전기차가 향후 15년 이상 리튬 수요를 주도하는 가운데, AI(인공지능), 첨단 원자력, 항공우주 등 신산업 성장에 힘입어 2050년까지 신규 리튬 수요가 72만t까지 늘어날 것이라는 전망이 나왔다.
리튬은 현재 남미의 리튬 삼각지대인 칠레, 아르헨티나, 볼리비아 등에 주로 매장돼 있고 생산은 호주가 단단한 광석인 스포듀민을 채굴해 부순 리튬을 생산하는 세계 1위 국가이며 자체 염호와 광산을 보유한 중국은 남미에서 캔 원석을 가져와 배터리에 쓸 수 있는 고순도 화합물(수산화리튬 등)으로 가공, 제련하는 시장의 60~70%를 독점하고 있다.
30일 광산업 전문 매체 마이닝닷컴과 인덱스박스에 따르면, 칠레·싱가포르 기반 광업·원자재 산업 전문컨설팅 회사인 GEM마이닝컨설팅(이하 GEM)은 지난 23일(현지시각) 이 같은 내용을 뼈대로 하는 신규 전망을 내놓았다. GEM은 차세대 핵심 광물(리튬과 구리 등)의 공급망 전략을 수립하는 뇌 역할을 하는 기관이다.
젬이 최근 발표한 보고서에 따르면, 신산업 분야의 리튬 수요는 탄산리튬 환산(LCE) 기준 2035년 10만 5000t에 이르고 2040년 30만 3000t으로 세 배 늘어나며 2050년에는 72만t으로 다시 2배 이상으로 증가할 것으로 예상했다.
리튬 고함유의 신기술이 상용화할 2050년 신규 리튬 수요는 최대 281만t까지 확대될 가능성도 제시했다.
보고서는 AI데이터 센터, 로봇 공학, 차세대 원자력(SMR) 확산을 수요 증가 이유로 제시했다. 리튬은 차세대 청정에너지 생태계에서 AI데이터센터 인프라 안정화와 미래 핵융합 발전의 연료 확보라는 연결고리로 묶여 있다.
SMR은 24시간 안정되게 막대한 전력을 생산해 생성형 AI 데이터센터의 '기저 전원' 역할을 한다. 그러나 AI 데이터센터의 연산량이 순간적으로 폭증하거나 급감할 때, 원자로의 출력을 초 단위로 미세하게 조절하는 것은 한계가 있다. 이에 따라 SMR 옆에 리튬이온 기반의 대규모 에너지저장장치(ESS)를 연계해 설치한다. SMR이 생산한 잉여 전력을 리튬 배터리에 저장해 두었다가 AI 데이터센터의 전력 수요가 피크를 찍을 때 방출해 전력망의 완충(Buffer) 역할을 한다.
현재 상용화 단계에 진입힌 SMR은 핵분열(Fission) 방식이지만, 많은 SMR 스타트업들은 소형 핵융합(Fusion) 원자로 개발을 최종 목표로 설정해 두고 있다. 핵융합 발전의 핵심 연료는 '중수소'와 '삼중수소'다. 삼중수소는 자연계에 거의 존재하지 않아 인공으로 만들어야 하는데 핵융합로 내부에 리튬-6 성분의 증식 블랭킷(Breeder Blanket)을 설치하고 중성자를 충돌시켜 삼중수소를 생산해야 한다. 미래형 SMR과 핵융합 원자로가 확산될수록 리튬의 수요는 배터리 시장을 넘어 에너지 생산 원료로 확산된다.
리튬은 또 열전도율이 매우 높고 가벼운 금속이어서 차세대 원자로 모델의 열교환기와 특수 합금 부품 소재로 활용된다. 일부 4세대 차세대 SMR(용융염 원자로 또는 액체금속 냉각 원자로) 설계에서는 고온의 열을 안전하고 효율있게 이동시키기 위해 특수 금속이나 염을 냉각재로 사용한다.
나트륨이온전지 등 대체 기술 확산과 리튬 재활용 확대가 신규 광산 개발 수요를 일부 제한할 수 있다고 GEM은 분석했다.
박태정 기자 ttchung@daum.net
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