희토류의 가치성과 사업성
희토류는 여러 산업 분야에서 필수적인 소재로 사용되는 17개의 금속 원소를 포함하며, 그 물리적·화학적 특성으로 인해 전 세계의 기술 개발과 경제 성장에서 중요한 역할을 이미 수행하고 있으며, 앞으로도 지속적으로 더 많은 분야에서 활용 가능성이 예상됩니다. 본 보고서는 세계 주요 희토류 매장지, 희토류의 가치성, 개발 가능 사업, 과학적 물리적 특성을 기반으로 한 활용 가능 분야 및 희토류 시장 점유율에 대한 상세한 내용을 다룹니다.
세계 희토류 매장지
희토류는 지구 전역에 매장되어 있지만, 특정 국가들이 주요 예비 매장량과 생산량에서 우위를 점하고 있습니다.
- **중국**: 세계에서 가장 많은 희토류 매장량을 보유하고 있으며, 추정 매장량은 약 4,400만 톤에 달합니다. 또한 2024년 기준으로 세계 생산량의 약 70%를 차지하고 있습니다 [6] [12] [14] . 이는 글로벌 공급 사슬에서 중국의 독점적 입지를 나타냅니다.
- **베트남**: 희토류 보유량은 약 2,200만 톤으로 세계 2위를 기록했으며, 최근 생산량 증대로 인해 국제 시장에서의 영향력이 급격히 성장하고 있습니다 [14] .
- **러시아와 브라질**: 각각 약 1,000만 톤과 2,100만 톤의 희토류를 보유하며, 특히 브라질은 2024년 최초 상업적 생산을 시작한 Pela Ema 광산으로 주목받고 있습니다 [14] .
- **미국**: 매장량은 1,800만 톤이며, 유일한 운영 광산인 캘리포니아의 Mountain Pass 광산을 통해 생산합니다. 그러나 대부분의 정련 및 가공은 중국 의존도가 높다는 점이 문제로 지적됩니다 [13] [14] .
- **호주**: 희토류 매장량 약 570만 톤으로 세계 4위이며, Lynas Rare Earths를 포함한 주요 기업들이 운영하며 시장의 비중을 점차 확대하고 있습니다 [14] .
희토류의 가치성과 경제적 중요성
희토류는 독특한 물리적·화학적 특성 덕분에 고부가가치 소재로 평가받으며, 이는 경제적 중요성을 크게 높입니다.
- **전기·자기적 특성**: 희토류 원소는 강력한 자성을 생성할 수 있어 네오디뮴(Nd)과 프라세오디뮴(Pr)이 포함된 영구 자석을 통해 다양한 산업에서 사용됩니다. 예로는 전기 모터, 풍력 터빈, 전장 장비 등이 있습니다 [13] .
- **광학적 특성**: 유로퓸, 테르븀, 이트륨은 발광성이 뛰어나 LCD, LED, 형광등 제조에 핵심적인 원소로 쓰입니다 [13] .
- **촉매적 특성**: 란탄과 세륨은 석유 정제 및 자동차 배출가스 정화 기술에 필수적입니다. 촉매 작용을 통해 고도화된 정유 및 환경 기술을 지원합니다 [13] . 희토류 원소는 첨단기기 제조와 청정에너지 제조에 필수적이다.
- **시장 전망**: 글로벌 희토류 시장 규모는 2031년까지 115억 달러에 이를 것으로 예상되며, 연 평균 성장률은 10.2%로 매우 높은 성장성을 보여줍니다 [13] .
희토류를 이용하여 개발 가능한 사업 분야
희토류는 그 특성에 기반하여 다양한 사업 개발 가능성을 제공합니다.
- **청정 에너지 기술**: 풍력 터빈과 전기 자동차에 필요한 영구 자석 생산에 필수 원소로 쓰이며, 차세대 에너지 전환의 핵심 요소로 자리 잡고 있습니다 [13] .
- **방위 산업**: 레이더 시스템, 항공 전자 장비, 스텔스 기술에 희토류 소재가 활용되며, 특히 F-35 스텔스 전투기에 약 400kg의 희토류가 필요합니다 [13] .
- **전자 제품**: 스마트폰, 디지털 카메라, 컴퓨터 등 소비자 전자 제품의 기초 구성 요소로 사용되며, 희토류 소재 개발이 이 산업의 발전을 지원합니다 [13] .
- **배터리 기술**: 하이브리드 및 전기차용 니켈금속 수소 배터리(Nickel Metal Hydride Battery)의 음극 소재로 약 10~15kg의 란탄이 사용됩니다 [13] .
희토류의 과학적·물리적 특성과 활용 가능성
희토류는 물리적·화학적 특성으로 인해 연구 및 산업에서 적극적으로 활용되고 있습니다.
- **결정 구조**: 대부분 육방조밀 구조(HCP) 또는 입방조밀 구조(FCC) 형태를 가지며, 원자 구조에 따라 밀도와 자성에 영향을 미칩니다 [5] [32] .
- **전기저항**: 희토류 금속은 전기저항이 다양한 폭(25~131 μΩ-cm)으로 변동하며, 전도성 및 초전도적 응용 가능성을 제공합니다 [5] .
- **자기적 특성**: 4f 전자가 불균일하게 배열된 금속은 강력한 자성능력을 가지며, 특히 Gd(가돌리늄)는 상온에서 강자성을 보입니다 [5] .
- **열적 특성**: 희토류 금속은 온도 변화에 따라 열팽창 특성이 나타나며, 고온 응용 연구 및 고출력 장비 설계에 적합합니다 [5] .
