우리나라도 태평양에서 희토류 심봤다
📺 원본 영상: 우리나라도 태평양에서 희토류 심봤다 (언더스탠딩 김상훈 기자)
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📅 정리 일자: 2026-02-11
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개요
자원 빈국 대한민국이 서태평양 심해 6000m에서 고농도 희토류 퇴적층을 발견했다. 이 발견은 단순한 광물 탐사 성공을 넘어, 중국이 사실상 독점하고 있는 희토류 공급망에서 벗어날 수 있는 전환점이 될 수 있다. 희토류는 전기차, 방산, 풍력터빈 등 첨단 산업의 핵심 소재이지만, 원광 채굴부터 분리정제까지 중국이 압도적 우위를 점하고 있어 전 세계가 공급망 다변화에 사활을 걸고 있다. 본 리포트는 한국지질자원연구원의 발견 과정, 국제 해양법상 개발 절차, 희토류 분리정제 기술의 난이도, 그리고 한국이 직면한 자원안보 과제를 종합적으로 다룬다.
서태평양 심해에서 발견한 희망
탐해 사모호의 발견
2024년, 한국지질자원연구원 소속 해저 탐사선 ‘탐해 사모(Tamhae Samo)‘가 서태평양 마리아나 해구 인근 심해 6000m 지점에서 고농도 희토류 퇴적층을 발견했다. 이 배는 해저 지각 구조를 탐사하는 물리탐사선으로, 에어건(air gun)을 이용해 탄성파를 발사하고 반사파를 분석하여 해저 지형도를 정밀하게 그려낸다. 이를 통해 특정 지층에 어떤 광물이 매장되어 있는지, 퇴적층의 두께와 분포는 어떠한지를 파악할 수 있다.
탐해 사모는 탄성파 탐사로 유망 지역을 식별한 뒤, 피스톤 코어(Piston Core)라는 장치를 심해 6000m까지 내려보내 해저 지각 15m 깊이까지 간단한 채취(sampling)를 수행했다. 그 결과 최대 3100ppm, 평균 약 2000ppm 농도의 희토류가 퇴적층에 쌓여 있음을 확인했다. 이는 상업적 개발 가치가 있는 수준으로, 일본이 2010년 중일 갈등 당시 주목받았던 미나미토리섬(Minamitorishima) 해역 희토류 퇴적층의 평균 농도와 비슷한 수준이다.
왜 바다 밑인가
육상 희토류 광산은 대부분 중국, 베트남, 러시아, 브라질 등에 집중되어 있으며, 중국이 원광의 대부분을 채굴하고 있다. 반면 해저 희토류는 상대적으로 덜 알려진 영역이다. 강연자에 따르면, 해저 희토류 퇴적층은 육상 광산에 비해 몇 가지 뚜렷한 장점이 있다. 첫째, 진흙(mud) 형태로 존재하기 때문에 화학물질을 이용한 분리정제 과정에서 사용되는 용매의 양을 줄일 수 있다. 둘째, 육상 희토류 광산에서 흔히 발생하는 방사성 물질인 토륨(Thorium)이 매우 적게 포함되어 있어 환경 처리 비용이 낮다. 셋째, 경희토류(Light Rare Earth Elements)와 중희토류(Heavy Rare Earth Elements)가 대략 절반씩 분포하는 경우가 많아, 따로 중희토류 광산을 확보할 필요가 없다는 점이다.
희토류란 무엇인가
17개 원소의 집합
희토류(Rare Earth Elements)는 주기율표상에서 스칸디움(Sc), 이트륨(Y), 그리고 란타넘족(Lanthanides) 15개 원소를 포괄하는 17개 원소를 총칭한다. 이들은 주기율표의 매우 좁은 영역에 밀집되어 있으며, 화학적 성질이 극도로 유사하다. 대표적인 희토류 원소로는 네오디뮴(Nd), 프라세오디뮴(Pr), 터븀(Tb), 디스프로슘(Dy) 등이 있다.
