희토류: 미국이 중국을 따라잡는 것을 목표로 하는 연방정부의 지원과 기술 발전
네오디뮴 및 디스프로슘과 같은 이름을 가진 희토류 원소는 이국적으로 들리며, 희토류 원소의 희소성은 신비로움을 더할 뿐입니다.
실제로 희토류는 그렇게 희귀하지는 않지만 추출과 정제가 어려울 뿐이다. 그러나 스마트폰과 전기 자동차 모터부터 풍력 터빈과 의료 영상 기계에 이르기까지 모든 것에 내장되어 현대 생활에 없어서는 안 될 존재가 되었습니다.
그리고 수요가 증가하고 있습니다.
진짜 관문은 가공과 정제입니다. 복잡하고 환경적으로 민감한 단계는 미국이 뒤쳐져 있고 현재 중국이 지배하며 전 세계 생산량의 거의 90%를 통제하고 있습니다.
기존 자석보다 3~4배 더 강한 희토류 자석을 사용하는 높은 토크의 소형 EV 모터에 대한 필요성이 수요를 촉진하는 데 도움이 되고 있습니다. 이들 모터의 생산량은 매년 약 3분의 1씩 급증하고 있습니다. 군용 항공기도 이러한 요소에 크게 의존합니다. 한 RAND 추정에 따르면 F-35의 엔진과 전자 장치에는 900파운드 이상의 희토류 물질이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다.
민간-공공 접근 방식을 취함
외국 공급에 대한 의존도를 줄이기 위해 백악관은 희토류 생산에 대한 미국의 자급자족을 추구하고 있습니다. 트럼프 대통령의 연방 정부는 전통적인 자유 시장 원칙에서 벗어나는 방식으로 이 분야를 지원해 왔습니다. 연방정부는 민간 산업에만 의존하기보다는 중국과 유사한 전략을 따라 수억 달러의 대출을 제공하고 심지어 주요 광산과 스타트업에 지분을 확보하기도 했습니다.
인디애나에 본사를 둔 ReElement Technologies는 이러한 정부 지원의 수혜자 중 하나입니다. 이달 초 트럼프 행정부는 미 국방부의 OSC(Office of Strategic Capital), ReElement 및 군사용 희토류 자석을 생산하는 노스캐롤라이나 소재 회사인 Vulcan Elements를 통해 파트너십을 발표했습니다.
ReElement는 크로마토그래피를 포함하는 희토류 처리 및 재활용의 보다 효율적이고 환경 친화적인 방법을 개발했다고 밝혔습니다. 이 회사는 인디애나주 노블스빌에 상업화 시설을 운영하고 있으며, 인디애나주 매리언에 더 큰 생산 시설을 두고 내년에 온라인으로 가동될 예정입니다.
ReElement Technologies의 CEO인 Mark Jensen은 2026년 말까지 “우리는 미국 최대의 희토류 산화물 생산업체가 될 것”이라고 자신있게 말했습니다.
투자 은행 회사인 William Blair의 연구 분석가인 Bert Donnes에 따르면 정유 분야에서 중국의 지배력이 너무 크기 때문에 미국의 성공 기준은 미미하다고 합니다.
ReElement는 Vulcan Elements와 협력하여 향후 몇 년 내에 EV뿐만 아니라 풍력 터빈 발전기, 하드 디스크 드라이브 및 MRI 기계에 사용되는 10,000미터톤의 네오디뮴-철-붕소 자석을 생산하는 것을 목표로 하고 있습니다. IEEE(전기전자공학회)에 따르면 이 야심 찬 목표조차도 2024년 전 세계적으로 생산되는 약 230,000톤의 일부에 불과합니다.
ReElement의 현재 운영 담당자인 Donnes는 “이 숫자를 보면 이것이 대규모 시설이 될 것이라고 생각하게 될 것입니다”라고 말합니다. “그렇지 않아요.”
