재생에너지는 재생 불가능한 자원에 의존하고 있다-리튬의 고갈 위험
재생에너지는 재생 불가능한 자원에 의존하고 있다-리튬의 고갈 위험
  • 남성남 기자
  • 승인 2019.12.19 09:50
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[퓨처타임즈=남성남기자] 일반적으로 볼 때 재생에너지는 기후변화에 대한 장기적인 해결책으로 여겨지고 있다. 재생에너지만을 사용하여 전 세계가 사용하는 에너지를 대체하려는 노력이 이루어지고 있으며 연구원들은 2050년이 되면 유럽이 100% 재생에너지로 변화될 것이라는 전망을 내놓기도 한다.

그러나 재생에너지에는 단점이 있다. 재생에너지는 지구상에 일정한 양만이 존재하는 천연자원에 의존하고 있으며 그 천연자원들은 재생이 불가능하다는 점이다. 태양광 패널과 배터리에 사용되는 희귀원소에 대한 문제는 잘 알려져 있다. 이러한 원소들은 이름대로 모두 희귀한 것은 아니지만 유한하고 재생이 불가능하다. 또한 중국이 이러한 원소 대부분에 대한 독점 생산권을 가지고 있으며 이 또한 에너지 안보에 대한 문제를 야기하고 있다.

그러나 희귀원소 이외에도 재생에너지 산업에는 다른 재생 불가능한 물질들이 사용되고 있다. 리튬이 좋은 예이다. 리튬은 반응성이 좋고 상대적으로 가볍기 때문에 배터리에 이상적인 물질이다. 그리고 많은 에너지를 저장할 수 있는 능력은 재생에너지 산업에 필수적이다. 태양과 바람은 사람들이 전기를 필요로 하는 시간에 언제나 존재하는 것은 아니기 때문이다.

리튬이 생산되는 남아메리카의 소금호수 Image Credit: Matyas Rehak / Shutterstock
리튬이 생산되는 남아메리카의 소금호수 Image Credit: Matyas Rehak / Shutterstock

리튬이 사용되는 또 다른 주요 분야는 전기자동차와 하이브리드 자동차의 배터리이다. 이러한 차량들은 이산화탄소 배출을 줄일 수 있는 많은 잠재력을 가지고 있지만 장기적으로 볼 때 이러한 자동차의 전면 보급은 배터리에 사용되는 리튬에 의해 저해될 가능성이 있다.

기존의 자동차를 전기자동차로 대체

휘발유, 가스, 디젤을 사용하는 모든 기존의 자동차를 일시에 전기자동차로 대체한다면 50년 안에 리튬은 고갈될 것이다. 미국 지질조사국(US Geological Survey)은 현재 전 세계에 1,400만 톤의 리튬이 매장되어 있는 것으로 추정하고 있다. 2016년 현재 6,900만대의 승용차가 판매되었다. 2016년에 플러그인 하이브리드 차량을 포함하여 100만 대 미만의 전기자동차가 팔렸다.

모든 승용차가 전기자동차가 되고 2016년의 판매 수준이 지속된다면 매년 약 6,900만 대의 전기자동차가 생산된다고 할 수 있다. 정확하게는 6,946만대에서 75만대를 뺀 숫자이다. 자동차에 대한 수요는 매년 증가하고 있기 때문에 이러한 가정은 매우 보수적이다.

재충전하고 있는 리튬 4kg이 들어간 전기자동차 Image credit: Lefteris Papaulakis / Shutterstock
재충전하고 있는 리튬 4kg이 들어간 전기자동차 Image credit: Lefteris Papaulakis / Shutterstock

오늘날 닛산 리프(Nissan Leaf)와 같은 소형 전기자동차에는 약 4kg의 리튬이 사용된다. 이는 매년 생산되는 모든 기존 자동차를 전차로 대체하기 위해서는 약 25만 톤의 리튬이 있어야 한다는 의미이다. 이런 속도라면 입증된 리튬 매장량 1,400만 톤은 51년 만에 고갈된다.

사용된 배터리에서 리튬을 재사용하는 문제는 여기에서 고려하지 않았다. 그러나 전차가 리튬을 사용하는 유일한 제품은 아니라는 점이 중요하다. 현재 배터리에 사용되는 리튬의 양은 약 39%이며 나머지 양은 세라믹과 유리, 윤활유 등의 용도에 사용된다. 기술적으로는 불가능하지만 사용된 배터리에서 100%의 리튬이 회수된다고 가정하더라도 상당량은 다른 용도로 사용되고 있고 리튬의 공급은 결국 고갈된다.

더 많은 리튬 찾기

아직 리튬은 고갈되지 않았다. 재생에너지와 전기자동차가 아직 어디에서도 화석연료를 대체하는 수준에 이르지 못하고 있기 때문이다. 그러나 미래에 수요가 증가하게 되면 새로운 매장량을 발견하기 위한 추가적인 탐사와 광업 기술의 발전을 유발하게 된다. 이러한 발전이 리튬을 더 오래 지속시킬 수는 있지만 그렇다고 해서 인류가 엄청난 양의 리튬을 무한정 사용할 수 있는 것은 아니다.

리튬은 재생에너지 분야가 지구상에 고정된 양이 존재하는 재생 불가능한 천연자원을 사용하는 문제에 대한 한 가지 예이다. 태양광과 풍력 발전은 기후변화 문제에 대처할 수 있는 커다란 기술이지만 더 세심한 계획이 필요하며 재생에너지가 모든 환경문제를 해결할 수 있다고 가정할 수는 없다.

지금은 재생에너지 산업이 들어가는 리튬과 같은 재생 불가능한 희귀원소를 회수할 수 있는 재활용 공장을 준비해야 할 시기이다. 보다 중요한 것은 천연자원의 소비를 줄이는 일이다. 만약 우리가 무분별한 소비를 지속하게 되면 우리는 한 가지 천연자원에 대한 문제를 또 다른 천연자원의 문제로 옮기는 것에 불과하게 된다.


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