희토류는 크게 경희토류와 중희토류로 나뉜다. 경희토류에는 네오디뮴과 프라세오디뮴이 포함되며, 이들은 영구자석(Permanent Magnet) 제조에 핵심적으로 사용된다. 중희토류에는 터븀과 디스프로슘이 속하며, 고성능 자석과 방산 장비에 필수적이다. 중희토류는 매장량이 적고 분리정제가 더욱 어려워, 중국을 제외하면 상업적으로 생산하는 곳이 거의 없다.
왜 중요한가
희토류는 전기차, 풍력터빈, 로봇, 방산 장비 등 첨단 산업의 핵심 소재다. 특히 영구자석은 희토류 전체 물량의 40%, 금액 기준으로는 80%를 차지할 정도로 중요하다. 영구자석은 모터, 발전기, 센서 등 거의 모든 전자기기에 들어가며, 성능이 월등해야 하는 첨단 제품일수록 고품질 희토류 자석이 필수다. 방산 장비의 경우, 희토류 자석 없이는 정밀 유도 무기나 레이더 시스템을 제조할 수 없다.
그러나 희토류 시장 규모는 2025년 기준 전 세계 약 10조 원(한화) 수준으로, 철이나 구리 같은 주요 원자재 시장(약 400조 원 이상)에 비해 매우 작다. 이 때문에 이윤을 추구하는 서방 기업들은 기술 개발 난이도가 높고 환경 비용이 큰 희토류 분리정제 시장에 진입하지 않았고, 결과적으로 중국이 독점 구조를 굳힐 수 있었다.
중국의 압도적 독점
원광 채굴부터 분리정제까지
중국은 희토류 원광 채굴량에서도 세계 1위지만, 더 중요한 것은 분리정제(Separation and Refining) 기술을 사실상 독점하고 있다는 점이다. 베트남, 러시아, 브라질 등에서 희토류 원광이 생산되지만, 대부분 중국으로 가져가 분리정제를 거친다. 중국은 지난 30년간 대규모로 희토류를 처리하며 분리정제 공정을 수백 단계까지 압축하는 노하우를 축적했다.
분리정제가 어려운 이유는 희토류 원소들의 화학적 성질이 너무 비슷하기 때문이다. 강연자는 이를 “빨간색 공과 파란색 공을 분리하는 것은 쉽지만, 빨간색, 약간 더 빨간색, 약간 덜 빨간색을 분리하는 것은 매우 어렵다”는 비유로 설명했다. 일반 광물은 몇 단계의 용매 추출(Solvent Extraction)로 고순도 금속을 얻을 수 있지만, 희토류는 백 단계에서 수백 단계의 공정을 거쳐야 한다. 이 단계를 줄이는 것이 곧 경제성이며, 중국은 이 기술을 철저히 보호하고 있다.
2010년 센카쿠 분쟁과 희토류 무기화
2010년, 중국과 일본 간 센카쿠(다오위다오) 영유권 분쟁이 격화되자 중국은 일본에 대한 희토류 수출을 일시 중단했다. 당시 일본은 중국산 희토류에 크게 의존하고 있었고, 자석과 부품 제조업체들이 큰 타격을 받았다. 이 사건은 희토류가 단순한 원자재가 아니라 지정학적 무기(geopolitical weapon)가 될 수 있음을 전 세계에 각인시켰다. 이후 일본은 베트남 희토류 광산에 투자하고, 미나미토리섬 해역 탐사를 본격화하는 등 공급망 다변화에 나섰다.
분리정제 기술의 난관
화학적 성질의 유사성
희토류 분리정제가 어려운 핵심 이유는 화학적 성질의 극단적 유사성이다. 희토류 원소들은 주기율표상 같은 그룹에 속해 있어, 원자 반지름, 전자 배치, 이온화 에너지 등이 매우 비슷하다. 따라서 화학물질을 이용해 불순물을 제거하고 특정 원소를 추출하는 과정에서, 17개 원소가 덩어리로 함께 나오게 된다.
