심해 채굴, 새로운 가능성인가 또 다른 재앙인가

심해 채굴, 새로운 가능성인가 또 다른 재앙인가

대학생신재생에너지기자단 21기 김하진

 

왜 우리가 심해 채굴에 대해 이야기해야 되는가

2022년 6월 28일, 로이터 통신은 다음과 같은 제목의 기사를 보도했다. 

'Not worth the risk': Palau, Fiji call for deep-sea mining moratorium
‘위험만큼의 가치가 없다’: 피지, 팔라우, 심해 채굴 중단 촉구

지난 6월 27일, 리스본에서 열린 유엔 해양회의(UNOC)에서 태평양 섬 국가 3개국(팔라우, 피지, 사모아)은 심해 채굴 중단을 촉구하는 “동맹”을 발표했다. 동맹 자체는 국제 해저청의 역할을 담당하고 있는 유엔을 강제할 권한이 없지만, 심해 광업 규제를 위해 유엔을 설득할 권한을 가진다. 또한, UNOC에서 열린 별도의 행사에서 심해 채굴 중단을 위한 선언문에 35개국 70명 이상의 의원들이 동의하고 서명했다.

이번 UNOC에서 이런 움직임이 일어난 이유는 무엇일까? 심해 채광의 급부상은 2021년 나우루에서 시작된다.

심해 채광에 대한 관심은 1970년대 시작되었으나, 반도체와 배터리 산업이 성장하며 최근에 더욱 경제적 가치가 주목받게 되었다. 그러다 2021년 6월 태평양 섬나라 나우루가 국제 해저청에 나우루 해양자원(NORI)이 2년 안에 심해 채굴을 시작할 계획을 통보했다. 유엔 해양 법협 약(UNCLOS)의 “2년 규칙” 조항에 따르면, 국제 해저청은 제안된 채굴 활동을 관리하기 위한 규정을 채택해야 하고, 이것을 달성하지 못하면 적어도 2년 기간 내에 채굴 제안을 평가해야 한다. 이것은 NORI의 해저 채굴 사업이 2023년까지 승인된다는 뜻은 아니지만, 높은 확률로 심해 채굴이 시작될 것을 의미한다. 지금부터 1년이 남은 것이다.

[자료 1. 해저채광의 목표, 검은 광물 덩어리들]

출처 : NOAA Ocean Exploration

심해 채굴, 새로운 가능성

심해 채굴은 해저의 암석 덩어리(결석)를 모은다. 결석은 바닷물과 퇴적물 속에서 금속이 침전되어 천천히 형성된다. 결석은 다양한 해역에 분포하지만 심해 채굴의 장소로 가장 주목받고 있는 곳은 태평양의 Clarion-Clipperton Zone(CCZ)로, 하와이와 캘리포니아 사이의 구간이다.

[자료 2. 심해 채굴의 목표 지역, CCZ]

출처: Horizon

심해 채굴이 주목받은 것은 청정에너지 전환을 위한 자원 공급 수단이기 때문이다. 최근 탄소 중립이 많은 국가들의 목표이다. 기후위기를 막기 위한 방법으로 전기차 산업이 주목받고 있다. EU는 2023년까지 내연 기관 차량의 판매를 중단하는 계획을 승인했다. 미국의 바이든 정부도 2021년, 2030년까지 판매되는 신차의 절반을 전기차로 전환할 계획을 발표했다. 또한, 불안정한 국제정세와 심각한 기후변화에 의해, 전 세계적으로 재생에너지 전환이 가속화되고 있다. 재생에너지의 특성상 햇빛, 바람 등 자연적인 요인에 크게 의존하는 만큼 생산량이 불규칙하다. 따라서 재생에너지 전환을 위해서는 에너지 저장 장치가 필수적이다. 이 모든 과정에 꼭 필요한 것이 바로 배터리이다.

세계 은행과 국제 에너지 기구(IEA)의 연구에 따르면 전 세계가 화석 연료를 줄이고 온난화를 2°C로 제한하는 녹색 기술을 채택하면 2050년까지 전 세계 코발트 수요가 450% 이상 증가할 것으로 예상된다. 같은 기간 동안 니켈 수요는 50% 이상, 구리 수요는 100% 증가할 것으로 전망된다.

