[청정에너지] 신재생에너지로 해수에서 마그네슘 추출하는 기술 나와

- 미국 스타트업이 기성 기술에 차원 높여 혁신

-산업용 핵심 광물 중국 의존도 낮추는 데 도움

[녹색경제신문 = 박진아 유럽 주재기자] 신경계 건강을 위해 현대인들이 일상에서 복용하는 영양 성분인 마그네슘(magnesium, 원소 기호 Mg)을 바닷물에서 채취하는 기술이 주목받고 있다.

그런가 하면 마그네슘은 제4차 산업혁명(컴퓨터 기반 디지털 기술을 중심으로 한 생산 방식)에서 필수적인 핵심 금속 자원이기도 하다.

가령, 중국은 글로벌 자동차 업계에 강타하고 있는 전기차(EV) 생산에 꼭 필요한 마그네슘의 세계 최대 생산국임과 동시에 마그네슘 공급망을 장악하고 있는데, 우리나라도 對 중국 마그네슘 수입 의존도가 약 95%에 이른다(자료: 2022년 기준 KBD 산업은행).

마찬가지로 미국, 독일 등 글로벌 서구의 제조업 강국들 또한 중국산 산업용 핵심 광물 — 희토류, 리튬, 니켈, 코발트, 망간, 흑연 — 과 마그네슘에 의존해왔으나 2020년 이후 글로벌 공급망 차질을 경험한 후 원자재 자립의 필요성이 각별히 부각됐다.

미국 캘리포니아 주(州) 샌프란시스코에 본사를 둔 마그라테아 메탈(Magrathea Metals) 사는 더글러스 애덤스(Douglas Adams)가 쓴 유명한 공상과학 소설 ⟪은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서(The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy)⟫에 나오는 한 행성의 이름이다.

마그라테아 메탈 사의 혁신성은 바닷물을 증발시키면 생기는 잔류 소금을 전기 분해한 후 마그네슘을 추출해 내는 혁신적 기술을 응용한다데 있다.

마그네슘은 공기와 반응하는 성질 때문에 독자적 원소로 존재하지 않고 산, 하천, 바다물 속에서 탄산염, 규산염, 염화물, 황산염 상태 혹은 물에 용해된 상태로 존재하기 때문에 마그네슘 추출 공정을 거쳐야 분리된다. 특히 마그네슘 함유율이 높은 해수를 가공하는 것이 효율적인 것도 그 때문이다.

이 업체는 다우 마그네슘에서 일했던 은퇴한 과학자들과 노스크 하이드로(Norsk Hydro, 노르웨이 알루미늄 및 신재생에너지 기업, 본사: 오슬로) 알루미늄 기술 제휴로 신재생에너지로 해수 마그네슘 회수 기술을 정교화시키고 있다.

신재생에너지를 이용하고 미국 산업에 기여한다는 이유로 조 바이든 행정부가 집행하는 빌드백베터(Build Back Better) 기후변화 대응 정책 중 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act, IRA) 하 세제 감면 혜택을 받고 있다.

또, 업체는 바닷물로부터 마그네슘을 생산하는데 필요한 에너지를 태양열과 풍력 등 신재생 에너지를 사용하기 때문에 탄소 중립적이라는 점에서 친환경적이다.

마그네슘은 견고하지만 매우 가벼운 성질 때문에 우주 위성・드론・항공・자전거 등 개인용 모빌리티 산업을 지원할 수 있는 탁월한 소재로 여겨진다.

실은 바닷물을 증발시켜 마그네슘을 추출하는 공법은 이미 약 100년 전 미국에서 전시(wartime) 산업 체제 속에서 탄생 적용된 기성 기술이다.

1920년대, 다우 케미칼(Dow Chemical)은 항공기, 자동차 부품, 무기용 폭탄 등에 필요한 마그네슘 금속을 바닷물에서 채취하는 기술을 개발했고, 이어서 제2차 세계대전기 다우 케미칼은 군용 장비 및 무기 공급을 위해 시대에 맞게 다시 한번 기술을 멕시코 만 바닷물을 사용해 마그네슘을 제조했던 것으로 유명하다.

독일 자동차 제조업체 폭스바겐의 그 유명한 ‚비틀(Beetle)‘ 소형차를 저렴하고 가볍게 생산할 수 있게 해 준 일등공신은 다름 아닌 마그네슘 소재로 된 기어박스와 크랭크케이스 덕분이었다. 마그네슘은 강철 보다 4배, 알루미늄 보다 1.5배 가볍다.

반면, 오늘날 독일의 산업용 금속 소재 기업들은 마그네슘 원소를 제조업용 소재로서 보다 질소, 인, 칼륨 등과 함께 주로 농업용 비료 생산용 원료로 응용하는데 머물고 있다. 20세기 한때 마그네슘-리튬 초경량 차량 소재를 개발해 사용했으나 제조가가 비싸서 항공 및 군사용으로 소량 생산하는데 그쳤다.

현재 독일과 미국의 마그네슘 생산력과 가격은 중국에 감히 대적할 수 없을 만큼 당분간 값싼 석탄 연료과 노동력으로 대량 생산되는 중국산 마그네슘의 경쟁력에 뒤처질 것이다.

그러나 청정에너지 업계는 장기적인 안목에서 풍력과 태양광을 이용한 에너지 전환 정책이 변함없이 실천된다면 오는 향후 20년 내로 탄소 중립과 신재생에너지 전환을 동시에 달성할 수 있다고 내다본다.

가령, 신재생에너지 전환을 추진 중인 캘리포니아 주는 오는 2045년까지 모든 전력을 신재생 에너지원으로 공급할 것을 목표로 하고 있다.

여기에 각종 미래 e-모빌리티용 초경량 소재인 마그네슘이 한층 확대 응용될 경우 에너지 효율성 증대에 결정적 역할을 하게 될 것인 만큼 전 세계 자동차 업계과 과학계도 해수 마그네슘 추출 상용화를 예의주시할 것이라 기대된다.

박진아 유럽 주재기자 gogreen@greened.kr

▶ 기사제보 : pol@greened.kr(기사화될 경우 소정의 원고료를 드립니다)

▶ 녹색경제신문 '홈페이지' / '페이스북 친구추가'