이를 개별 원소로 쪼개기 위해서는 용매 추출 공정을 반복해야 한다. 강연자는 “분리계수(Separation Factor)“를 예로 들며, 희토류는 백 단계에서 수백 단계의 반복 공정을 거쳐야 비로소 고순도 금속을 얻을 수 있다고 설명했다. 이 과정에서 화학물질(용매)을 대량으로 사용하게 되며, 사용 후 폐기물 처리에 막대한 환경 비용이 발생한다. 선진국들이 희토류 분리정제에 진입하지 않았던 이유 중 하나가 바로 이 환경 비용이다.
한국의 기술 수준과 한계
한국지질자원연구원의 정경우 박사팀은 실험실 수준에서 희토류 분리정제 기술을 개발하고, 소규모 파일럿 플랜트(Pilot Plant)를 가동할 수 있는 수준까지 기술을 확보했다. 그러나 이를 상업화하기 위해서는 파일럿 플랜트를 키워 대량 실험을 진행해야 하는데, 여기에 필요한 희토류 원광을 확보할 수 없었다. 강연자는 “베트남 같은 곳에서 원광을 받아오고 우리가 분리정제 기술을 기술이전해주겠다고 여러 번 제안했지만, 번번이 불발됐다”고 전했다.
이는 중국이 이미 베트남, 브라질 등의 희토류 원광을 사실상 독점 구매하고 있기 때문이다. 브라질의 세라 베르데(Serra Verde) 광산은 2024년 상업생산을 시작했지만, 중국이 원광을 가져가지 않으면서 창고에 쌓아두고 있는 상황이다. 중국 입장에서는 다른 국가가 분리정제 기술을 확보하는 것을 원치 않기 때문에, 원광 공급 자체를 조절할 유인이 있다.
국제 해양법과 개발 절차
공해상 자원은 누구의 것인가
한국이 발견한 서태평양 희토류 퇴적층은 공해(High Seas)에 위치한다. 공해는 어느 국가의 영해나 배타적 경제수역(EEZ)에도 속하지 않으며, 1982년 채택된 UN 해양법 협약(UNCLOS)에 따라 “인류 공동의 유산(Common Heritage of Mankind)“으로 규정된다. 따라서 발견했다고 해서 자동으로 소유권이 발생하지 않으며, UN 산하 국제해저기구(ISA, International Seabed Authority)의 절차를 거쳐야 한다.
3단계 개발 프로세스
심해저 자원 확보는 크게 세 단계로 진행된다.
1단계: 유망지 탐사
누구나 자유롭게 공해상 해저를 탐사할 수 있다. 한국이 현재 수행한 단계가 바로 이 1단계다. 탐해 사모호는 물리탐사를 통해 유망 지역을 식별하고, 피스톤 코어로 샘플을 채취해 희토류 농도를 확인했다.
2단계: 탐사권 확보
몇 차례 추가 탐사를 통해 상업적 개발 가능성이 확인되면, 국제해저기구에 탐사 및 개발 작업계획(Exploration and Development Plan)을 제출한다. ISA는 이를 심사하여 특정 구역에 대한 탐사권을 부여한다. 탐사권은 국가 또는 국가가 보증한 공기업·민간기업만 신청할 수 있으며, 환경오염 발생 시 국가가 연대 보증해야 한다. 탐사권 신청 시 $50,000(약 6,500만 원)의 기금을 ISA에 납부해야 한다.
탐사권은 보통 15년간 부여되며, 이 기간 동안 일정 구역을 탐사한 뒤 일부 구역을 반납해야 한다. 몇 년 후 다시 절반을 반납하고, 최종적으로 가장 유망한 구역을 선정하여 개발권을 신청하게 된다.
3단계: 개발권 확보
개발권을 신청하면, 최종 선정된 구역의 절반은 개발국이 개발할 수 있고, 나머지 절반은 유보지로 남겨져 나중에 개발도상국에 배분된다. 개발 후 발생한 수익은 일정 비율을 로열티 형태로 ISA 기금에 납부해야 한다.
