포스코홀딩스는 최근 ‘소재보국’ 실현을 향한 핵심 전략으로 대규모 리튬 투자 계획을 발표하며, 글로벌 리튬 기업으로 도약하기 위한 중요한 발판을 마련했다. 투자 대상은 호주 리튬 광산 지분과 아르헨티나 옴브레 무에르토 염호 광권으로, 포스코홀딩스는 이를 통해 안정적인 리튬 생산력을 확보하고 글로벌 경쟁력을 강화해 나갈 계획이다. 이번 리튬 투자의 전략적 의미와 중요성, 그리고 포스코그룹의 향후 리튬 사업 전망을 포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 자세히 살펴본다.

리튬은 현재 전기차용 배터리에서 가장 많이 사용되고 있지만, 그 가치가 날로 높아지고 있습니다. 특히 AI, 드론, 차세대 항공기, 우주 개발 분야는 물론 태양광·풍력 등 신재생에너지에서 생산된 전력을 저장하는 에너지저장장치(Energy Storage System)에도 리튬 기반 배터리가 폭넓게 활용되고 있는데요. 이러한 수요 증가에 힘입어 세계적으로 더 빠르고 효율적인 차세대 배터리를 개발하려는 노력이 활발히 이어지고 있으며, 이 배터리들이 상용화될 경우 리튬 수요는 현재보다 크게 증가할 것으로 전망됩니다. 따라서 리튬은 현재 전 세계적으로 가장 주목받는 원료 중 하나라고 해도 과언이 아닙니다.

이러한 상황에서 포스코홀딩스는 미래 신소재 사업 경쟁력을 강화하고자 오랜 검토 끝에 대규모 리튬 투자를 단행했습니다. 하나는 호주 리튬 광산 지분 투자, 다른 하나는 아르헨티나 옴브레 무에르토(Hombre Muerto) 염호 광권 인수입니다. 이번 투자에는 고품질 리튬 자원을 안정적으로 확보해 글로벌 리튬 기업으로 도약하겠다는 포스코홀딩스의 의지가 담겨 있습니다.

리튬 품위가 높아 ‘티어 1(Tier-1)’으로 분류되는 광산은 전 세계적으로 약 10곳이 있는데요. 대부분 서호주 지역에 몰려 있습니다. 포스코홀딩스는 이 중 ‘워지나(Wodgina)’와 ‘마운트마리온(Mt.Marion)’ 두 광산 지분을 인수할 예정입니다.

▲포스코홀딩스가 호주 미네랄 리소스(Mineral Resources)社와 공동 설립한 중간지주회사를 통해 지분 30%를 보유한 워지나(Wodgina·왼쪽) 광산과 마운트마리온(Mt.Marion) 광산. (오른쪽 사진 출처 : 미네랄 리소스 홈페이지)

먼저 워지나 광산은 리튬이 배터리 원료로 쓰이는 형태인 탄산리튬 기준 약 650만 톤(LCE)*의 매장량을 보유하고 있는 것으로 공식 확인된 바 있습니다. 스포듀민(Spodumene)이라는 광물은 농축 과정을 거쳐 리튬 함량을 높인 정광 형태로 생산되는데, 워지나 광산의 스포듀민은 약 5.5%에 달하는 리튬을 추출할 수 있어 우량 광산으로 평가됩니다. 마운트마리온 광산 역시 리튬 탄산염 기준 약 210만 톤의 매장량을 보유하고 있으며, 스포듀민 정광 품위도 5%에 가까워 고품질 리튬 자원으로 인정받습니다.

*LCE(Lithium Carbonate Equivalent) : 리튬 함량을 탄산리튬으로 환산한 양.

현재 두 광산은 호주의 미네랄 리소스(Mineral Resources)社가 각각 50% 지분을 보유하고 있는데요. 포스코홀딩스는 미네랄 리소스와 공동 중간지주회사를 설립할 예정이며, 여기에 약 7억 6500만 달러(한화 1조 원)를 투자해 중간지주회사의 지분 30%를 인수할 계획입니다.