심해 채굴은 전 세계적인 배터리 원료 부족 문제를 해결할 방안으로 주목받고 있다. 해저 채굴로 다량의 코발트, 니켈, 망간 등 에너지산업에 필요한 광물을 채굴할 수 있다. 과거에는 기술의 부족으로 심해 자원을 파악하고 채취하는 것에 많은 노력이 필요했다. 하지만 현재에는 기술의 발전에 의해 경제적 가치가 높은 수역을 파악할 수 있고 장비의 발전으로 다양한 희귀 금속을 해저에서 캐낼 수 있다. 현재 캐나다 심해 채굴 업체 메탈스 컴퍼니(서론에서 언급된 NORI의 자회사), 미국의 임파서블 마이닝 등은 채굴 기술을 발전시키고 있다. 광물의 생산량 증가는 청정에너지 전환을 위한 자원을 확보해준다.

[자료 3. 임파서블 마이닝의 심해 채굴 로봇]

출처: Impossible Mining

심해 채굴이 지상 채굴보다 “친환경적”이라는 관점도 있다. 해저 표면에는 주먹 크기의 망간 단괴들이 드러나 있다. 단괴를 얻기 위해서는 이 주먹 크기의 암석을 해저에서 줍기만 하면 된다. 따라서 기업들은 심해 채굴이 산림 벌목, 굴착, 시추를 하는 지상 채굴보다 환경파괴가 적다고 주장한다. 임파서블 마이닝은 지난 6월, 심해 로봇을 개발하여 무분별한 해저 환경파괴 없이 광물을 채굴할 수 있다고 밝히기도 했다. 또한 메탈스 컴퍼니는 2020년 국제학술지 ‘청정 생산 저널’에 해저 채굴이 지상 채굴에 비해 이산화탄소 발생량이 10%에 불과하다는 분석 결과를 발표했다.

다양한 국가와 기업이 심해 채굴에 참여한다면 일부 국가의 희토류 독점 공급을 방지할 수 있다. 자원의 무기화를 방어할 수 있는 것이다. 중국은 희토류의 생산, 공급에서 독점적인 우위를 쥐고 있는 국가이다. 중국은 이를 전략적 외교 무기로 활용했다. 미중 패권 전쟁에서 희토류 수출 문제를 적극적으로 활용했다. 또한 과거 일본과 센가쿠열도 문제로 충돌이 있을 때, 희토류 수출을 차단하기도 했다. 주변국들의 첨단기술과 제품 생산에 희토류가 필수적인 원료이지만 대부분 중국의 수출에 의존한다는 사실을 이용한 전략이다. 희토류 공급이 중국에 완전히 종속된다면 전 세계적인 안보 위협으로 다가올 수 있기에, 다른 국가들은 과거 10년간 적극적으로 희토류 생산을 늘리며 중국을 견제하는 노력을 해왔다. 하지만 지금도 중국은 전 세계의 희토류 생산량의 절반 이상, 가공 광물 점유율은 90%에 달한다. 또한 중국 기업들은 호주, 칠레, 인도네시아 등 해외 자산에 상당한 규모의 투자를 계속하고 있다. 최근 코로나와 우크라이나 전쟁으로 인한 공급망 불안, 그리고 청정에너지 전환 과정에서 희토류의 수요가 증가하며 희토류는 다시 한번 중요 자원으로 주목받고 있다. 희토류 자원이 정치적 무기로 사용될 수 있는 지금, 심해 채굴은 여러 국가와 기업을 희토류 산업에 끌어들이며 중국의 독점적 지위를 약화시키는 수단으로 작용할 수 있다.

심해 채굴, 진행되어서는 안 된다

심해 채굴은 “돌 속의 배터리”라는 별명만큼, 재생에너지 전환을 위한 광물자원 공급에 해결책이 될 수 있다. 그럼에도 많은 기업과 국가들은 심해 채굴을 반대하는 움직임을 나타내고 있다. 작년 3월, BMW, 구글, 삼성, 볼보는 심해 채굴을 일시적으로 금지하는 요청에 서명했다. 또한, 심해채굴 광물을 기업에서 이용하지 않을 것을 약속했다. G7 국가들도 지난 5월 베를린에서 심해 채굴에 엄격한 환경 규칙이 필요하며, 해양 환경에 영향을 미치지 않는 채굴 프로젝트만 가능하다고 동의했다.

