▲ 신광선 한국마그네슘기술연구조합 이사장이 ‘제2회 아시아-태평양 마그네슘 포럼 2023’에서 발표하고 있다.

경량 금속을 대표하는 마그네슘(Mg)이 모빌리티, 배터리, 수소저장 등 산업에 적용이 확대되면서 수요가 늘고 있는 것으로 나타났다. 우리나라는 마그네슘 잉곳을 수입에 전적으로 의존하고 중간재 가공에 그치고 있어 밸류체인 구축을 통한 공급망 안정화와 수출산업화가 필요하다는 의견이다.

한국마그네슘기술연구조합(이사장 신광선 서울대 명예교수), 마그네슘기술혁신센터, 중국마그네슘협회, 일본마그네슘협회 주관으로 ‘제2회 아시아-태평양 마그네슘 포럼(Asian-Pacific Magnesium Industry Summit Forum) 2023’이 28일부터 30일까지 서울 강남 인터컨티넨털 호텔에서 개최됐다.

이번 포럼은 지난 2019년 일본에서 첫 개최된 이래 코로나로 인해 4년만에 열리는 국제적인 마그네슘 포럼이다. 이날 한·중·일 전문가 약 70여명이 참석해 각국의 마그네슘 산업 및 전망과 마그네슘 제련, 자동차 부품 개발 등 제품개발 사례를 발표했다.

29일 열린 세미나에서는 △중국 마그네슘 산업 동향 △광폭 마그네슘 시트의 트윈롤 캐스팅 기술 △고성능 마그네슘 합금 자동차 부품개발 △마그네슘 주조 부품 품질 예특을 위한 주조 시뮬레이션 △상용차 경량화 기술 △생분해성 마그네슘 임플란트 연구개발 및 상용화 △마그네슘 합금 연성재료 활용 자동차 패널 부품 △반고체(Semisolid) 마그네슘 사출성형 기술개발 △단조 마그네슘 어플리케이션의 진전 등이 발표됐다.

마그네슘은 상용 금속 중에서 가장 가벼운 소재로, 비중이 철의 1/4, 알루미늄의 2/3에 불과하지만 비강도(비중 대비 강도)는 철 대비 6배 이상 높다. 또한 성형이 쉽고 방열 효과도 높으며 전자파 차단 특성도 갖고 있다.

마그네슘을 원소재로 한 마그네슘 합금이 가장 많이 사용되는 분야는 자동차다. 변속기 케이스, 스티어링 부품, 엔진 계통의 케이스, 계기 패널 등에 마그네슘 부품이 적용돼 차체 경량화, 생산비 절감, 에너지 효율 상승 등에 기여하고 있다.

또한 전기자동차, UAM(도심항공교통), 고속철도, 배터리 등 미래 모빌리티 영역을 포함해 IT기기, 우주항공 등 다양한 산업에서 적용이 확대되고 있다. 특히 전기차의 경우 주행거리를 늘리기 무거운 배터리 탑재가 늘어나면서 가장 가벼운 구조재료인 마그네슘 적용이 확대되고 있다. 마그네슘은 수소 저장 합금으로도 유망한데 MgH2의 수소저장밀도는 액화수소 58% 더 높고 폭발의 위험도 없다. 또한 전기차 배터리로 많이 사용되고 있는 리튬이온배터리를 대체해 리튬보다 가격이 저렴한 마그네슘이온배터리가 차세대 배터리로 꼽히고 있다.

전 세계 마그네슘 산업을 주도하고 있는 것은 중국이다. 중국은 풍부한 마그네슘 매장량을 기반으로 제련·정련을 통한 합금화와 압출·다이캐스팅·단조·성형·압연 등 부품화 및 판재제조, 리사이클링까지 밸류체인을 갖추고 있으며 전세계 마그네슘의 82%를 생산하고 있다.