워지나와 마운트마리온 두 광산의 지분을 보유하게 됨으로써, 연간 27만 톤의 리튬 정광을 안정적으로 확보할 수 있을 것으로 전망합니다. 이는 두 광산의 생산 능력 확장 계획을 반영한 수치인데요. 수산화리튬 3만 7000톤을 생산할 수 있는 양이며, 전기차 약 86만 대에 들어가는 분량입니다. 또한 두 광산 모두 스포듀민 농축물 생산이 가능한 환경을 갖추고 있어, 이번 지분 투자를 통해 스포듀민 정광 판매 수익은 물론, 오프테이크(Off-take) 계약을 통한 안정적인 스포듀민 정광도 확보할 수 있을 것으로 기대합니다.

광석 리튬은 생산 비용에서 원료비가 차지하는 비중이 매우 높아, 광산과 생산 공정의 통합 관리 여부가 전체 비용에 큰 영향을 미칩니다. 생산 공정을 최적화하더라도 원료비 절감에는 한계가 있죠. 따라서 이번 광산 투자로 원재료 판매를 통한 수익 확보는 물론, 원재료 가격 변동의 영향을 완화하고, 생산 공정의 효율성을 동시에 높일 수 있는 전략적 기반이 될 것입니다.

호주 광산 지분 투자와 함께 포스코홀딩스는 아르헨티나 옴브레 무에르토 염호의 추가 광권도 인수할 계획입니다. 포스코홀딩스는 2018년에 이미 아르헨티나 옴브레 무에르토 염호 전체 약 6만 헥타르 중 북쪽 광권 약 2만 5000 헥타르 규모의 광권을 확보한 바 있는데요. 옴브레 무에르토 염호는 리튬 함유량이 많고 불순물이 적은 고품위 염수로 손꼽히기 때문에, 세계적인 리튬 수요 급증 전망에 따라 포스코홀딩스는 추가 인수를 결정했습니다.

이번에 인수할 염호는 포스코홀딩스가 건설 중인 리튬 공장 부지와 인접한 구역으로, 현재 캐나다계 기업 리튬 사우스(Lithium South)의 아르헨티나 현지법인 엔알지 메탈(NRG Metal)이 광권을 보유하고 있습니다. 포스코홀딩스는 이 지분 100%를 약 1000억 원에 인수할 예정입니다. 이를 통해 기존 염호와의 연계 시너지 효과도 기대해 볼 수 있습니다.

포스코홀딩스가 새로 지분을 인수하게 될 염호는 탄산리튬 기준 약 158만 톤(LCE) 규모이며, 평균 리튬 농도는 736mg/L로 불순물이 적어 매우 우수한 염수 자원으로 평가됩니다. 또한 기존에 보유한 옴브레 무에르토 염호 안에 있는 광권이기 때문에 염수 성분이 유사하므로, 추출 공정·현지 인프라·사업 운영 경험 등을 그대로 활용할 수 있죠. 이러한 최적의 조건을 갖추면 경쟁력 있는 가격에 리튬을 생산할 수 있을 것으로 예상합니다.

아울러 포스코홀딩스는 리튬 증발지에서 수년에 걸쳐 리튬을 추출하는 전통적 방식에서 벗어나, 효율적으로 리튬을 추출할 수 있는 ‘리튬 직접 추출 기술(DLE, Direct Lithium Extraction)’ 개발을 추진하고 있는데요. 이 방식은 공정 시간이 짧고, 리튬 회수율이 높으며, 넓은 증발지가 필요 없고 물·환경 부담을 줄일 수 있다는 점에서 차세대 염호 리튬 채굴법으로 주목받고 있습니다. 염호 광권이 추가 확보되면 지금보다 더 많은 규모의 리튬 탄산염 생산 인프라를 갖추게 되며, DLE 기술 실증이 완료되고, 상용화될 경우 보다 경제적이고 효율적인 리튬 생산이 가능해질 전망입니다.

▲아르헨티나 옴브레 무에르토 리튬 염호.

포스코그룹은 호주 광산에서 채굴된 스포듀민을 공급받아 2024년부터 국내에서 수산화리튬을 생산할 수 있는 기반을 마련했습니다. 호주와의 이러한 공급망 협력 강화는 최근 호주 광산 지분 투자로 이어졌으며, 호주 주요 연구기관과의 네트워크 확대와 리튬·희토류 등 핵심광물 연구개발 역량 강화로 연결되고 있습니다.

