전기차와 함께 커지는 리튬시장…포스코 ‘호주 리튬 광산’ 상업화 코앞

포스코 신성장사업의 동력…‘필간구라 리튬 광산’을 가다

서호주 필바라에 위치한 필간구라 리튬광산 전경. ⓒ포스코

포스코 신성장사업의 동력…‘필간구라 리튬 광산’을 가다

지난 21일 서호주 필바라 지역의 필간구라 광산. 30~40도에 이르는 고온건조한 날씨에 서호주 퍼스에서 비행기와 버스로 약 2시간 30분을 이동해야 나오는 이곳. 470㎢면적 전 세계 최대 리튬광산 중에 하나인 곳이다.

리튬은 전기자동차(EV) 및 에너지저장장치(ESS)의 필수소재로 최정우 회장 취임 이래 포스코 신성장사업의 동력인 소재다.

포스코는 지난 2월 호주 광산개발 기업인 필바라(Pilbara Minerals)로부터 회사지분 4.74%(7950만호주달러·약 649억원)을 인수완료하고 연간 최대 24만t의 리튬정광을 장기구매하는 계약을 체결했다. 이에 상응하는(7950만호주달러) 규모 전환사채는 조인트벤처가 확정되면 인수하게 된다.

포스코는 필바라가 제공하는 리튬원료를 화학적 공정을 거쳐 탄산리튬이나 수산화리튬으로 만들어 낸다. 오는 2019년 말부터 필바라로부터 원료를 확보하며 2020년부터는 본격적인 상업생산에 나선다.

직접 가본 필간구라 광산은 포스코가 투자한 로이힐 철광석 광산과는 북서쪽120km 떨어진 곳으로 그리 멀지 않은 곳에 위치했다. 호주에서 가장 큰 철광석 선적항구인 포트헤들랜드로부터도 차로 2시간 거리에 위치해 있다. 이곳에 매장 된 리튬원광 226백만t 역시 포트헤들랜드의 우수한 인프라를 통해 세계로 뻗어나간다.

켄 브린스덴 필바라 CEO가 21일 필간구라 광산현장 사무실에서 리튬원광 가공공정을 설명하고 있다.ⓒ포스코

리튬원광. 채굴된 1%리튬을 함유한 리튬원광은 몇단계의 공정을 거쳐 6%의 리튬정광으로 만들어져 제품화 된다. 이 리튬정광을 포스코가 구매해 탄산·수산화리튬으로 가공하며 탄산·수산화리튬은 전기차, 이차전지 등의 소재로 사용된다.ⓒ데일리안

포스코가 필바라로부터 구매하는 리튬정광은 필간구라 광산으로부터 채취한 리튬원광에 몇 단계 가공공정을 추가해 생산된다. 광산에서 채굴한 리튬원광은 리튬함량이 1% 수준으로 낮기 때문에 공정을 통해 6%의 제품화된 정광으로 만들어 낸다.

이날 광산에 위치한 필바라 사무실에서 리튬원광 가공공정을 열정적으로 설명한 켄 브린스덴(Ken Brinsden) 필바라 CEO는 “리튬 6%는 업계 표준 수준이며, 이론적으로 리튬정광의 리튬 최대함유는 8%대”라며 “간혹 기업들이 특별 생산품으로 함유량 높은 정광을 내놓기도 하지만 아직은 6%가 표준”이라고 말했다.

리튬원광이 리튬정광으로 변신하는 과정을 간략하게 살펴보면 다음과 같다. 먼저 드릴을 통해 지표면에서 300m 깊이로 땅을 파 얻어낸 리튬원광을 30mm 이하로 잘게 파쇄하는 ‘분쇄공정’을 시행한다. 이후 광석 성분의 밀도차이를 이용해 불순물을 제거하는 ‘Den(Dense Media Separation) 공정’, 좀더 얇은 가루로 제품화하는 ‘부유선별’ 공정을 차례로 거쳐 순도 높은 리튬정광으로 제품화된다.

21일 필간구라 광산에서 분쇄한 리튬광석이 컨베이어로 이동해 야적되고 있다.ⓒ포스코

지난 3년간의 탐사와 건축을 통해 필간구라 광산은 최근 본격적으로 첫 판매를 시작했다. 이는 필간구라 1단계 프로젝트로 리튬정광 연 33만t 규모다. 필바라는 지난 10월 2일 첫 양산품을 생산해 포트헤들랜드를 통해 북아시아에 위치한 파트너사에 공급했다.

포스코는 리튬정광 연 50만t 규모로 2019년 말부터 생산을 시작하는 필간구라 2단계 프로젝트부터 리튬정광을 공급받는다. 포스코는 이중 연간 최대 24만t을 필바라로부터 구매한다. 이는 탄산리튬 3만t을 생산할 수 있는 양이다.

이날 필간구라 광산견학에 동행한 구본웅 포스코 신사업실 차장은 “수산화리튬이 들어가는 테슬라와 같은 고성능 전기차를 제외하고는 일반 전기차에 들어가는 탄산리튬은 30~40kg으로 추정한다”고 설명했다.

2020년 포스코는 필바라와 함께 연산 3만t 이상 규모의 탄산·수산화리튬 생산공장을 전남 율촌산업단지에 준공하고 포스코ESM 및 국내 주요 이차전지 업체 등에 공급할 예정이다. 2016년 광양제철소 내 건설한 2500t 데모플랜트를 거쳐 본격적으로 리튬 상업화의 포문을 여는 것이다.

이 탄산·수산화리튬 생산공장은 포스코가 합작기업 지분의 70% 및 운영권을 가지며 필바라가 지분 30%를 소유한다.

향후 전 세계 리튬수요. 2018년과 비교해 2025년은 4배, 2035년은 16배 정도 리튬수요가 증가한다.ⓒ필바라

EV 성장과 함께 향후 리튬 수요는 폭발적으로 늘어날 전망이다. 런던의 광물 및 금속 시장조사기관인 벤치마크 미네랄 인텔리전스(Benchmark Mineral Intelligence)에 따르면 리튬은 2025년 100만t, 2035년 400만t정도 수요가 예상된다. 이는 각각 올해의 4배, 16배 정도의 기록이다.

업계는 포스코의 리튬추출 기술력을 선진적인 것으로 보고 있다. 리튬은 EV·이차전지의 핵심소재이기 때문에 향후 한국 배터리업계에도 큰 강점으로 작용할 것으로 전망한다.

켄 CEO는 “한국의 배터리사들은 다른나라보다 뛰어난 기술력과 품질, 공급물량을 제공하기에 글로벌 시장에서 주된 배터리 공급사가 될 것으로 보고있다”며 “포스코가 한국 배터리 시장에서 중요한 위치에 있는 것이 여기에 있다. 리튬을 한국의 배터리 공급망에 기여할 수 있기 때문”이라고 분석했다.

이어 “현재까지 중국은 배터리 공급물량은 충분하더라도 기술력이나 품질면에서 한국에 비해 뒤떨어져 있다”고 덧붙였다.