이날 발표된 중국 마그네슘 협회(CMA)에서 발표한 ‘중국 마그네슘 산업 동향’에 따르면 지난해 중국에서 생산된 마그네슘은 93만3,300톤으로 이중 약 50만톤 규모의 마그네슘 제품이 전세계 100개국에 수출됐다. 한국의 마그네슘 시장이 1만5천~2만톤 정도, 일본 마그네슘 시장이 2만톤 가량됨을 감안하면 체급 차이가 압도적이다.

중국은 마그네슘 합금의 60% 가량을 자동차에 적용하는 등 마그네슘을 가장 많이 사용하면서 시장을 확대해 나가고 있다. 이처럼 세계 마그네슘 시장을 중국이 좌우하다보니 공급망 불안 요소도 크다.

일례로 2021년초 약 2만 위안을 기록하던 마그네슘 가격(중국 FOB 기준)은 주 생산지의 오염 배출 규제, 석탄 가격 급등, 전력난 등으로 생산량이 절반으로 줄어들면서 연말에는 약 5만 위안으로 급등한 바 있다.

신광선 한국마그네슘기술연구조합 이사장은 “국내 자동차 등 주요 수요 기업이 마그네슘에 대해 관심은 있으나 실제 적용을 확대하지 않는 가장 큰 이유는 가격”이라며 “탄소규제와 전기차 시장 확대로 마그네슘 시장은 지속 성장할 것이며 우리 기업들도 현재에 안주하지 말고 마그네슘과 같은 신소재 개발과 적용에 대해 도전해야 한다”고 강조했다.

■세계 최대 광폭 마그네슘 판재 기술 살리기 위한 밸류체인 필요

우리나라도 마그네슘 산업을 적극 육성하던 시기가 있었다. 포스코는 2007년 마그네슘 판재사업을 시작했으며 강릉에 마그네슘 제련 공장과 순천에 마그네슘 판재 공장을 구축함으로써 밸류체인을 갖추고자 했다.

당시 이명박 정부도 대기업이 주도하는 대규모 R&D 사업인 10대 WPM(World Premier Materials) 사업을 추진하면서 수송기기용 초경량 마그네슘 소재 기술개발을 지원해 포스코는 세계 최대 폭인 2m 너비의 광폭 마그네슘 판재를 주조하는 기술을 확보하는데 성공했다.

그러나 중국의 마그네슘 수출 관세 조정에 따른 마그네슘 가격 폭락, 포스코 제련공장 페놀 유출 사고 등이 겹치면서 포스코는 2019년 마그네슘 사업에서 완전 철수했다. 현재는 파인트리포스마그네슘(주)이 포스코의 전남 순천 마그네슘 판재공장을 인수해 광폭 판재를 생산해 국내외에 공급 중이다.

2m 너비의 광폭 판재를 생산하는 기업은 파인트리포스마그네슘이 유일하다보니 해외에서 열차 등에 적용하고자 수요가 늘고 있는 것으로 전해지고 있다. 그러나 잉곳을 중국에서 전량 수입하고 있는 상황에서 중국이 최근 미국 반도체 산업을 겨냥해 자국의 갈륨과 게르마늄 광물 수출을 통제한 것과 같이 앞으로 마그네슘도 전략물자화 할 가능성이 높아 대응이 필요하다. 실제로 지난 2021년 중국의 마그네슘 생산 감축으로 인해 중국산 마그네슘 의존도가 높은 유럽 자동차 회사들은 생산에 차질이 발생하기도 했다.

산업통상자원부는 올해 신규 소재부품기술개발사업을 통해 ‘폐자원을 활용한 마그네슘 친환경 제련 및 소재부품 응용기술개발’을 착수했다. 57개월간 총 200억원이 투입되는 이번 사업을 통해 준양산 수준의 마그네슘 제련 인프라가 구축되면 마그네슘 공급망 및 가격경쟁력 강화에 기여할 전망이다.

유봉선 재료연 박사는 “중국의 마그네슘 무기화 가능성이 높아짐에 따라 호주 등 세계 각국에서 마그네슘 제련 인프라 구축과 기술개발이 활발하다”며 “앞으로 소재 공급망 점검과 선제 대응이 더욱 중요해 질 것”이라고 밝혔다.