▲포스코홀딩스가 11월 19일 호주 대표 연구기관인 호주원자력과학기술기구(ANSTO: Australian Nuclear Science and Technology Organisation)와 핵심광물 기술개발 업무협약(MOU)을 체결했다. 왼쪽부터 김기수 포스코그룹 CTO, 올레 나코네 ANSTO 본부장.

포스코홀딩스는 지난 5월 국내 기업 최초로 호주 현지에 자원 전문 연구거점인 ‘호주핵심자원연구소(Australia Critical Minerals R&D Lab)’를 설립했으며, 11월에는 호주 정부 산하 대표 연구기관이자 핵심광물 R&D 허브기관인 ‘호주원자력과학기술기구(ANSTO: Australian Nuclear Science and Technology Organisation)’와 핵심광물 기술개발 업무협약(MOU)를 체결했습니다. 이번 협약을 통해 핵심광물 제련기술 개발, 물성 분석 기술 고도화 등 다양한 공동 연구 과제를 추진하고, 정기적인 기술 교류회를 개최하는 등 글로벌 기술 경쟁력을 강화할 계획입니다.

이번 우량 리튬 자원 선점을 계기로 고품질 리튬 자원을 안정적으로 확보하게 되면, 장기적으로는 글로벌 톱티어 리튬 기업과 경쟁할 수 있는 체계를 갖출 수 있습니다. 전 세계에는 리튬 생산을 준비하는 기업이 총 65곳이며, 그중 2025년 리튬 생산량 전망치 기준 상위 5개 기업은 미국의 앨버말(Albemarle), 중국의 간펑(Ganfeng), 칠레의 SQM, 호주의 리오 틴토(Rio Tinto), 중국의 톈치(Tianqi) 순입니다.

이들 기업의 가장 큰 경쟁력은 바로 우량 자원, 즉 리튬 함량이 높고 규모가 큰 광산과 염호를 보유하고 있다는 점인데요. 포스코홀딩스는 이번 대규모 투자를 통해 2026년까지 연간 약 9만 3000톤의 리튬 생산 능력을 갖출 것으로 전망되며, 이는 5위 기업인 톈치의 약 7만 톤을 넘어서는 규모입니다. 따라서 향후 램프 업(Ramp-up)이 완료되고 생산이 안정화되면 포스코그룹이 글로벌 리튬 생산량 TOP 10에 진입할 가능성이 큽니다.

무엇보다 광산에서 생산되는 스포듀민과 염호에서 추출되는 리튬을 동시에 확보한 만큼, 시장 성장기에 리튬 생산(제련) 공장에 대한 추가 투자가 이루어질 가능성도 큰데요. 이를 통해 포스코홀딩스는 현재 주력으로 생산 중인 수산화리튬뿐만 아니라 탄산리튬도 투자 대상으로 고려할 수 있게 됩니다. 결과적으로 수급 리스크를 줄이는 동시에 공급망 다변화 효과를 기대할 수 있습니다. 앞으로도 포스코그룹은 리튬 시황이나 정책 등을 모니터링 하면서 투자 규모와 시기를 유연하게 조정해 나갈 예정입니다.

이번 호주 리튬 광산 지분 투자와 아르헨티나 염호 광권 추가 인수는 포스코홀딩스의 미래 성장 투자 전략이 성공적으로 진행되고 있음을 보여주는 사례이자, 리튬 우량 자원 확보라는 청사진이 실현된 성과라고 할 수 있겠습니다.

포스코 최정우 회장이 그룹 신성장동력의 핵심인 리튬 사업 현장을 방문했다.

최정우 회장은 10월 19일 아르헨티나 북서부에 위치한 ‘옴브레 무에르토(Hombre Muerto)’ 염호의 리튬 추출 데모플랜트 건설 현장을 방문하고 안전을 당부하며 직원들을 격려했다.