심해 채굴이 반대를 마주한 가장 큰 이유는 심해 환경에 미치는 영향이다. 심해 채굴이 심해 생태계에 미치는 영향에 대해 가장 자주 인용되는 실험은 1989년 Hjalmar Thiel이 주도한 실험(“DISturbance and reCOLonization experiment”, DISCOL)이다. 페루 연안의 해저 11제곱킬로미터 넓이를 쟁기로 갈아엎었다. 과학자들이 26년 만에 이 지역에 다시 왔을 때, 복구되지 않은 피해를 관찰했다. 2019년 Scientific Reports에 보고된 논문에서 연구자들은 다음과 같이 경고했다. 

“the impacts of polymetallic nodule mining there may be greater than expected, and could potentially lead to an irreversible loss of some ecosystem functions, especially in directly disturbed areas.”
"실험의 결과가 다른 지역에 마찬가지로 적용된다면, 심해 채굴의 영향은 우리의 예상보다 훨씬 크고, 생태계에 돌이킬 수 없는 파괴를 남길 것이다."

[자료 4. 2019년 심해 채굴이 생태계에 미치는 영향에 대해 경고한 논문]

출처: Scientific Reports 

다른 연구에서, 네덜란드와 독일의 그룹은 심해 먹이사슬 시뮬레이션을 통해 해저 채굴로 결절을 제거하면 생태계 먹이 사슬의 연결이 31% 소멸된다는 결과를 보이기도 했다.

바다는 지구의 거대한 탄소 저장고이다. 그린피스가 2021년 발표한 보고서 ‘위기의 바다를 위한 해결책: 해양보호구역’에 따르면, 지난 20년간 인간이 배출한 이산화탄소의 4분의 1을 해양이 흡수했다. 특히 심해층은 지구에서 가장 큰 탄소 저장고이다. 대기 내 탄소 양의 50배 이상, 땅 위의 토양과 생명체에 저장된 탄소 총량보다 10배 이상 많은 양이 저장되어 있다. 탄소를 대기에서 심해로 저장하는 과정에는 해양생물이 중요한 역할을 한다. 

[자료 5. 심해 미생물이 탄소 흡수에 중요한 역할을 한다는 2019년 논문]

출처: ASLO

채굴 과정에서 빨아들인 퇴적물을 광물 결절과 분리하고 다시 방류하면 해양 생물에 영향을 줄 수 있다. 또, 해저의 암석 덩어리는 그 자체로 심해 생물의 서식지이기에 심해 채굴은 미생물의 서식지를 없애는 일이기도 하다. 인간은 이미 육상에서 수많은 실수를 반복하며 생태계는 한 번 파괴되면 돌이키기 힘들다는 사실을 알게 되었다. 같은 실수를 해양 생태계에 반복하지 않기 위해서, 전문가들은 심해 채굴에 대한 엄격한 규제가 이루어져야 한다고 주장한다. 단기적 이익보다 앞으로 인류가 치러야 할 비용이 크다는 것이다.

심해 채굴이 지상 채굴보다 “친환경적”이라는 주장에도 회의적이다. 희토류를 얻기 위해서는 광산에서 광석을 얻고, 정제하는 과정이 필요하다. 대부분의 오염은 정제공정 단계에서 발생하며, 오염 수준이 심각하다. 희토류 1톤을 공정할 때, 침출 과정에서 황산이 포함된 독성가스 6.3만 m3와 산성폐수 20만 리터가 발생하고, 암모늄이온(NH4+), 황산염 이온(SO42-), 인산염 이온(PO43-), 불소이온(F-), 중금속 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 납(Pb), 방사성 원소인 토륨(Th 농도 4.7-7.3 mg/L)이 섞인 독성 폐수가 다량 발생한다. 폐수가 주변으로 방류되면, 심각한 환경오염과 주민들의 질병을 일으킨다. 심해에서 건져 올린 광물 결절도 활용 가능한 자원으로 가공하기 위해서는 정제공정이 필요하다. 결국 희토류 생산 공정에서 발생하는 환경의 악영향은 그대로인 것이다.