2027년, 출발 시작이 울린다
현재까지 심해저 광물 개발권을 부여받은 국가는 없다. ISA가 아직 환경 영향 평가 기준과 개발권 심사 규정을 마련하지 못했기 때문이다. 그러나 개발권 신청 후 2년이 경과하면 ISA가 규정을 마련하지 못하더라도 자동으로 심사 단계로 넘어가게 된다. 현재 약 7개 국가가 이미 개발권을 신청한 상태이며, ISA는 2027년을 목표로 개발권 관련 규정을 마련하겠다고 밝혔다.
강연자는 “2027년이 되면 사실상 출발 신호가 울리는 것”이라며, “깃발을 꽂는 사람이 먹는 미국 서부 개척 시대와 비슷한 측면이 있다”고 표현했다. 한국도 빠르게 추가 탐사를 완료하고 탐사권 신청을 준비해야 하는 이유다.
일본의 선제적 움직임
미나미토리섬 프로젝트
일본은 2010년 센카쿠 분쟁 이후 희토류 공급망 다변화에 적극 나섰다. 미나미토리섬(南鳥島) 인근 해역은 일본의 배타적 경제수역 내에 있으며, 한국이 발견한 곳과 유사하게 심해 6000m에 희토류 퇴적층이 분포한다. 평균 농도는 약 2000ppm으로, 한국의 발견지와 비슷한 수준이다.
일본은 2024년 초부터 테스트 채굴(Test Mining)을 실시하고 있으며, 환경 영향이 크지 않다고 판단되면 2025년부터 본격적인 시험 채굴, 2028년 상업 생산을 목표로 하고 있다. 일본은 또한 호주의 라이너스(Lynas)와 협력하여 분리정제 기술 확보에도 힘쓰고 있다.
왜 한국은 희토류 국산화를 해야 하는가
시장 논리가 아닌 안보 논리
강연자는 “희토류 시장 규모가 10조 원에 불과하기 때문에, 기업이 수익을 목적으로 진입할 만한 시장은 아니다”라고 명확히 했다. 그렇다면 왜 국가가 나서야 하는가? 답은 자원안보(Resource Security)에 있다.
희토류가 없다고 해서 당장 국가가 멸망하는 것은 아니다. 전기차를 못 만들어도, 풍력터빈을 못 세워도 생존에 직접적인 위협은 없다. 그러나 방산 장비는 다르다. 탱크, 전투기, 유도 미사일, 레이더 시스템 등 현대 무기 체계는 고성능 영구자석 없이는 제조할 수 없다. 만약 중국이 한국에 대한 희토류 공급을 중단한다면, 한국의 방산 산업은 마비될 수 있다.
강연자는 “일본만 타겟팅할 수도 있고, 우리만 타겟팅할 수도 있다”며, “대만 문제든 무엇이든 충돌이 생겼을 때 중국이 희토류 카드를 꺼내든다면, 우리는 방어할 수단이 있어야 한다”고 강조했다. 비축(Stockpiling)만으로는 한계가 있다. 중국이 물량을 조이면 비축량도 언젠가 바닥나기 때문이다.
최소한의 자급 능력 확보
한국이 목표로 해야 할 것은 전 세계 희토류 시장을 장악하는 것이 아니라, “최소한 우리가 필요한 만큼은 스스로 공급할 수 있는 능력”을 갖추는 것이다. 비록 생산 단가가 중국보다 천 배 비싸더라도, 급한 상황에서 실험실 수준이든 만들 수 있는 능력이 있다면, 중국의 희토류 무기화에 대응할 수 있다. 이는 경제 논리가 아니라 안보 논리다.