최 회장은 “성공적인 탐사결과를 축하한다. 이곳 지구 반대편 안데스 산맥 4,000m 고지에서 다음 50년을 준비하는 중요한 시점을 맞이했다”며 아르헨티나 리튬 사업의 중요성을 강조하고, “고지대 환경은 산소가 희박하고, 초속 20m/s 이상의 거센 모래바람이 부는 극한의 조건이다. 안전을 최우선으로 생각하고 직원간 안전을 확인해 주는 것이 중요하다. 또한 신뢰에 기초한 파트너십을 잊지 말고 지역사회를 비롯한 모든 이해관계자들과 지속적으로 소통해야 한다”면서 안전의식과 기업시민정신을 재차 당부했다.

포스코는 현재 진행 중인 아르헨티나 염호의 정밀 탐사 결과, 리튬 매장량과 염수 생산 능력이 인수 계약 당시 산정했던 것보다 훨씬 많은 것으로 확인했다. 당초 연간 2만5,000톤의 수산화리튬을 약 20년간 생산할 것으로 예상했는데, 이보다 30년 늘어나 50년 이상 지속 생산 가능하게 된 것이다.

포스코는 2020년 하반기까지 탐사작업을 계속할 계획으로 추가적인 매장량 확인이 기대되며, 상업화 단계에서도 안정적으로 생산능력을 확대할 것으로 예상된다.

지난해 8월 포스코는 호주의 갤럭시리소시스社로부터 면적 17,500ha의 아르헨티나 염호를 미화 2억8,000만 달러, 약 3,300억원에 인수하는 계약을 체결하고, 올해 2월 광권인수를 최종 마무리했다. 이후 광권 추가확보를 통해 인근의 추가 광권을 획득해 포스코가 보유한 광권 면적은 여의도 면적의 약 27배에 해당하는 22,800ha로 확장되었다.

2018년 호주 필바라미네랄스(Pilbara Minerals)社로부터 연간 4만 톤의 리튬을 생산할 수 있는 리튬 정광을 장기 구매키로 한데 더해 아르헨티나 염호를 통해 리튬 원료를 추가 확보함으로써 원료수급 문제를 완전히 해소할 수 있게 됐다.

또한 수년 내에 연산 6만5,000톤 규모의 리튬 생산체계를 갖출 수 있게 되어 국내 배터리 고객사들에게 안정적으로 소재를 공급하는 등 포스코그룹의 신성장사업이 본격적으로 성장할 수 있는 확고한 토대를 마련했다.

한편 포스코는 아르헨티나 리튬 추출 데모플랜트를 2020년 상반기 준공하고, 향후 생산능력을 연간 2만5,000톤까지 확대한다는 방침이다.

▲ 포스코 최정우 회장이 아르헨티나 리튬 추출 데모플랜트 건설현장을 방문해 직원들을 격려했다.

▲ 아르헨티나 리튬 데모플랜트 건설 현장

포스코는 지난 2010년 화학반응을 이용한 리튬 직접 추출 기술을 세계 최초로 개발에 착수한 이래 지난 2013년 시험 생산을 완료했고, 마침내 개발 착수 7년 만에 상용화에 성공했습니다. 포스코의 쾌거는 그간의 역경을 딛고 해외 수입에만 전량 의존하던 탄산리튬을 포스코 고유의 기술로 국내 최초 상용화했다는 점에서 의미가 큰데요.

지난 2009년 볼리비아 정부와 한국광물자원공사는 MOU를 맺었습니다. 이에 따라 양측은 양극재 제조를 위한 시험설비를 짓기로 하고, 포스코도 이 사업의 참여를 검토했습니다. 하지만 이 사업은 당시 자원 민족주의를 강하게 내세운 볼리비아 정부의 경제 기조와 계약조건 변경 요구 등으로 무산되었습니다.

지난 2014년, 포스코는 아르헨티나 포주엘로스 염호를 보유한 리떼아사의 제안으로 협력 관계를 맺기로 했습니다. 이에 따라 포스코는 리떼아사로부터 기술이전료로 150억원을 받았고, 아르헨티나 포주엘로스 염호 인근에 리튬 제조를 위한 시험설비를 짓는다는 계획을 세웠는데요. 하지만, 리떼아의 부도, 계약불이행 등으로 포스코는 협력관계를 파기했죠. 그렇지만 포스코는 기술이전료 150억 원을 확보함으로써 우수 기술력 보유가 수익창출의 첩경임을 보증받기도 했습니다.