전통적인 처리 시설에 비해 ReElement의 운영은 컴팩트하므로 NIMBY(not-in-my-backyard) 반발을 피하는 데 도움이 된다고 그는 말합니다. “따라서 사람들이 이 프로세스를 두려워하는 것은 아닙니다. 프로세스를 아주 작게 유지할 수 있기 때문에 사람들은 그것에 대해 많이 알지 못할 수도 있습니다.”라고 그는 말합니다.
미국은 어떻게 선두를 잃었는가
1980년대부터 중국은 희토류 생산량에서 미국과 세계를 앞지르기 시작했다. 비슷한 시기에 미국의 유일한 주요 희토류 광산인 캘리포니아주 마운틴 패스(Mountain Pass)에서 환경 문제가 제기되었습니다. 그곳에서 정제 부산물인 방사성 및 독성 폐수 유출로 인해 경보가 울렸습니다.
글로벌 컨설팅 및 엔지니어링 서비스 회사인 Tetra Tech의 광산 수석 프로세스 엔지니어인 Kelton Smith에 따르면, Mountain Pass는 고체 물질을 더 작은 입자로 분쇄하기 전에 “구멍을 뚫고 폭파하고 구덩이에서 유형과 위치를 혼합”하는 노천 광산이라고 합니다. 그런 다음 부유선광 공정을 통해 염산으로 침출되는 희토류를 농축합니다.
캘리포니아 광산은 환경 문제로 인해 수년에 걸쳐 여러 차례 생산을 중단해야 했습니다. 그 기간 동안 소유권이 바뀌었고 결국 파산 보호를 신청한 후 2017년 MP 머티리얼즈에 인수되어 광산을 다시 열었습니다.
Mountain Pass에서의 문제는 중국이 희토류에 대한 수요가 증가함에 따라 발판을 마련하고 결국 미국을 추월하는 데 도움이 되었습니다. 국제에너지기구(International Energy Agency)에 따르면 현재 중국은 전 세계 이러한 물질 공급량의 약 60%를 생산하고 있습니다. 중국은 또한 미국 지질조사국(US Geological Survey)에 따르면 이러한 원소를 포함하는 세계에서 확인된 광석 매장량의 상당량(대략 34%)을 보유하고 있지만 미국을 포함한 다른 여러 국가도 상당한 매장량을 보유하고 있습니다.
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트럼프 대통령의 중국과의 무역 전쟁으로 인해 희토류의 압박이 더욱 심각해졌습니다. 미국은 희토류를 대규모로 처리할 능력이 부족하기 때문에 엠피머티리얼즈는 희토류를 마운틴패스에서 중국으로 보내 정제해야 했다. 하지만 더 이상은 아닙니다. 대신 회사는 현장에서 광석을 처리할 수 있는 제한된 역량을 강화해야 합니다.
이 문제를 더욱 복잡하게 만드는 것은 중국산 희토류가 포함된 제품을 해외에 판매하기 위해 외국 기업이 허가를 취득하도록 요구하는 중국 정부의 수출 통제 확대입니다.
Aaron Mintzes는 광물 및 에너지 개발의 부정적인 영향을 방지하는 데 주력하는 국가 그룹인 Earthworks의 정책 부국장이자 고문입니다. “우리가 촉구하는 것은 에너지와 물의 강도, 독성을 줄이는 방식으로 처리를 수행하는 것입니다.”라고 그는 말합니다.
텍사스 대학의 지질학 연구 부교수인 브렌트 엘리엇(Brent Elliott)은 미국이 수요를 충족시킬 수 있는 충분한 자원을 보유하고 있다고 추정합니다. “이것은 환경적으로 민감하면서도 사회적으로 책임 있는 방식으로 추출 잠재력과 그것을 땅에서 꺼내는 물류에 관한 것입니다”라고 그는 말합니다.
부분적으로 독성 부산물로 인해 환경이 지저분하기 때문에 베이징은 이러한 결과를 무시함으로써 이점을 얻었습니다. “중국은 우리처럼 환경에 대한 우려가 없기 때문에 더 빠르고 더 나은 일을 할 수 있습니다”라고 Elliott는 말합니다.