세계시장 점유율과 전망
세계 희토류 시장 점유율은 중국이 압도적으로 우위를 점하고 있습니다.
- **중국의 독점적 위치**: 중국은 세계 생산량의 약 60%와 처리량의 90%를 차지하며 글로벌 가격을 통제하고 있습니다 [13] . 또한 정부 정책을 통해 생산 제한과 매장량 관리를 강화하여 장기적 경쟁력을 유지하려 합니다 [14] .
- **미국과 호주의 대체 가능성**: 미국, 호주 등 일부 국가들은 희토류 생산국으로 성장하고 있으며, 시장 의존도를 낮추기 위한 대안으로 제시되고 있습니다 [14] .
- **기술 개발과 재활용**: 희토류 재활용 기술 개발은 환경 영향을 줄이면서 공급망 안정성을 강화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 이는 장기적인 시장 성장에 기여할 것으로 기대됩니다 [13] .
<mark>결론적으로, 희토류는 기술 발전과 경제 성장에 있어 핵심적인 자원으로 평가되며, 미래에도 특히 청정 에너지와 방위 산업 분야에서 그 활용이 계속 확대될 것으로 보입니다.</mark>
출처 :
[1] https://ftp.idu.ac.id/wp-content/uploads/ebook/tdg/BUKU%20REE/Rare%20Earth%20Materials%20Properties%20and%20Applications%20by%20Jha,%20A.R.%20(z-lib.org).pdf
[2] https://www.britannica.com/science/rare-earth-element/Abundance-occurrence-and-reserves
[3] https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/rare-earths-statistics-and-information
[4] https://profession.americangeosciences.org/society/intersections/faq/how-do-we-use-rare-earth-elements/
[5] https://www.britannica.com/science/rare-earth-element/Properties-of-the-metals
[6] https://www.newsweek.com/map-countries-largest-rare-earth-reserves-china-greenland-ukraine-2040424
[7] https://pubs.usgs.gov/fs/2014/3078/pdf/fs2014-3078.pdf
[8] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1057521918306148
[9] https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/rare-earth-investing/rare-earth-reserves-country/
[10] https://straitsresearch.com/report/rare-earth-elements-market
[11] https://www.statista.com/chart/33754/countries-with-the-greatest-known-reserves-of-rare-earths/
[12] https://www.statista.com/statistics/277268/rare-earth-reserves-by-country/
[13] https://www.persistencemarketresearch.com/market-research/rare-earth-elements-market.asp
[14] https://www.linkedin.com/pulse/rare-earths-reserves-top-8-countries-updated-2024-xuan-ce-wang-mcetc
[15] https://www.nav.com/blog/blog-rare-earth-metals-mining-funding-1888840/
[16] https://netl.doe.gov/sites/default/files/2019-05/2019_Annual_Reports/Wednesday/REE/7%20-%2020190410_0100C_FE0031526_NETL.pdf
[17] https://www.nasdaq.com/articles/rare-earths-reserves-top-8-countries
[18] https://profession.americangeosciences.org/society/intersections/faq/what-are-rare-earth-elements-and-why-are-they-important/
[19] https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/rare-earth-elements-market
[20] https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/rare-earth-metals-uses/
[21] https://worldpopulationreview.com/country-rankings/rare-earth-reserves-by-country
[22] https://comptroller.texas.gov/economy/economic-data/supply-chain/2021/rare-earth.php
[23] https://kleinmanenergy.upenn.edu/research/publications/the-not-so-rare-earth-elements-a-question-of-supply-and-demand/
[24] https://thoriumenergyalliance.com/wp-content/uploads/2020/10/Rare-Earth-Cost-Economic-Value-By-Distribution-V12-10-15-2020.pdf
[25] https://www.sciencehistory.org/education/classroom-activities/role-playing-games/case-of-rare-earth-elements/science/
[26] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9110130/
[27] https://www.uwyo.edu/ser/research/centers-of-excellence/energy-regulation-policy/_files/ree-econ-policy.pdf
[28] https://www.sciencehistory.org/education/classroom-activities/role-playing-games/case-of-rare-earth-elements/history-future/
[29] https://www.statista.com/statistics/270277/mining-of-rare-earths-by-country/
[30] https://www.stanfordmaterials.com/blog/major-applications-of-rare-earth-elements-in-renewable-energy.html
[31] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301420723005640
[32] https://www.edge-techind.com/About-us/Posts/The-main-physical-properties-of-rare-earth-metals-842-1.html
[33] https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-rare-earths.pdf
[34] https://www.rareelementresources.com/rare-earth-elements
[35] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169136823001439
[36] https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/rare-earth-investing/rare-earth-metal-production/
[37] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0883292724002634
[38] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1674987119300258
[39] https://www.sciencenews.org/article/rare-earth-elements-properties-technology
[40] https://en.wikipedia.org/wiki/Rare-earth_element
[41] https://www.reuters.com/markets/commodities/what-are-rare-earth-metals-why-are-they-demand-2025-02-26/
[42] https://www.technologyreview.com/2024/01/05/1084791/rare-earth-materials-clean-energy/
[43] https://www.materion.com/en/insights/blog/rare-earth-materials-manufacturing-opportunities-and-challenges
[44] https://www.reddit.com/r/MapPorn/comments/y2j486/reserves_of_rare_earth_metals_in_the_world_as_of/
[45] https://www.mdpi.com/2073-445X/13/8/1220