1. 북미 이니셔티브(North American Initiative)

   • MP Materials의 캘리포니아 마운틴 패스 광산은 전 세계 희토류의 약 15%를 공급한다

   • 신규 분리 공장은 수십 년 만에 미국 내에서 중희토류(heavy rare earths) 생산이 가능한 최초의 시설이 될 것입니다.

   • GM(General Motors)과 전기차(EV) 모터 공급망 구축을 위한 파트너십을 체결했습니다.

2. 유럽 독립 운동

   • EU(유럽연합)의 핵심 원자재법(Critical Raw Materials Act)은 희토류 금속의 경우 2030년까지 채굴 10%, 정제 40%, 재활용 20%라는 야심 찬 목표를 설정함

   • 노르웨이에서 최근 발견된 희토류 자원은 최대 140만 톤의 희토류 산화물(REO)을 생산할 수 있음

   • 프랑스 기업 오라노(Orano)가 재활용 역량 구축 중

3. 호주의 확장

   • 라이너스(Lynas)가 2025년까지 새로운 시설을 통해 생산 능력을 두 배로 증설 중

   • 호주 전략광물(Australian Strategic Materials)이 완전히 통합된 공급망 구축 중

   • 중국의 지적 재산권 제한을 피하기 위해 설계된 새로운 가공 공장

이러한 발전은 중국의 희토류 시장 독점 체제에 대한 20년래 가장 큰 도전으로 평가되지만, 진정한 의미의 공급망 회복탄력성을 확보하려면 여전히 많은 노력이 필요함

비축 vs. 지역화: 인도의 2억 6천 5백만 달러 규모 희토류 정련 격차

다양한 국가들이 네오디뮴 자석 공급을 확보하기 위해 다양한 전략을 채택하고 있으며, 인도의 사례는 지역화 노력의 도전과 잠재력을 동시에 보여주고 있습니다.

비축 전략

일부 국가들은 공급 차단 위험에 대비한 단기 방편으로 전략적 비축 프로그램을 시행하고 있습니다:

비축은 즉각적인 안정성은 제공하지만, 근본적인 공급망 취약성은 해결하지 못합니다.

인도의 지역화 과제

인도가 희토류 자국 생산 역량을 구축하려는 노력은 진정한 의미의 지역화가 갖는 복잡성을 보여줍니다:

• 2억 6천5백만 달러 규모 정제 인프라 부족 개선이 필요한 부분

• 현재 가동 중인 희토류 분리 공장은 2곳뿐임

• 대규모 토륨 매장량에도 불구하고 희토류 원자재의 90%가 수입에 의존

• 2023년 국내 가공 능력 증대를 위해 정부가 2억 달러 규모의 신규 프로젝트 시작

인도의 사례는 완전한 희토류 자립을 위해서는 수년간 대규모 지속적인 투자가 필요함을 보여준다. 대부분의 전문가는 일부 국내 생산 역량과 다양한 국제 공급원을 결합하는 하이브리드 접근 방식이 대부분의 국가들에게 가장 실현 가능한 발전 경로가 될 것으로 보고 있다.

재활용 가능성: 직접 재사용 기술을 통한 95% 소재 회수율

기존 채굴이 물리적 한계와 환경 문제에 직면하면서 자석 재활용은 지속 가능한 희토류 공급망 구축의 핵심 요소로 떠오르고 있다. 최신 재활용 기술을 통해 폐기된 제품에서 희토류 소재의 최대 95%까지 회수할 수 있게 되었다.

현재 재활용 현황

가능성은 있지만 희토류 재활용 산업은 여전히 초기 단계에 머무름:

• 전 세계적으로 현재 재활용되는 NdFeB 자석은 5% 미만이다

• 재활용을 통해 2035년까지 글로벌 수요의 35%를 공급할 수 있는 잠재력 보유

• 새로운 획기적인 금속 회수 공정을 통해 98% 순도의 재활용 물질 달성 가능

잠재력과 현재 현실 사이의 격차는 보다 지속 가능한 공급망 구축을 위한 도전이자 기회이다

획기적인 재활용 기술

여러 promising한 재활용 기술들이 상업적 실현 가능 단계에 이르고 있다:

