리튬 재활용이 채굴만큼이나 중요한 이유

리튬 수요 증가와 전기차 붐

전기차(EV)의 증가와 함께 리튬이온 배터리에 대한 수요가 폭발적으로 늘었으며, 리튬 자원에 대한 필요성도 마찬가지였습니다. 이 수요는 전기차 채택 속도에 따라 곡선의 가파름만이 달라질 뿐, 지수적으로 계속 증가할 것으로 예상됩니다.

출처: Statista

또한 배터리와 리튬에 대한 새로운 수요원인 유틸리티 규모 배터리가 전력망을 안정시키기 위해 등장하고 있습니다. 태양광 및 풍력 에너지는 본질적으로 변동성이 크고 전력망 주파수를 직접 안정화시키지 못하기 때문입니다.

이는 막대한 리튬 수요를 창출하며, 산업이 과잉 생산과 부족을 반복하더라도 장기적으로 충족하기 어려울 수 있습니다.

이러한 이유로, 특히 전기차 배터리 재활용이 앞으로 중요한 리튬 공급원이 될 가능성이 높습니다. 캘리포니아 대학교 연구진은 재활용이 리튬 매장량에 미치는 영향과 언제 어떤 매장량이 채굴될지를 조사했습니다.

그들은 Nature Sustainability¹에 “리튬 추출 시점과 위치에 대한 수요와 재활용의 영향”라는 제목으로 연구 결과를 발표했습니다.

리튬은 어디서 나오는가: 염수, 암석, 점토 매장량

사용 가능한 리튬의 주요 공급원은 세 가지입니다. 가장 추출이 쉬운 것은 깊은 지하의 염수이며, 이는 이른바 리튬 트라이앵글(볼리비아, 칠레, 아르헨티나)의 대부분을 차지합니다.

다른 옵션은 암석, 주로 스포듐렌 광물입니다. 이는 호주에서 리튬 자원의 대부분을 차지하며, 호주를 전 세계 주요 리튬 생산국으로 만들었습니다.

마지막은 퇴적점토이며, 최근에야 잠재적 자원으로 고려되기 시작했습니다. 예를 들어 네바다에 위치한 맥더밋 칼데라가 최근 몇 년간 발견된 3^rd 가장 큰 광물 매장량이 있습니다. 이는 미국과 같이 외국 수입에 의존하지 않으려는 국가들에게 중요해질 수 있습니다.

지금까지 재활용은 경제적인 리튬 공급원으로 간주되지 않았으며, 주로 오염 방지를 위해 고려되었습니다.

하지만 채굴과 달리 재활용은 훨씬 유연한 공급원일 수 있습니다. 새로운 리튬 광산을 개설하는 데는 10~15년이 걸리는 매우 긴 과정이 필요하기 때문입니다.

신뢰할 수 있고 다소 안정적인 리튬 가격은 에너지 전환을 원활히 관리하는 데 중요합니다.

“정부는 리튬이 어디서 나올지, 그리고 고갈될지 여부를 알아야 합니다. 충분한 리튬을 보유하는 것뿐만 아니라 얼마나 빠르게 추출할 수 있는지가 중요합니다.

공급 차질은 전기차 채택을 늦추어 이동성 접근성을 감소시키고 내연기관 차량의 운행 및 관련 탄소 배출을 연장시킬 것입니다.”

Ray B. Krone – UC Davis 환경공학 교수.

배터리 재활용은 기술 분야에서 매우 빠른 진전을 보이고 있으며, 특히 세계 최대 배터리 생산업체인 CATL이 향후 리튬을 배터리 재활용 부문에서 많이 확보하려 하고 있습니다.

2050년까지 리튬 수요 예측

연구자들이 리튬 수요와 재활용 시나리오를 모델링한 방법

연구진은 전기차 채택률과 사용되는 배터리 유형을 고려한 여러 시나리오를 살펴보았습니다.

고수요 시나리오에는 리튬이온 배터리(LIB)의 지속적인 수요와 고체전해질 배터리 채택이 포함되었으며, 이는 전기차 전환을 크게 가속화할 것입니다.