많은 전문가들은 미국이 충분한 매장량을 보유하고 있지만 이에 상응하는 처리 능력이 부족하다는 점에 동의합니다. 지질학자이자 네바다주 광산지질국 국장인 Simon Jowitt는 미국에는 잠재력이 있는 희토류 매장지가 많이 있지만 이것이 간단한 제안은 아니라고 말합니다.
“희토류의 공급원, 희토류를 운송하는 방법, 희토류를 농축하는 방법, 그리고 희토류를 추출할 수 있는 형태로 만드는 방법이 필요합니다.”라고 Jowitt는 말합니다. “그 중 하나라도 없으면 광물 매장지가 아닌 무언가가 생기고 거기서 아무것도 얻지 못할 것입니다.”
지난해 중국은 엄격한 환경 및 안전 규정을 포함하는 희토류 처리에 대한 새로운 규정을 발표했지만 얼마나 엄격한 집행이 이루어질지는 아직 지켜봐야 할 문제입니다.
한편, 자체 광석을 가공할 뿐만 아니라 동남아시아, 아프리카 등지에서 원광석을 수입하기도 합니다. 전략 및 국제 연구 센터의 중요 광물 보안 프로그램 책임자인 Gracelin Baskaran에 따르면 이는 희토류의 글로벌 허브로 자리매김하려는 중국의 광범위한 전략의 일부입니다.
Baskaran은 “그들은 가공 능력을 구축하는 데 많은 국가 자원을 투입하여 광물을 여러 곳에서 가져온 다음 정제를 위해 중국으로 보냅니다.”라고 말했습니다. “중국이 유난히 능숙한 것은 외교 정책을 연결하여 전 세계에서 희토류를 확보하는 것입니다.”
새로운 프로세스와 연방 투자
정유는 ReElement가 등장하는 곳입니다. 이 회사는 퍼듀 대학에서 개발한 특수 여과 공정에서 대형 컬럼을 사용하여 원광석에서 귀중한 금속을 추출 및 정제할 뿐만 아니라 오래된 자석에서 희토류를 재활용합니다. 이 공정은 중국에서 사용하는 것과 같은 오래된 방법보다 더 효율적이고 환경에 덜 해롭습니다.
ReElement CEO인 Jensen은 용매 추출로 알려진 방법이 “생태학적으로 어렵고” 확장하기 어렵다고 말합니다. 그는 “그것은 죽은 기술이다”라고 말하면서 그의 회사의 궁극적인 목표는 반드시 미국의 지배력을 달성하는 것이 아니라 중국의 독점을 깨뜨릴 수 있을 만큼 충분한 희토류를 국내에서 생산하는 것이라고 덧붙였습니다.
7월에 통과된 One Big Beautiful Bill은 중요한 광물 확보에 75억 달러를 할당했습니다. 며칠 후 미 국방부의 전략 자본실은 MP Materials에 4억 달러를 투자하여 미국 정부를 회사의 최대 주주로 만들겠다고 발표했습니다. 미 국방부는 “마이크로전자공학 제조에 활용되는 (c)핵심 부품, 원자재, 희토류 원소”에 대한 추가 투자를 계획하고 있습니다.
ReElement와의 거래의 일환으로 Vulcan Elements는 미 국방부 OSC로부터 6억 2천만 달러의 대출을 받게 되며 조 바이든 전 대통령이 서명한 CHIPS 및 과학법에 따라 상무부가 추가로 5천만 달러를 제공하게 됩니다. ReElement Technologies는 재활용 및 처리 작업 확장을 지원하기 위해 8천만 달러의 대출을 받게 됩니다.
텍사스 대학교 지질학 교수인 엘리엇(Elliott)은 “모든 보조금과 중요한 광물에 초점을 맞춘 보조금이 나오고 있기 때문에 우리는 지금 큰 진전을 이루고 있다고 생각합니다.”라고 말합니다. “나는 이것이 우리를 성공으로 이끌 수 있다고 생각합니다.”
