니켈 매장량은 자동차 배터리 수요를 결코 못 채운다.

니켈은 리튬 이온 전지의 에너지 밀도와 사이클 수명을 향상시키기 때문에 전기 자동차(EV) 배터리 생산의 핵심 금속입니다. 그러나 전기차에 대한 수요가 빠르게 증가함에 따라 니켈에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 이로 인해 현재의 니켈 매장량이 미래의 자동차 배터리 생산을 지원할 수 있는지에 대한 의문이 제기되고 있습니다.

1. 니켈 매장량 및 자원

미국 지질조사국에 따르면 전 세계 니켈 매장량은 2022년 기준 9,500만 톤(MT)으로 추정됩니다. 매장량은 현재 기술 및 조건에서 추출할 수 있는 경제적으로 회수 가능한 니켈의 양으로 정의됩니다.
니켈 매장량이 가장 많은 국가는 호주와 인도네시아로 각각 2,100만 MT를 보유하고 있으며, 브라질이 1,600만 MT, 러시아가 750만 MT²로 그 뒤를 잇고 있습니다. 그 밖에 뉴칼레도니아, 쿠바, 필리핀, 남아프리카공화국 등이 니켈 매장량이 많은 국가입니다.

그러나 모든 니켈 매장량이 배터리 생산에 적합한 것은 아닙니다. 니켈은 황화물과 라테라이트의 두 가지 주요 유형의 광석에서 찾을 수 있습니다. 황화물 광석은 더 높은 등급의 니켈(1~3%)을 함유하고 있으며 순도가 99% 이상이고 배터리 용도에 선호되는 1등급 니켈로 가공할 수 있습니다. 라테라이트 광석은 니켈 등급이 낮으며(0.5~1.5%), 대부분 순도가 99% 미만인 2등급 니켈로 가공되어 주로 스테인리스강 생산에 사용됩니다.

맥킨지 앤 컴퍼니의 보고서에 따르면 전 세계 니켈 매장량의 약 60%가 라테라이트 광석인 반면, 황화물 광석은 40%에 불과합니다. 또한 현재 개발 중인 신규 니켈 프로젝트의 대부분은 라테라이트 광석을 기반으로 하며, 특히 세계 최대 니켈 생산국인 인도네시아에 집중되어 있습니다. 이는 1등급 니켈의 공급이 배터리 제조업체의 수요를 따라가지 못할 수 있음을 의미합니다.

2. 니켈 수요 및 공급

2021년 전 세계 니켈 수요는 약 280만 MT였으며, 이 중 약 70%가 스테인리스강 생산에, 25%가 합금, 특수강 및 코팅에, 5%가 배터리에 사용되었습니다. 그러나 전기차 보급이 증가함에 따라 배터리 수요는 향후 몇 년 동안 빠르게 증가할 것으로 예상됩니다.

Roskill의 보고서에 따르면 2030년까지 배터리 니켈 수요는 140만 MT에 달해 전체 니켈 수요의 약 30%를 차지할 것으로 예상됩니다. IEA의 또 다른 보고서에 따르면 지속 가능한 개발 시나리오⁷에 따라 2040년까지 전기차, 저장 및 저탄소 발전 등 청정에너지 기술에 대한 총 니켈 수요가 6배 증가할 것으로 예상됩니다.

 

공급 측면에서는 2021년 전 세계 니켈 생산량은 약 270만 MT로 약 13만 5,000 MT³의 적자를 기록할 것으로 예상됩니다. 2022년에는 생산량이 11.4% 증가한 290만 MT로 예상되지만 여전히 300만 MT³의 수요를 충족하기에는 부족할 것으로 예상됩니다. 니켈의 주요 생산국은 인도네시아(100만 톤), 필리핀(32만 톤), 러시아(25만 톤), 뉴칼레도니아(22만 톤), 캐나다(18만 톤)입니다.

그러나 앞서 언급했듯이 모든 니켈 생산이 배터리 사용에 적합한 것은 아닙니다. 테슬라의 전기차에 사용되는 파나소닉의 리튬 이온 배터리용 양극재 주요 공급업체 중 하나인 스미토모 메탈 마이닝에 따르면, 배터리용 1등급 니켈에 대한 전 세계 수요는 약 330톤입니다.

수요량이 2022년에는 20% 이상 증가하여 41만 MT가 될 것으로 예상됩니다. 2025년에는 수요가 66만 MT에 달해 현재 1등급 니켈 생산 능력을 넘어설 수 있습니다.

이는 1차 및 2차 공급원 모두에서 1등급 니켈 공급을 늘리기 위해 더 많은 투자가 이루어지지 않는 한 현재의 니켈 매장량으로는 미래의 자동차 배터리 생산을 지원하기에 충분하지 않을 수 있다는 것을 의미합니다. 1차 공급원에는 새로운 황화물 매장지를 개발하거나 고압 산 침출(HPAL) 또는 기타 공정을 통해 클래스 2 니켈을 클래스 1 니켈로 전환하는 것이 포함됩니다. 2차 공급원으로는 수명이 다한 배터리나 기타 스크랩 재료에서 니켈을 재활용하는 방법이 있습니다.

3. 니켈 재활용과 지속 가능성

배터리에서 니켈을 재활용하면 1차 공급에 대한 부담을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 니켈 채굴 및 가공에 따른 환경적, 사회적 영향을 줄일 수 있습니다. 맥킨지 앤 컴퍼니의 보고서에 따르면, 배터리에서 니켈을 재활용하면 2030년까지 전체 니켈 수요의 최대 10%를 충족할 수 있다고 합니다. 그러나 현재 재활용률은 기술적 문제, 규제 장벽, 경제적 인센티브 등으로 인해 낮은 수준입니다.

또한 니켈 채굴 및 가공은 온실가스 배출, 수질 오염, 토지 황폐화, 생물 다양성 손실, 인권 침해, 지역사회 갈등 등 환경적, 사회적으로 심각한 결과를 초래합니다. 이러한 문제는 니켈 생산업체와 배터리 제조업체 모두에게 평판 및 운영상의 위험을 초래할 뿐만 아니라 전기차 소비자와 투자자에게도 윤리적 문제를 야기합니다.

따라서 채굴부터 수명 종료 관리까지 전체 가치 사슬에 걸쳐 니켈 산업의 지속가능성을 개선하는 것이 필수적입니다. 이를 위해서는 책임 있는 채굴 및 제련을 위한 모범 사례와 표준을 채택해야 하며, IRMA(책임 있는 채굴 보증 이니셔티브) 및 RMI(책임 있는 광물 이니셔티브)에서 개발한 모범 사례와 표준을 채택해야 합니다. 또한 블록체인 기술이나 인증 제도 등을 통해 니켈 소싱의 투명성과 추적성을 강화해야 합니다. 또한 설계 최적화, 소재 대체, 재사용, 재활용 등을 통해 배터리 생산 및 소비에서 니켈 사용의 효율성과 순환성을 높여야 합니다.

4. 결론

결론적으로 니켈은 전기차 배터리에 필수적인 금속이지만, 현재 매장량이 자동차 산업의 미래 수요를 충족하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 배터리 생산에 필요한 니켈의 안전하고 지속 가능한 공급을 보장하기 위해서는 1차 및 2차 공급원 모두에서 1등급 니켈의 가용성을 높이고 가치 사슬을 따라 니켈 산업의 환경 및 사회적 성과를 개선하기 위해 더 많은 노력이 필요합니다.