"배터리 공장 밑에 리튬 밭 있다"… 中, 화산 점토형 리튬 매장 가능성 확인

전 세계 리튬이온 배터리 생산을 주도하면서도 핵심 원자재인 리튬의 상당 부분을 호주와 남미 등 해외 수입에 의존해 온 중국이 자국 최대 배터리 공장 밀집 지대 지하에 대규모 리튬이 매장돼 있을 가능성을 확인했다.

고대 화산 활동으로 형성된 '화산성 점토형(Volcano-sedimentary Clay) 리튬' 매장층이 중국 남동부 해안을 따라 대거 분포하며, 이 지역이 CATL과 BYD 등 주요 배터리 기업들이 포진한 산업 클러스터와 지리적으로 정확히 겹친다는 연구 결과가 나왔다.

10월 28일(현지시각) 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면, 중국지질과학원 지질연구소와 중국지질조사국 난징센터 공동 연구팀은 중국 지질학 학술지 '화동지질학(East China Geology)' 최신호에 게재한 논문을 통해 중국 남동부 화산대 일대에 대규모 점토형 리튬 광상이 부존할 잠재력이 높다고 발표했다.

연구팀의 저자인 돤정(Duan Zheng) 박사는 인터뷰에서 "중국 남동부의 점토형 리튬 잠재 매장지는 동부 및 남부의 전기차·배터리 산업 벨트와 지리적으로 겹친다"며 "공장 인근에서 원자재를 직접 조달할 수 있게 된다면 천문학적인 운송 물류비와 지정학적 공급망 리스크를 획기적으로 낮출 수 있을 것"이라고 밝혔다.

공식 통계에 따르면 중국 내 리튬 배터리 관련 기업 약 1만 7,000개 사 중 40.0%가 남부 지역, 31.6%가 동부 지역에 자리 잡고 있어 전체의 71.6%가 남동부 해안 벨트에 집중되어 있다. 그러나 이들 기업이 가동하는 원료는 주로 호주의 경암형(스포듀민) 광석이나 칠레·아르헨티나의 염호에서 추출한 수입산에 절대적으로 의존해 왔다.

연구진은 중생대 후기 격렬한 화산 폭발로 형성된 남동부 화산대에 주목했다.

이 화산대는 해안선을 따라 길이 약 1,200㎞, 내륙으로 약 500㎞에 걸쳐 뻗어 있으며 총면적이 약 15만㎢에 달한다. 장기 지질 조사 결과 이 일대에서 과거 4차례의 대규모 분화 주기와 함께 총 105개의 '칼데라(화산 함몰분지)'가 확인됐다.

칼데라는 화산 폭발 후 마그마방이 비면서 지반이 무너져 내린 거대한 분지 지형이다.

화산 분출로 쏟아진 유문암 등 산성 화산재 잔해가 빗물에 풍화되면서 리튬이 용출되고, 이것이 칼데라 내부의 밀폐된 호수 퇴적층에 갇히면서 스멕타이트(일라이트, 몬모릴로나이트) 등 점토 광물에 고농도로 흡착·농축되는 메커니즘이다.

연구팀은 글로벌 최대 화산성 점토형 리튬 광상인 미국 네바다·오리건주 접경의 '맥더밋(McDermitt) 광상(예상 자원량 약 1억 2,000만 톤)'과 세르비아 '자다르(Jadar) 광상(광석 8,540만 톤)'의 생성 환경과 중국 남동부 화산대의 지질 특성이 매우 유사하다고 평가했다.

연구진은 정밀 탐사 우선 대상지로 광둥성 허핑현의 시런베이(Xirenbai) 분지와 저장성 젠더시의 서우창(Shouchang) 분지를 지목했다.

시런베이 분지의 일부 점토질 퇴적층에서는 0.1~0.2% 수준의 산화리튬 품위가 확인됐으며 층후도 비교적 두꺼운 것으로 나타났다.

돤정 박사는 "칼데라 외곽 고리 모양 단층의 상부와 과거 호수 퇴적물이 만나는 경계면에 집중적으로 탐사 시추를 단행해 매장량 규모를 구체화해야 한다"고 제안했다.


다만 이번 연구성과가 즉각적인 상업 생산이나 광산 개발로 이어지기까지는 넘어야 할 난관이 적지 않다.

우선 자원 품위 면에서 현재까지 측정된 중국 남동부의 리튬 농도는 수백~1,000ppm 안팎으로, 최대 2,000~3,000ppm을 웃도는 미국 맥더밋 광상 주요 구간에 비해 상대적으로 낮은 편이다.

아울러 단단한 점토 광물 결합 구조에서 리튬을 경제적으로 분리·추출하는 제련 기술이 아직 상업적으로 완전히 성숙하지 않은 점도 불확실성으로 꼽힌다.

중국 남동부 연안이 인구 밀도가 매우 높고 환경 보호 규제가 엄격한 경제 중심지라는 점도 대규모 노천 채굴 프로젝트 추진에 거대한 사회적·제도적 걸림돌이 될 수 있다.

돤정 박사는 "현재 단계의 성과는 지질학적 단서와 잠재력 평가일 뿐, 당장 경제성 있는 채굴이 가능하다고 단정할 수는 없다"며 "실제 매장 규모와 연속성을 증명하기 위한 체계적인 시추와 환경영향 평가가 선행되어야 한다"고 신중한 입장을 유지했다.

글로벌 자원과 배터리 전문가들은 "중국 남동부 점토형 리튬의 부존 가능성이 공식 입증된 만큼, 향후 채굴 기술 발전과 품위 검증 결과에 따라 글로벌 배터리 공급망의 원자재 역학 구도가 중국 내수 완결형으로 급격히 재편될 수 있다"고 평가했다.


신경원 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com