포스코의 미래 '리튬사업' 중심에 ‘PosLX’가 있다

포스코의 독자적인 리튬추출기술 ‘PosLX’…고품질 리튬 생산

포스코의 PosLX 기술 상용화 과정ⓒ포스코

포스코의 독자적인 리튬추출기술 ‘PosLX’…고품질 리튬 생산

현재 한국 산업을 이끌어나가는 형님 ‘반도체’의 다음 주자는 ‘리튬’이다. 전기자동차 수요와 함께 그 소재가 되는 리튬이온배터리 시장이 폭발적인 성장을 이어나고 있기 때문이다.

미래 먹거리 소재가 분명한 ‘리튬’사업에 오래전부터 공을 들여온 회사가 있다. 바로 철강회사 포스코다. 익히 알려진 것처럼 포스코의 주력사업은 철광석이지만, 포스코는 향후 신성장사업의 핵심으로 리튬을 선택하며 투자와 개발에 전력을 다하고 있다.

포스코는 연간 5만5000t을 생산할 수 있는 광산과 염호(소금호수)를 확보하고 2021년부터 본격 상업 생산에 들어간다. 리튬 5만5000t은 전기차 약 110만~120만대분의 배터리를 제조할 수 있는 분량이다. 그리고 이 중심에는 포스코의 독자적인 리튬추출기술 ‘PosLX(Posco Lithium eXtraction)’가 있다.

구본웅 포스코 신사업실 차장은 “포스코가 독자개발한 PosLX는 리튬을 인산과 결합시켜 대부분을 인산리튬으로 회수함으로써 80% 이상의 수율을 확보해 기존(50%)에 비해 경제성이 뛰어나다”며 “추가 정제공장 없이도 배터리급 탄산리튬과 수산화리튬을 병행해 생산할 수 있으며 기후‧날씨 등 환경영향도 적게 받는다”고 설명했다.

이어 “염수뿐 아니라 폐이차전지·리튬광석으로부터도 리튬을 추출할 수 있으며, 불순물 함량도 경쟁사 제품대비 3분의1 수준으로 낮다”고 말했다.

탄산리튬은 노트북과 휴대폰 배터리 등의 이차전지와 단거리용 전기차 등에 사용된다. 탄산리튬보다 공정관리가 까다로운 수산화리튬은 고성능 전기차용 배터리에 주로 쓰인다. 현재 수산화리튬은 국내 업체가 전량 수입에 의존하고 있다. 업계는 향후 포스코의 수산화리튬 공급으로 국내 리튬이차지전지 산업의 경쟁력이 높아질 것으로 분석하고 있다.

리튬원료(정광,염수)를 통해 수산화리튬과 탄산리튬으로 만드는 공정과정 ⓒ포스코

PosLX기술의 시작은 8년 전으로 거슬러 올라간다. 지난 2010년 포스코는 염수리튬추출 기술개발에 착수해 다음해 국내 파일럿 공장(Pilot Plant)을 구축하고 가동했다. 2012년에는 칠레 Maricunga 염수를 활용해 PosLX의 상업화 가능성을 확인했으며, 2014년에는 아르헨티나 Cauchari 염호에서 대형 파일럿 공장 운영으로 기술성을 최종 점검했다.

2016년에는 기존 염수에만 적용되던 PosLX 기술에 광석과 폐배터리 재활용 원료의 적용 가능성을 확인했으며, 이를 바탕으로 지난해 광양제철소내 국내 최초로 배터리급 탄산 수산화리튬 데모플랜트(Demo Plant)를 가동해 탄산‧수산화리튬을 생산하고 있다.

포스코는 산업생산 돌입 전 수익성 등을 점검하기 위한 단계인 데모플랜트를 통해 연산 2500만t(탄산리튬 1000t, 수산화리튬 1500t) 규모의 체제를 갖추게 됐으며, 2021년부터 정식 상업생산에 돌입한다.

리튬원료에서 최종 제품인 탄산‧수산화리튬을 생산하는 과정은 총 3가지가 있다. 폐이차전지를 활용하는 방법과 리튬광석과 염호에서 추출하는 방법이다. 포스코는 전 세계에서 유일하게 3가지 방법을 모두 활용해 리튬 생산체제를 확보하는 회사다.

포스코는 올해 2월 호주 필바라사와 리튬정광 연 8만t의 장기공급 계약을 체결했으며, 향후 공급량을 최대 연 24만t까지 확대할 계획이다. 이는 탄산리튬 3만t을 만들 수 있는 분량이다.

또한 지난 8월에는 호주 갤럭시 리소스사와 아르헨티나 Hombre Muerto염호 북측 광권 인수계약을 체결했다. 이를 통해 2021년에 연 2만5000t 규모의 리튬을 생산할 수 있다.

포스코 관계자는 “리튬을 포함해 양극재‧음극재 등으로 구성된 포스코그룹의 2차전지사업을 통해 2030년까지 세계 시장점유율 20%, 매출액 17조원 규모의 사업으로 키워 그룹 성장을 견인할 동력으로 사용할 계획”이라고 밝혔다.