해저 희토류의 장점
환경 비용 절감
육상 희토류 광산은 방사성 물질인 토륨이 대량 발생하며, 화학물질 사용량도 많아 환경 처리 비용이 매우 크다. 반면 해저 희토류는 진흙 형태로 존재하기 때문에 화학물질 사용량을 줄일 수 있고, 토륨 함량도 매우 낮다. 강연자는 “해저 희토류 광산은 육상보다 환경적으로 유리한 조건”이라고 설명했다.
경희토류와 중희토류의 균형
육상 광산은 대부분 경희토류 중심이며, 중희토류는 별도의 광산에서 소량만 생산된다. 중희토류는 고성능 자석과 방산 장비에 필수적이지만, 중국 외에는 상업 생산이 거의 불가능하다. 그러나 해저 희토류 퇴적층은 경희토류와 중희토류가 대략 절반씩 분포하는 경우가 많아, 한 곳에서 양쪽을 모두 확보할 수 있다. 이는 공급망 관리 측면에서 매우 유리하다.
앞으로의 과제
추가 탐사와 탐사권 신청
현재 한국은 1단계인 유망지 탐사를 완료한 상태다. 이제 몇 차례 추가 탐사를 통해 상업적 개발 가능성을 확정하고, 빠르게 ISA에 탐사권을 신청해야 한다. 2027년이 사실상 출발선이기 때문에, 시간이 촉박하다. 정부는 탐해 사모호를 집중 배치하고, 예산을 확대하여 탐사 속도를 높여야 한다.
분리정제 기술의 상용화
원광을 확보하더라도 분리정제 기술이 없으면 중국 의존은 계속된다. 한국은 이미 실험실 수준의 분리정제 기술을 보유하고 있지만, 상용화하기 위해서는 대량의 원광이 필요하다. 해저 광산 개발이 성공한다면, 원광 공급 문제가 해결되고, 파일럿 플랜트를 확대하여 본격적인 기술 고도화가 가능해진다.
국제 협력과 경쟁
희토류 공급망 재편은 전 세계적 흐름이다. 미국, 일본, 호주, 유럽 모두 중국 의존도를 낮추기 위해 노력하고 있다. 한국도 이 흐름에 동참하되, 독자적인 원광 확보와 기술 개발을 병행해야 한다. 일본의 미나미토리섬 프로젝트, 호주 라이너스의 분리정제 플랜트, 미국 MP Materials의 국산화 시도 등은 모두 참고할 만한 사례다.
핵심 정리
서태평양 심해 6000m에서 발견한 고농도 희토류 퇴적층은 자원 빈국 한국에게 전환점이 될 수 있다. 중국이 독점하고 있는 희토류 공급망에서 벗어나기 위해서는 원광 확보와 분리정제 기술이라는 두 개의 퍼즐을 맞춰야 하는데, 해저 광산 개발이 성공한다면 두 퍼즐을 동시에 해결할 수 있는 실마리가 생긴다.
희토류는 시장 규모가 작지만, 전기차, 풍력, 방산 등 첨단 산업의 핵심이다. 특히 방산 장비는 국가 안보와 직결되기 때문에, 중국의 희토류 무기화에 대응할 수 있는 최소한의 자급 능력을 갖추는 것이 필수다. 2027년 국제해저기구의 개발권 심사가 본격화되기 전에, 한국은 추가 탐사를 완료하고 탐사권을 신청해야 한다.
일본이 2028년 상업 생산을 목표로 미나미토리섬 프로젝트를 빠르게 진행하고 있는 것처럼, 한국도 정부 차원의 결단과 투자가 필요하다. 해저 광산 개발은 기업이 수익을 목적으로 할 수 있는 사업이 아니라, 국가가 자원안보 차원에서 반드시 추진해야 할 전략적 과제다.
📚 출처 및 참고
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 원본 영상 | 우리나라도 태평양에서 희토류 심봤다 (언더스탠딩 김상훈 기자) |
| 채널 | 언더스탠딩 : 세상의 모든 지식 |
| 리포트 작성 | 2026-02-11 |
| 작성 방식 | YouTube 영상 STT 변환 후 에디팅 |
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