대부분의 시나리오에서 수요의 대부분은 전기차에서 발생하지만, 중장비 차량과 기존 전기차의 리튬이온 배터리 교체도 중요한 역할을 합니다.

출처: ResearchGate

그들은 기존에 알려진 리튬 자원과 각 매장량의 추출 비용, 그리고 해당 국가의 비즈니스 환경을 고려했습니다.

출처: ResearchGate

재활용이 리튬 광산 신규 개설을 줄일 수 있는 방법

연구진은 고수요 시나리오 하에서 2050년까지 최대 85개의 새로운 리튬 매장량이 추가로 개설되어야 할 것으로 예측했습니다.

하지만 시장을 소형 배터리와 광범위한 글로벌 재활용으로 유도하는 정책을 통해 신규 광산을 15개 이하로 크게 줄일 수 있습니다.

따라서 배터리 재활용이 어떻게 전개될지를 파악하는 것이 리튬 생산업체 투자자들이 할 수 있는 가장 중요한 일일 수 있습니다. 아직 건설되지 않은 광산의 미래 생산량을 예측하는 것보다 훨씬 중요합니다.

시기는 모든 것입니다. 재활용 가능한 리튬 흐름을 만들기 위해 일부 신규 광산이 개설되어야 합니다. 수요 시나리오에 따라 재활용은 2035년경에 가장 큰 차이를 만들 것입니다.

연구진은 최종적으로 재활용이 효율적으로 이루어질 경우 피할 수 있는 광산과 리튬이온 배터리의 큰 수요로 인해 필요할 광산을 2050년 세계 지도에 표시했습니다.

출처: ResearchGate

 정책 및 인프라가 리튬 수요에 미치는 영향

공공 정책과 전기차 인프라 투자는 큰 영향을 미칩니다. 현재 추세는 전기차에 매우 강력한 배터리 팩을 장착해 잠재 구매자의 ‘주행 거리 불안’을 완화하는 방향이며, 특히 전기차에 크게 열광하지 않는 운전자들을 대상으로 합니다.

이는 보다 나은 충전 인프라가 대형 배터리 팩에 대한 필요성을 크게 줄여 리튬 수요 역시 크게 감소시킬 수 있음을 의미합니다.

리튬 재활용을 우선시해야 하는 이유

상품 투자에서 가장 중요한 요소는 공급과 수요의 균형을 판단하는 것입니다. 일반적으로 이는 시장 가격에 따라 얼마나 많은 공급이 가능할지 정확히 계산하고, 미래 수요를 추정하는 것을 의미합니다.

리튬의 경우, 산업이 아직 매우 젊고 급변하고 있기 때문에 재활용이 또 다른 중요한 고려 요소가 될 수 있습니다.

캘리포니아 대학교 연구진이 보여준 바와 같이, 다양한 시나리오는 필요한 신규 리튬 광산 수에 5배 차이를 보입니다. 따라서 재활용이 리튬 시장에 미치는 영향을 정확히 추정하는 것이 업계 관계자들의 최우선 과제가 될 것입니다.

리튬 섹터에 투자하기

리오 틴토

리오 틴토는 광산업의 거대 기업(전 세계 2위)으로, 철광산을 비롯해 구리, 알루미늄, 금, 우라늄 등에 강력한 입지를 가지고 있습니다.

리오 틴토는 빠르게 확장하고 있으며, 특히 기니에 위치한 대규모 철광산 프로젝트 시만두와 몽골 역사상 가장 큰 프로젝트인 오유 톨고이 구리 광산을 진행하고 있습니다.

리오 틴토는 향후 5년간 전 세계 구리 공급 성장량의 25%를 차지할 것으로 예상됩니다.

최근 리오 틴토는 리튬 거인 Arcadium Lithium을 인수하며 리튬 광산 부문에 대규모 진출을 했습니다. Arcadium Lithium은 2023년 대형 리튬 생산업체 Allkem과 Livent의 합병 결과로, 세계 3위 리튬 생산업체가 되었습니다.

