미국, 캘리포니아 최대호수 솔턴호에 세계 최대 리튬 매장

전기 자동차(EV)나 휴대폰 배터리에 필수 소재인 리튬을 미국 내에서 찾는 탐사가 계속되고 있다. 특히 캘리포니아주 남부의 거대한 호수 아래에서 엄청난 양의 리튬이 매장돼 있는 것으로 추정된다고 광물 전문가들은 12일(현지 시간) 밝혔다.

미국은 현재 리튬의 거의 전량을 수입에 의존하고 있다. 그런데 호수의 지열염수 속에 리튬이 다량 함유돼 있다는 것이 지금까지의 연구로 밝혀졌다. 지열염수란 많은 광물과 금속이 혼재하는 초고온 염수를 말한다. 문제는 이런 공급원으로부터 상업적 규모로 리튬을 추출할 수 있느냐가 관건이다.
캘리포니아 주 솔턴호에서는 워런 버핏의 복합기업 버크셔 해서웨이가 소유한 회사를 포함해 3개 회사가 리튬 생산 프로젝트를 추진하고 있다. 이러한 프로젝트는 최신 기술의 요점이 되는 리튬의 공급 확보를 열망하는 다양한 정부의 지원에 의지하고 있다.

리튬 가격은 최근 몇년 간 볼 수 없었던 속도로 상승하고 있다. 그 배경에는, 공급망(supply-chain) 혼란과 테슬라 등 EV메이커에 의한 수요 확대가 있다.

‘화이트골드’로 불리는 리튬의 대부분은 현재 호주 칠레 중국에서 공급되고 있다. 그런데 솔턴호에서의 프로젝트에 따라 캘리포니아주 남부 지역이 최대 리튬 생산지가 될 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 캘리포니아주 에너지위원회 추계에 따르면 솔턴호 아래 지열 저류층에서는 연간 60만t의 탄산리튬을 생산할 가능성이 있다. 이 물량은 지난해 전 세계 리튬 생산량을 단순에 뛰어넘는다.

리튬을 빼내기 위한 열쇠는 솔턴호를 포함한 광활한 땅의 지하 깊숙한 곳에 있는 초고온 지열수다. 지금까지 수십 년 동안 지역의 많은 지열발전시설이 이 지열수를 퍼올렸다. 이들 발전시설의 운영자 중 일부는 현재 같은 지열 염수 속에 포함되어 있는 리튬을 손에 넣으려고 하고 있다.

첫 번째 시도는 2017년에 시작됐다. 캘리포니아주 에너지위원회가 리튬 추출 기술 추진을 위한 보조금 제도를 시작한 이후부터다. 현재 소유한 10개 지열발전소 중 한 곳에서 시험 중인 버크셔 해서웨이 에너지는 600만 달러(약 71억9000만 원)를 받았다. 버크셔 관계자는 말을 아꼈다.

그 밖에 보조금을 받은 것은 에너지소스 미네랄스(본사 샌디에이고)다. 에너지소스 미네랄스는 캘리포니아에서 북쪽으로 16㎞가량 떨어진 시설에서 상품 개발에 성공했다고 보고했다. 오는 6월 말까지 리튬 공장 건설에 착수해, 2024년 조업 개시를 목표로 하고 있다. 이 공장에서는 풀타임 종업원 70명 이상과 지원서비스 인력 120명을 고용할 예정이다.
에너지소스 미네랄스의 지열염수 시설에서는 소금물이 일련의 콤팩트한 처리장치를 통과한다. 그래서 특허기술에 의해 염화리튬이 추출돼 흰색 플라스틱 양동이에 쌓이게 돼 있다. 에너지소스 미네랄스 데릭 벤슨 최고집행책임자(COO)에 따르면 섭씨 500도로 달궈진 소금물은 분당 6000~7000갤런(약 2만3000~2만6000L)의 속도로 생산정을 올라온다.