이처럼 해외에서의 리튬 상공정 추진과 함께 국내에서는 인산리튬을 탄산리튬으로 전환하는 하공정건설에 박차를 기해 오늘의 성과를 이루게 되었는데요.

국내에 준공된 공장은 염수에서 추출한 인산리튬은 물론, 폐이차전지로부터의 인산리튬에서도 탄산리튬을 제조할 수 있게 되어 재활용/환경 측면에서도 큰 의의가 있습니다.

리튬 상업생산은 권오준 회장 1기 경영에서 ‘철강 본원의 경쟁력 강화’라는 소기의 성과를 낸 권 회장이 미래 먹거리 사업을 추진하는 2기 경영의 시동을 건 사업이라는 점에서 의미가 있는데요.

권 회장은 연임에 성공한 직후 “비철강 생산력을 획기적으로 강화하겠다”고 밝힌 바 있습니다. 이에 따라 포스코는 올해 연결기준 투자비를 지난해보다 1조 원 늘린다고 밝혔으며, 이중 4천억 원을 비철강, 신사업 등 미래 먹거리 찾기에 집중한다고 밝혔었죠.

리튬사업은 권 회장이 포항산업과학연구원(RIST) 원장으로 재임할 때부터 포스코의 신성장 사업을 직접 구상한 것으로 알려졌는데요. 권 회장이 RIST원장으로 재임하던 2010년 포스코는 국토해양부, 한국지질자연구원 등과 협정을 맺고 염수에서 리튬을 뽑아내는 기술 상용화 작업을 시작했습니다.

권회장은 서울대 금속공학과와 미국 피츠버그 대학원 금속공학과를 졸업하고 포스코에서 기술연구소장, RIST원장, 기술총괄장 등을 거쳤습니다. 권 회장은 포스코의 대표 기술인 ‘파이넥스 공법’을 상용화하는 데 주도적인 역할을 했을 뿐만 아니라, 기가스틸 등 월드프리미엄 제품과 리튬을 직접 추출하는 신기술 등도 개발했습니다.

이 덕분에 그는 장영실상(1996년), 기술경영인상(2013년), 대한민국 최고 과학기술인상(2016) 등을 수상하기도 했죠.

권 회장은 “기술로 돈을 버는 회사를 만들어야 한다”며 “앞으로 30년간 포스코를 먹여 살릴 최고 기술을 찾겠다”고 임직원들을 격려해 왔습니다.

포스코는 염호에서 인산리튬을 추출한 후 탄산리튬으로 전환하는 포스코만의 독자적인 공법을 구현해 리튬 상업생산을 확대해 나간다는 계획인데요. 2020년까지 4만 톤 정도로 될 것으로 전망되는 국내 리튬 수요에 맞춰 포스코는 고유 기술을 통한 리튬 생산을 확대한다는 것입니다. 이를 위해 포스코는 다방면의 협력관계를 구상 중인데요. 7일 준공한 연산 2500톤 규모의 리튬 생산공장은 본격적인 리튬 상업화의 첫발이라고 할 수 있습니다.

포스코는 그동안 리튬 추출 관련 100여 건 이상의 국내 및 해외 특허를 출원해 기술경쟁력을 높여왔는데요. 연간 2500톤 생산시 약 300억 원의 리튬 수입대체 효과(향후 4만톤 생산시 리튬 수입 대체효과는 5천억원)로 국내산업 발전에도 기여할 전망이며, 삼성, LG 등 국내 기업들 간의 모범적인 협력 사례가 될 전망입니다. 2차 폐전지를 자원으로 자원재활용이라는 측면에서도 의미가 있습니다.

시장조사업체인 맥쿼리 리서치는 “2020년이면 전 세계 리튬 수요가 26만톤을 넘길 것으로 예상되지만, 공급은 24만톤에도 미치지 못해 가격은 더 오를 것이다”라고 전망했습니다.