1. 수소 처리 자석 스크랩(HPMS)

• 일본 연구진에 의해 개발되어 유럽에서 상업화됨

• 높은 순도로 자성 물질의 95%를 회수함

• 일반 제조 방식 대비 에너지 사용량 60% 절감

• 산업용 자석 폐기물에 특히 효과적임

2. 전기화학 추출

• 실험실 수준 공정에서 99% 순도 달성 가능

• 하드디스크, 모터 등에서 나오는 혼합 자석 스크랩 처리 가능

• 2024~2025년에 가동 예정인 여러 파일럿 플랜트 존재

3. 직접 재사용 시스템

• 완전히 분해하지 않고 전체 자석을 리퍼브(정비)함

• 낚시용 자석 및 대형 응용 분야에 특히 효과적임

• 신규 자석 대비 비용을 80% 절감할 수 있음

• AIM Magnet은 2020년부터 직접 재사용 기술 개발에 투자해 왔음

이러한 기술들은 희토류 재활용을 소규모 활동에서 주요 공급원으로 전환하고 있습니다.

경제적, 환경적 이점

희토류 재활용을 확대하는 필요성은 다음과 같은 추가 혜택을 고려할 때 더욱 강력해집니다:

• 에너지 절약 : 1톤의 재활용된 NdFeB는 1차 생산 대비 약 8,000kWh의 에너지를 절약합니다.

• 폐기물 감소 : 1톤의 자석당 2.5톤의 광산 폐기물을 배출하지 않게 됩니다.

• 배출가스 : 재활용 1톤당 약 12톤의 CO2 배출을 줄일 수 있습니다.

• 경제적 가치 : 글로벌 자석 재활용 시장은 2027년까지 약 3억 9천만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.

지속가능성을 중시하는 AIM Magnet과 같은 기업들에게 재활용 파트너십 및 기술에 투자하는 것은 윤리적 의무이자 자원이 점점 한정된 세상에서의 전략적 우위를 차지하는 방법입니다.

미래를 위한 회복탄력적인 공급망 구축

다양한 산업 전반에서 네오디뮴 자석에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 탄력적인 공급망을 구축하는 것은 전략적으로 필수적이 되었습니다. 전기차(모터당 자석 2kg 사용), 풍력터빈(MW당 1.5톤), 소비자 전자기기 등 여러 분야에서 이전 없던 수요 성장을 견인하고 있습니다.

추천 실행 계획

현재의 추세와 기술 발전을 기반으로 한 포괄적인 전략은 다음을 포함해야 합니다:

1. 공급원 다변화 : 2030년까지 20개 이상 국가로 구성된 공급망 구축

2. 재활용에 투자 : 2035년까지 재활용을 통한 공급량의 30% 달성

3. 대체재 개발 : 세륨코발트(CeCo) 및 망간알루미늄(MnAl) 자석 기술 발전

4. 효율성 향상 : 네오디뮴 사용량을 30% 줄인 새로운 자석 설계

5. 전략적 비축 : 6~12개월 분의 공급 버퍼 유지

AIM Magnet의 공급망 안정성에 대한 약속

네오디뮴 자석 및 자성 도구의 주요 제조사로서, AIM Magnet은 신뢰할 수 있는 공급을 보장하기 위해 여러 가지 방안을 시행하고 있습니다:

• 장기 계약 다양한 국가에서 윤리적 채굴 운영

• 전략적 재고 핵심 소재 6~9개월 분 유지

• 재활용 파트너십 주요 기술 업체와의 협력

• 연구 개발 투자 대체 소재 및 자석 설계 분야에서

• 수직적 통합 생산 체인의 더 많은 부분을 통제하는 것

희토류 위기는 중대한 도전과 기회를 동시에 제공합니다. 다각화, 혁신 및 지속 가능성을 통해 공급망 취약점을 선제적으로 해결하는 기업은 향후 자성 소재 시장에서 성공적으로 자리매김할 수 있을 것입니다. 전략적 조달과 기술 혁신을 결합함으로써 산업 전반은 청정 에너지와 첨단 기술로의 글로벌 전환을 뒷받침하는 보다 회복탄력적이고 지속 가능한 공급망을 구축할 수 있습니다.