사업자들은 몇 가지 어려움에 직면해 있다. 무엇보다 현지 주민들의 반발이다. 미션 인디언(남캘리포니아 선주민)인 발로나 집단 회원들이 지난해 9월 인근 애리조나주와 솔턴호에서 제안된 리튬사업에 반대하는 시위를 벌였다. 이들은 굴착 중 조상 대대로 내려오는 땅에 있는 샘에 구멍을 내면 샘물이 마를 수 있다는 우려 등을 하고 있다.


현지 리튬 업자에게 또 하나의 큰 장벽은 작은 시험 프로젝트로부터 상업적 규모의 추출 작업에의 이행이다. 상업 프로젝트에 어느 정도의 비용이 들지를 판단하는 것은 어렵다. 투자은행 리베럼의 유엔 로 애널리스트는 “어느 정도의 소금물이, 어느 정도의 속도로, 어느 정도의 질의 리튬을 포함하고, 어느 정도 기간 동안 꺼낼 수 있는지, 거기에서 어느 정도의 리튬을 회수할 수 있는지를 각 회사는 증명할 필요가 있다”고 말한다.

상업화로의 이행이 결코 쉽지 않은 것은 타분야 광산 회사의 대처에서 알 수 있다. 최근 수십 년간 몇몇 광산회사는 고온과 황산에 의해 광석에서 니켈을 추출하는 실험에 성공했지만 상업적인 규모로 확대하면서 문제에 직면했다.

에너지부의 의뢰로 연구를 진행하는 로런스 버클리 국립연구소(LBNL)에서 지열조사 프로그램을 운영하는 패트릭 돕슨은 “지열수 리튬은 미국이 필요로 하는 양을 제공하는 데 큰 역할을 할 것이다. 단지, 아직 검증되지 않았으며, 잘 될지는 향후 몇 년이 지나야 알 수 있을 것“이라고 말했다.

리튬 수요가 급증하는 가운데 캘리포니아주는 세계 각지에서 이루어지고 있는 수많은 지열 리튬 개발 계획과의 경쟁에 노출되고 있다. 뱅크오브아메리카에 따르면 리튬 수요는 2025년까지 연평균 28% 증가할 전망이다. 지금까지 탐사를 끝낸 리튬 개발 프로젝트는 중국, 호주, 독일, 북미 등에서 총 14건에 달한다.

호주 벌칸에너지 리소시스는 독일 지열 리튬 공장의 56년 분의 생산 예정량을 이미 매각을 끝냈다. 독일 폭스바겐, 프랑스 르노, 한국 LG에너지솔루션과 계약했다.

라인강 유역에 있는 벌간에너지의 파일럿 공장은 2024년까지 풀 생산체제에 들어가지 않을 것으로 보인다. 캘리포니아주에서는 에너지 소스가 같은 해 가동을 목표로 하고 있다. 컨트롤드 서멀 리소스(CTR) 역시 마찬가지로 이 회사는 깊이 약 2400m 이상의 우물 2개를 굴착해 100만 가구용으로 충분한 전력을 공급하면서 연간 30만 톤의 탄산리튬 생산이 가능할 것으로 전망했다. 지난해 7월 미국 자동차회사인 제너럴모터스(GM)는 CTR이 미래에 생산할 리튬을 우선 확보할 목적으로 이 회사에 수백만 달러를 투자하겠다고 발표했다.

솔턴호에서 사업을 하는 CTR 등의 걸림돌은 이 호수의 지열저류층이 유독 염분이 많고 마그네슘 아연 실리콘(규소)과 기타 광물이 다량 함유돼 있다는 점이다. 이것이 리튬을 추출하는 데 한층 더 어렵게 하고 있다.

CTR는 실리콘과 아연 등 다른 광물을 분리해 판매할 계획이다.

애널리스트들은 지열염수가 리튬의 대규모 공급원이 될지는 앞으로 몇 년 안에 분명해질 것으로 예상하고 있다.


노정용 글로벌이코노믹 기자 noja@g-enews.com