출처: Arcadium

이 합병으로 모든 리튬 생산 및 가공 단계에 존재하는 기업이 탄생했습니다. Arcadium은 2028년 말까지 생산 능력을 두 배 이상 확대할 계획을 가지고 있었으며, 이제 이는 리오 틴토에 의해 수행될 예정입니다.

직접 리튬 추출 (DLE)

이 인수와 관련하여 “리오 틴토의 진정한 보상”이라고 불리는 것은 Arcadium의 직접 리튬 추출(DLE) 기술입니다. Arcadium은 실제로 1996년부터 증발 공정과 결합하여 DLE를 연구해 왔으며, 최근 독립적인 추출 방법으로 상업적 실현 가능성을 크게 향상시켰습니다.

특히, Livent가 2023년에 ILiAD Technologies를 인수했습니다.

“ILiAD 기술 플랫폼은 우수한 리튬 선택 흡착제와 연속 역류 베드 처리 방식을 결합합니다” (RIO )

“Livent는 세계 최고의 DLE 기반 생산 공정 실무자이자 가장 큰 사용자이며, ILiAD가 DLE의 미래에 가져다줄 장점을 인식한 것에 대해 매우 기뻐합니다.”

Arcadium의 DLE에 대한 장기적인 전문성과 ILiAD가 보유한 “다양한 조건에서의 방대한 리튬 함유 염수”가 리오 틴토가 Arcadium을 인수한 주요 이유인 것으로 보이며, 이는 리튬 시장의 순환적 특성으로 인한 낮은 평가와도 관련됩니다.

장기적으로는 전기화학적 리튬 추출이 흡착제 기반 방식을 대체할 수 있지만, 향후 주요 리튬 추출 방법이 된다면 규모 확대된 DLE 경험이 여전히 큰 수익을 가져올 가능성이 높습니다.

리튬 포일

Arcadium은 또한 배터리 성능을 향상하고 제조 비용 및 리튬 사용량을 줄일 수 있는 인쇄 가능한 리튬 포일 형태인 LIOVIX를 개발했습니다.

출처: Arcadium

리오 틴토의 친환경 금속 및 배터리 혁신 역할

Arcadium의 인수로 리오 틴토는 광산업 혁신가 진영에 확고히 자리 잡게 되었으며, 이는 Nuton이라는 벤처를 통해 구리 추출 방법을 개선하는 기술 부문과 결합됩니다.

Nuton의 새로운 기술은 채굴된 광석에서 구리 회수율을 훨씬 높일 수 있게 합니다.

리오 틴토의 알루미늄 생산은 저탄소, 수력 발전을 이용해 보크사이트를 알루미나와 알루미늄으로 정제함으로써 저탄소화되었습니다.

리오 틴토는 또한 다른 리튬 프로젝트에 투자했으며, 최근 아르헨티나의 리콘 프로젝트와 세르비아의 논란이 있는 자다르 리튬 프로젝트(잠재적으로 유럽 최대 리튬 프로젝트)를 인수했습니다.

최근 인수와 신규 프로젝트 덕분에 리오 틴토는 여전히 핵심은 철광산업이지만, 점점 더 친환경적인 프로필과 에너지 전환에 필요한 모든 금속, 특히 구리, 저탄소 알루미늄, 리튬에서 강력한 성장을 보이는 기업으로 인식될 것입니다.

그 결과, 리오 틴토는 잠재적으로 변동성이 큰 리튬 가격뿐만 아니라 보다 안정적인 알루미늄 및 구리 판매에서도 에너지 전환의 혜택을 누릴 수 있는 기업이 될 것입니다.

리오 틴토(RIO) 최신 주식 뉴스 및 개발

연구 참고:

^{1. Busch, Y. Chen, P. Ogbonna & A. Kendall. 리튬 추출 시점과 위치에 대한 수요와 재활용의 영향. Nature Sustainability. (2025). https://doi.org/10.1038/s41893-025-01561-5}