새로운 기술로 인도네시아의 필수 니켈 지배력이 강화될 수 있음

Jun 19, 2023

매년 과학자들은 평균 5종의 새로운 새 종을 발견합니다. 2013년에 인도네시아의 외딴 섬을 여행하던 중 연구자들은 6주 만에 10개의 섬을 발견했는데, 이는 100여 년 만에 가장 큰 양이었습니다. 19세기 박물학자인 알프레드 러셀 월리스(Alfred Russel Wallace)의 이름을 따서 월레이시아(Wallacea)로 알려진 문제의 지역은 세계 생물다양성 핫스팟 중 하나입니다. 열대우림에는 알을 품는 대신 알을 따뜻하게 유지하기 위해 햇볕이 잘 드는 해변과 지열을 사용하는 멸종 위기에 처한 새인 말레오와 같이 다른 곳에서는 볼 수 없는 생물이 서식합니다.

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하지만 월레이시아의 환경은 야생동물 그 이상으로 풍부합니다. 벌목, 농업을 위한 정리, 그리고 최근에는 팜유 농장의 성장으로 인해 20세기 중반 이후 거대한 산림 지역이 벌목되었습니다.

이제 새로운 자원 붐이 일어나고 있습니다. 인도네시아는 이미 세계 최대의 니켈 생산국입니다. 니켈은 무엇보다도 고성능 배터리 제조에 필수적인 금속입니다. 전기차 수요가 늘어나면서 이에 대한 수요도 크게 늘어날 것으로 예상된다. 토양에서 니켈을 추출하는 새로운 기술의 도움을 받아 인도네시아는 생산량을 크게 늘릴 계획입니다(차트 참조). 호주 금융회사인 맥쿼리 그룹(Macquarie Group)은 2025년까지 호주가 전 세계 니켈의 60%를 공급할 수 있다고 생각합니다. 이는 현재 약 절반 수준에서 증가한 수치입니다.

인도네시아에서 채굴되는 니켈을 포함하여 세계 니켈의 대부분은 라테라이트 광석에서 나옵니다. 이들은 차례로 갈철석과 사프롤라이트의 두 가지 종류로 나옵니다. 더 높은 농도의 니켈을 함유한 사프롤라이트는 회전식 가마 전기로(RKEF)로 알려진 장치에서 처리하는 데 매우 적합합니다. 이는 1,500°C 이상의 온도에서 광석을 녹여 니켈 선철(NPI)이라는 니켈과 철의 화합물을 생성하며, 이 중 대부분은 스테인리스강을 생산하는 데 사용됩니다. 그러나 철을 대체하기 위해 NPI에 황을 주입하면 배터리에 적합한 고순도 제품인 니켈 매트를 생산할 수 있습니다.

이러한 접근 방식에는 두 가지 단점이 있습니다. 첫 번째는 에너지 집약적이라는 것입니다. 인도네시아에서는 대개 광산 근처에 건설된 석탄 화력 발전소에서 에너지를 얻습니다. 석탄은 저렴하고 신뢰할 수 있지만 온실가스를 많이 배출합니다. Tesla와 같은 서구의 전기 자동차 제조업체가 자사 제품의 친환경 인증을 홍보하는 데 열심인 상황에서 이는 큰 관심사입니다.

더 근본적인 문제는 인도네시아 사프롤라이트의 대부분이 이미 발굴되어 대부분 중국으로 수출되었다는 점입니다. 2020년 인도네시아는 남은 제품에 대해 수출 금지 조치를 취했습니다. 그러나 국가에 남아있는 대부분의 니켈은 갈철광 매장지에 갇혀 있으며 이는 RKEF 공정에 적합하지 않습니다.

수십 년 동안 광산 회사에서는 HPAL(고압 산 침출)이라는 대안을 실험해 왔습니다. 광석을 녹이는 대신 압력솥과 같은 기계에 넣고 황산과 혼합하여 니켈을 제거합니다. 이 방식은 갈철석을 활용해 배터리에 필요한 고순도 니켈을 직접 생산할 수 있다. 그러나 파일럿 플랜트의 비용이 계획보다 훨씬 더 비싸고 예상 용량에 맞게 잘 작동하는 등 마스터하기가 어려웠습니다.

하지만 최근에는 상황이 달라진 것 같습니다. 인도네시아 니켈 광업 협회에 따르면 2021년부터 인도네시아에서 3개의 HPAL 공장이 가동되었습니다. 인도네시아 니켈 광업 협회에 따르면 또 다른 7개(술라웨시 5개 포함)가 개발 중입니다. 대부분 중국 기술로 만들어졌다. 3개의 운영 공장 중 2개는 파푸아뉴기니에서 HPAL 공장을 운영하는 China Metallurgical Group Corporation의 자회사인 China Enfi Engineering Corporation의 설계를 기반으로 합니다.

갈철석을 처리하는 능력 외에도 HPAL 공장은 적어도 어떤 면에서는 친환경적이기도 합니다. 고온이 필요하지 않기 때문에 RKEF 발전소보다 훨씬 적은 에너지를 사용하므로 탄소 배출량도 적습니다. 그러나 이 과정에서는 많은 양의 독성 슬러리도 생성됩니다. 광산 전문 용어로 "광미"라고 알려진 이러한 물질은 안전하게 처리하기 어렵고 비용도 많이 듭니다.