< 목 차 >

Part I. 리튬 메탈 슬러그

Part II. 니켈 메탈 슬러그

Part III. 또 하나의 광산, LiBs 리사이클링

Part IV. 앞서고 있는 중국! 미국은?

단기는 경암형, 장기는 염수형 생산이 유리 EV 배터리향으로 수요가 급격히 증가 중인 리튬화합물 제품은 ‘수산화리튬’입니다. 2023~2024 년 글로벌 수산화리튬 제련 CAPA 는 수요증가 속도를 따라가지 못하고, 중국의 지배력이 지속될 것입니다. 그러나 글로벌 신규 프로젝트들의 생산이 가시화되기 시작하면, 수산화리튬의 공급 부족도 완화되기 시작할 것입니다. 중국기업들의 수산화리튬 제련시설은 대부분 ‘경암형’ 방식으로, 기술 성숙도가 높아 빠른 시장 대응에 유리합니다. 그러나 이는 ‘염수형’ 생산 방식보다 생산원가도 높고 탄소배출량도 많습니다. 북미 기업들은 남미 염호에서 ‘염수형’생산 프로젝트를 활발히 진행 중입니다. 게다가 직접추출기술에 대한 연구개발로 기존 염수형 생산의 오랜 시간, 물 사용량 단점까지 극복하고자 합니다. 장기적으로, 미국은 ‘친환경’을 내세우며 염수형 생산 리튬 채택을 장려할 수 있습니다.배터리용 수산화리튬 수요는 증가 중 2022~23년 리튬 수요증가의 주된 요인은 전기차 배터리향 수요다. 2021년 기준, 리튬 최종수요의 74%가 이차전지 향이었으며, 이는 2025년까지 75~80%까지 증가할 것으 로 예상된다. 이차전지에 쓰이는 리튬은 제련공정을 거친 탄산리튬과 수산화리튬 두가 지 종류가 있다. 탄산리튬은 휴대폰, 노트북 같은 충전식 소용량 배터리와 LFP배터리 에 쓰이고, 수산화리튬은 니켈과의 합성이 쉬워 전기차용 고용량 하이니켈배터리에 주 로 쓰인다. 이에 따라 EV용 하이니켈배터리 생산이 늘어날수록 이차전지향 리튬 수요 에서 수산화리튬의 비중도 2025년까지 45%→55%로 성장할 전망이다. 호주정부 데이터에 의하면 글로벌 리튬 수요는 2022년 64만톤, 2023년 78만톤, 2025 년 110만톤으로 연평균 19%씩 증가할 것으로 전망된다. 이 중 이차전지 향의 비중을 75%, 이 중에서 수산화리튬의 비중이 45%→55%로 증가함을 가정하면, 글로벌 수산 화리튬 수요는 2022년 21만톤, 2025년 46만톤으로 두 배 이상 증가할 것으로 전망된 다. 글로벌 리튬 광물 자체의 매장량과 생산량은 충분하다. 호주정부데이터 기준, 2021년 글로벌 리튬 광산생산량은 52만톤이었다. 미국정부데이터 기준, 경제적 타당성이 검증 된 전세계 리튬 매장량은 2,200만톤으로 2021년 생산량의 40배가 넘고, 확인된 매장 량은 8,900만톤으로 170배가 넘는다. 채굴기술의 발달과 광물가격 상승에 따라 경제적 매장량도 계속 증가하고 있다. 그렇다면 리튬 수급에 문제가 되는 것은 무엇일까? 바로 ‘제련 캐파’다.수산화리튬 변환 공정의 까다로움 글로벌 리튬 생산 방식은 경암형, 염수형 크게 두 가지가 있다. 경암형은 리튬 광산에서 채굴하여 가공하는 방법이고, 염수형은 염호에서 증발 과정을 거쳐 생산하는 방법이다. 현재 생산 비중은 반반 정도로 비슷하지만, 실제 매장량은 염수형이 60% 이상이며 앞 으로의 캐파 증설도 염수형에서 활발하게 이루어질 예정이다. 탄산리튬은 두 가지 방식 모두에서 제련 생산이 가능하다. 반면, 수산화리튬은 경암형 스포듀민 정광에서만 바로 제련이 가능하고, 염수형 방식에서는 염수에서 만든 탄산리 튬을 변환시켜야 생산할 수 있다. 그런데 이 염수형 탄산리튬→수산화리튬 변환 공정이 까다롭다는 문제가 있다. Battery-grade 수산화리튬은 99%가 넘는 높은 순도여야 한 다. 따라서, 변환의 feedstock으로 들어가는 물질도 주로 99%이상의 고순도 technical-grade 탄산리튬이어야 하고, 각 기업마다 feedstock으로 쓰는 염수 농축도 에 따라 저마다의 설비와 공정 디테일을 운영하고 있다. 또한 변환촉매제로 쓰이는 수 산화칼슘의 낮은 용해도 때문에 수율이 낮으며 리튬 손실도 많은 편이다. 즉, 염수형 방식으로 수산화리튬을 생산하는 기업은 ‘검증된’ 기술력이 중요하다. 이에 많은 글로벌 기업들이 신규 프로젝트들이 진행 중이더라도, 결과적으로 나올 수율과 품 질은 확신할 수 없는 것이다. 변환공정의 까다로움과 오랜 생산기간 때문에, 염수에서 중간 물질을 ‘직접추출(DLE)’하는 방법도 국내 POSCO홀딩스를 포함한 여러 기업이 개발하는 중이다.