[전문가 기고] '산업계 비타민' 희토류 수출 통제에 나선 중국, 어떤 방식으로 미국 트럼프 전략 산업을 겨냥할까?

[산경e뉴스] 미국과 중국의 관세 전쟁이 언제 끝날지 모르겠다.

미국이 중국의 부상을 언제까지 견제할지 모르기 때문이다.

2025년 4월 2일 미국이 중국 제품에 대한 54%의 관세를 부과하는 데에 대한 대응으로서 4월 4일 중국은 오랫동안 만지작거리던 카드인 희토류 금속 일부의 수출 통제를 시행했다.

형식적으로는 사용자와 사용 목적에 대해 중국 상무부가 심사하여 수출 허락 여부를 결정하는 것인데 미국은 완전히 수출 금지될 것으로 보인다. 

그보다 앞서 미국은 AI 및 방위산업에 쓰이는 고성능 엔비디아 반도체의 중국 수출을 금지했다.

이에 대한 대응으로서 2024년 12월 3일 중국은 반도체 및 태양전지등의 제조에 중요한 갈륨, 게르마늄, 그리고 안티모니등 3개의 원소에 대해 미국 수출을 전면 금지시킨 일이 있으며 이로 인해 미국 GDP가 34억 달러 감소될 것이라 한다.

참고로 이 셋은 희토류에 속하지는 않는다.

그런데 당시 왜 핀셋으로 집어내듯이 셋을 콕 찍어 금수에 지정했을까?

단지, 미국의 태양전지 산업을 제약하는 게 목적이었을까?

반도체 산업에 대해서도 미국은 이미 중국보다 적어도 몇 세대 앞서 있기 때문에 굳이 갈륨을 규제해야 할 필요가 있었을까 하는 의문을 갖게 된다.  

그래서 필자는 그 이유가 국방 및 우주산업 등 전략적 중요성이 있기 때문이라 추측하는데 이에 대한 근거는 다음과 같다.

먼저, 이 세 원소는 중국과 러시아에서 세계 생산량의 많은 부분을 차지한다. 

따라서 금수 조치는 이 세 물질에 대한 세계적 수급의 문제를 일으킨다.

그 용도를 살펴보면 게르마늄은 규소와 비슷한 점이 많지만 근적외선을 훨씬 더 잘 흡수하여 야간 투시경 및 적외선 감지에 쓰인다.

갈륨-안티모니 화합물 반도체는 직접갭을 갖기 때문에 이런 목적에 더욱 뛰어난 성능을 구현할수 있다.

또한, 갈륨-비소 화합물 반도체는 규소와 달리 직접갭을 갖기 때문에 우주정거장에 전기를 공급하는 태양전지로 쓰인다. 

희토류란 통상적으로 자성을 가진 란탄족 원소 15개와 이들의 광석에 함께 포함되어 있는 스칸듐(svandium)과 이트륨(yttrium)을 포함한 17개의 원소를 이른다.

이중 하나인 이트륨은 1787년 세계 최초로 스웨덴의 위테르뷔(Ytterby) 마을에서 발견됐다.

희토류에 속하는 이테르븀(ytterbium)의 명칭도 같은 유래를 갖고 있다.

이번 수출 금지에는 다음 절에서 보다 자세히 나열하는 7개의 희토류 금속들 뿐만 아니라 이들을 포함하는 제품인 영구자석 등을 포함한다.

현재 중국은 전세계 희토류의 60%를 생산하고 90%를 가공하고 있다.

미국은 70%의 희토류를 중국으로부터 수입하고 있으나 전략적으로 상당량을 비축하고 있다. 따라서, 이번 조치의 영향은 어느 정도 시간차를 두고 일어날 것이다.  

희토류는 스마트폰, 풍력 터빈, 의료기기, 무기 등 매우 많은 분야에서 사용되므로 산업의 비타민이라고도 불린다.

란타늄(lanthanium)과 세륨(serium)은 TV와 조명기의 형광 물질로서 사용된다. 

그러나 이들은 이번 대미 금수 조치에 포함되지 않았다.

이 조치에 포함된 희토류는 구체적으로 사마리움(samarium), 가돌리늄(gadolinium), 테르븀(terbium), 디스프로슘(dysprosium), 루테튬(lutetium), 스칸듐(scandium), 이트륨등  총 7개이다. 이 조치와 관련된 중요한 용도는 다음 두 가지이다. 

첫째, 전기차용 모터 및 풍력 터빈 등 에너지전환에 필요한 강자석에 사용되는 것으로서 디스프로시움이 해당한다.

전기차 회사들이 직접 타격을 받을수 있다. 

둘째, 보다 중요한 점은 광범위한 전략적 용도다.

초음속 제트기용 레이다에는 초음속 비행에서 기인하는 매우 높은 온도, 극심한 기계적 스트레스와 같은 극한적 조건에서 작동하는 소형 강자석이 필요한데 사마리움과 디스프로시움도 여기에 쓰인다.

사마륨자석(Sm-Co), 즉 사마리움-코발트 합금 자석은 섭씨 300도 이상에서도 부식되지 않고 자성을 유지하여 초음속 전투기등에 쓰이는 것으로 알려져 있다. 

또한 이트륨, 디스프로시움, 테르븀을 NdFeB, 즉 네오디뮴-철-붕소 합금으로 이루어진 강자석에 첨가하면 섭씨 250도에서도 작동하는 또 다른 자석을 구현할 수 있어 비슷한 목적으로 사용할수 있다.