전문가들은 “친환경적” 희토류를 위한 대안은 광물 재활용 기술이라고 주장한다. 전 세계의 기업과 대학들은 희토류를 재활용하거나 자사의 제품에서 희토류의 사용량을 줄이는 기술을 발전시켜왔다. 폐희토류의 재활용 비율이 높아질수록 새로운 희토류 광석을 채굴할 필요는 줄어들고, 이것이 진짜 “친환경적” 희토류를 만드는 방식이다. 

ESG가 사회적으로 알려지며, 기업을 평가하는 기준으로 자리 잡은 것도 심해 채굴을 막는 강력한 요인이다. 아직까지는 기업과 국가의 의사결정에 경제적 요인이 크게 작용한다. 하지만 ESG, 지속가능성이 중요한 평가기준이 되며, 환경 문제에 관심을 가지지 않는 기업은 경제적으로도 도태되게 되었다. 따라서, 심해 채굴이 생태계에 위협적일 수 있다는 연구 결과에 수많은 기업과 국가들이 반응한 것이다. 심해 채굴 자원을 이용하는 기업은 당장의 원료공급에서는 유리할 수 있지만, 기업의 이미지 하락으로 오는 경제적 손실을 감당해야할 것이다. 이런 사회적 분위기가 이번 유엔해양협회, 그리고 작년의 심해채굴 반대 서명에서 여러 국가와 기업들이 참여한 이유라고 생각한다.

앞으로 우리가 생각해볼 문제는?

작년 베를린에서 G7 국가가 심해 채광을 통제해야 한다는 것에 동의했다. 하지만 모든 국가가 심해 채광을 멈추고 싶어하는 것은 아니다. 중국은 심해 채광의 주요 지지자이고, 태평양 섬나라인 나우루도 심해 채광을 위한 승인을 국제 해저청에 요청했다. 따라서, 우리는 앞으로 심해 채굴에 관심을 가지고 지속적으로 지켜봐야 할 것이다.

이 기사에서 남기고 싶은 메시지는 두 가지이다.

첫째, 심해 채굴에 대한 제대로 된 규정이 만들어져야 한다. 서론에서 언급했듯이, NORI는 2021년 6월, 심해 채굴을 시작할 계획을 통보했다. 현재로부터 1년이 남은 시점에, 국제 해저청은 전문가들과 함께 논리적이고 객관적으로 심해 채굴 프로젝트를 평가하고 승인 또는 제재할 규정을 만들어야 할 것이다. 심해채굴 프로젝트가 환경에 미칠 영향을 평가하기 위한 지표를 명확히 수립하고, 장비의 형태와 채굴 방식, 장소, 양에 대해서도 최소한의 가이드라인을 만들어야 한다. 환경에 미치는 악영향을 막기 위한 가이드라인이 생긴다면, 기업들은 그 규정 내에서 사용할 기술을 발전시킬 것이다. 심해 채굴의 경제성을 이용하기로 결정한 국가와 기업을 완전히 막는 것보다, 그들이 지켜야 할 선을 정해주는 것이 합리적인 대안이다.

둘째, 단기 이익에만 집중한 선택지를 경계해야 한다. 재생에너지의 목적은 화석연료의 사용을 줄여 기후변화를 막고, 인간이 살 수 있는 환경을 유지하기 위한 것이다. 하지만 재생에너지도 하나의 산업이기에, 경제적 이익을 추구하는 방향으로 진행되기도 한다. 재생에너지와 관련된 산업을 무조건 기후변화에 도움이 된다고 평가하는 것이 아니라, 실제로 산업이 환경에 미치는 영향과 지속가능성, 그리고 효과와 기회비용에 대해서도 다각적으로 평가해야 한다. 망가진 시스템을 복구하는 데에는 더 큰 비용이 수반되기 때문이다. 특히나 환경에 미치는 영향에 대해 충분히 검토되지 않은 선택지는 최대한 보류하여, 인류가 또 다른 ‘침묵의 봄’을 만나지 않도록 해야 할 것이다.