이 강자석들은 매우 무거운 잠수함의 전기 프로펠러를 구동하는데 중요하여 초음속 전투기에서 보다 훨씬 더 많은 양의 해당 희토류들이 사용된다. 

또한 가돌리늄은 제트기의 레이더 신호를 처리하는데 뿐만 아니라 전자기파를 흡수하는 성질을 이용해서 스텔스 기능을 구현하는 데도 이용된다.

루테튬은 고전력을 이용한 레이저 무기에 쓰이고, 스칸듐은 알루미늄과의 합금이 가벼우면서 기계적 강도가 높아서 전투기등 비행기의 동체, 날개, 엔진 등에 광범위하게 사용된다.

지금까지 이번 수출 금지에 포함된 금속이 17개의 희토류 중 특별한 7개인 이유를 각각의 용도를 들어 설명했다.

여기서 언급한 것들 이외에 각각의 희토류에는 더 많은 전략적 용도가 있을 수 있다.

F-22 초음속 전투기를 만드는 록히드 마틴(Lockheed Martin), 그리고 2025년 3월 22일 트럼프 정부에 의해서 6세대 전투기로 선정돼 2030년대 중에 실전 배치될 것으로 예상되는 F-47을 만드는 보잉이 직접적 타격을 받을 수 있다.

또한, 전략 잠수함의 제작 및 운영에도 영향을 받을 수 있다. 

이런 재료들에 대한 중국의 압도적 위치를 무기화하면 미국을 비롯한 서방 세계의 전략 산업이 타격을 받을 수 있다.

역사적으로 1980년대에는 미국이 세계 희토류 생산의 대부분을 담당했고 유럽도 가공 공장을 가동하고 있었다. 

그런데 이들의 가공은 매우 복잡한 과정을 거치는데 산성 용매의 경우 황산, 염산, 질산 등을 사용하여 심각한 환경 오염을 유발하며 심지어 이들 중 일부는 방사성 물질과 함께 채광된다.

중국은 내몽골 지역과 광동을 비롯한 남동지역에 세계적 규모의 희토류 광산이 있다.

이런 중국과 가격 가격 경쟁으로 미국 캘리포니아 북부의 광산은 2015년에 파산에 이르렀고 소유주가 바뀌어 내수에 부응하는 과정에 있다. 

호주에도 서부, 북부, 그리고 뉴사우스웨일스(New South Wales)주 등에 희토류 광산이 있으나 환경 문제 등으로 인해 광석을 대부분 중국과 말레이시아에 수출하고 있다.

최근 희토류 공급망 대부분이 중국에 의존하게 된 게 바로 이런 이유에서다.

중국은 미얀마와 라오스의 희토류의 공급망에도 깊이 관여하고 있다.

브라질의 세라 베르데(Serra Verde) 광산의 광석도 중국에서 가공되고 있다.

이미 중국은 복잡하고 오염을 유발하는 정제 과정을 지배하여 이들의 수출을 쿼타로 조절하여 왔다.

따라서 이번 대미 금수 조처는 어느 정도 예상할 수 있는 일이었다.

로이터 통신에 따르면 플로리다에 기반한 Advanced Magnet Lab의 대표인 Wade Senti는 이러한 갈등이 언제까지 계속될 지 걱정한다고 한다.

이에 서방은 희토류에 대해 다른 공급망을 구축하려고 한다.

예를 들어 호주의 광산에 대해 서방 세계와의 협력을 통해 환경 문제를 해결할수 있기를 기대하고 있다.  

미국 네브라스카주에서 12억 달러 가치의 희토류 광산에 대한 채굴권을 갖고 있는 나이오코프 디벨롭먼트(NioCorp Developement)는 이 기회에 채광을 위한 재정을 마련할 수 있을지 모르겠다.

또한 2029년 와이오밍 주에서 희토류 광산을 신규 가동하려던 당초 계획을 앞당기려 할 수도 있다.

매서츄세스 주에 기반을 둔 희토류 가공 스타트업인 피닉스 테일링스(Phoenix Tailings)는 폐전자제품에서 금속을 회수하는 회수하는데 현재 연간 40톤에서 2027년엔 4000톤까지 생산량을 늘이려 한다고 한다고 한다.

미국이 전략적 기술을 수출 금지하니 중국은 이에  필수적인 7개 물질의 수출 금지로 정밀 타격하듯이 응수하는 것이다.

미국 에너지부(Department of Energy)에서 희토류에 대해 지속적으로 보고서를 내온 점에 비춰 미국이 이런 규제를 전혀 예상하지 못했다고 보이지는 않는다. 

4월 15일 뉴욕타임스는 이 문제의 심각성을 보도했고 미국 정부도 우려를 표했다.

이런 점에서 미국이 희토류에 대한 더러운 환경 문제와 복잡한 정제 문제를 어떻게 해결할 것인지, 그리고 거기에 얼마나 시간이 걸릴지 매우 궁금하다.

물론 우리 나라의 전략 산업도 영향을 받을 것이다. 여기에는 미국 이외의 국가에 대한 중국의 수출 허가가 얼마나 제한적일지도 관련이 있을 것이다.

궁극적으로 이 문제가 국제 질서의 장래에 어떤 영향을 미칠지도 궁금하다.