환경의 균형보다 경제적 이익을 추구해온 결과, 지구는 점점 인간이 살기 어려운 곳으로 변해가고 있다. 

이제는 현명한 선택을 할 때이다.

[자료 5. 심해의 생명체]

출처: Greenpeace

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광물 자원에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "이제서야 대두되는 분쟁광물 이슈, 무엇이 문제일까?", 18기 김민규, https://renewableenergyfollowers.org/3376

2. "'EU 배터리 규제안'이 불러온 폐배터리 리사이클의 새로운 패러다임", 19기 이지연, 18기 이지수, https://renewableenergyfollowers.org/3480

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참고문헌

[왜 우리가 심해 채굴에 대해 이야기해야 되는가]

1) Catarina Demony, Sergio Goncalves, Helen Reid, “'Not worth the risk': Palau, Fiji call for deep-sea mining moratorium”, Reuters, 2022.06.28, https://www.reuters.com/business/environment/not-worth-risk-palau-fiji-call-deep-sea-mining-moratorium-2022-06-27/

2) Elizabeth Claire Alberts, “A year before deep-sea mining could begin, calls for a moratorium build”, Mongabay, 2022.06.30, https://news.mongabay.com/2022/06/a-year-before-deep-sea-mining-could-begin-calls-for-a-moratorium-build/

[심해 채굴, 새로운 가능성]

1) 김진영, “임파서블 마이닝, 해저에서 배터리 금속 채굴”, 글로벌 이코노믹, 2022.06.23, https://news.g-enews.com/ko-kr/news/article/news_all/202206231737321699658ae4d6a0_1/article.html?md=20220623175319_U 

2) 조승한, ““바다에서 배터리 원료 캔다고…” 삼성-구글은 보이콧, 왜?”, 동아일보, 2021.09.17, https://www.donga.com/news/It/article/all/20210917/109302037/1

3) 박정한, “[초점] 중국 희토류 무기화…서방, 공급망 다변화 등 '연합 전선'”, 글로벌이코노믹, 2022.01.20, https://news.g-enews.com/article/Global- Biz/2022/01/202201201358289334e8b8a793f7_1?md=20220120150738_U

4) 김광수, “'미래산업 핵심원료'... 희토류 최강자 중국이 대미 반격 주저하는 이유”, 한국일보, 2021.02.23, https://www.hankookilbo.com/News/Read/A2021022208260005085

5) 변국영, “[기획] 에너지 전환 핵심은 ‘광물’ - ①”, 에너지 데일리, 2021.09.17, http://www.energydaily.co.kr/news/articleView.html?idxno=121713

[심해 채굴, 진행되어서는 안 된다]

1) Maria Sheahan, “G7 countries say strict environmental rules needed for deep-sea mining”, Reuters, 2022.05.28, https://www.reuters.com/world/g7-countries-say-strict-environmental-rules-needed-deep-sea-mining-2022-05-27/

2) Simon-Lledó, E., Bett, B.J., Huvenne, V.A.I. et al., “Biological effects 26 years after simulated deep-sea mining”, Sci Rep 9, 8040 (2019). 

3) Jenessa Duncombe, “The 2-Year Countdown to Deep-Sea Mining”, 2022.01.24, https://eos.org/features/the-2-year-countdown-to-deep-sea-mining

4) 천권필, “숲보다 탄소 많이 흡수하는 바다…심해가 '지구 탄소 저장고'인 이유”, 중앙일보, 2021.06.08, https://www.joongang.co.kr/article/24077272#home

5) Andrew K. Sweetman, et al, “Key role of bacteria in the short-term cycling of carbon at the abyssal seafloor in a low particulate organic carbon flux region of the eastern Pacific Ocean”, Limnology and Oceanography, 64, 2, 694-713, 2017.11.16

6) T. R. Vonnahme, et al., “Effects of a deep-sea mining experiment on seafloor microbial communities and functions after 26 years”, Science Advances, 6, 18, 2020.04.29