희토류(稀土類)는 원소기호 57번부터 71번까지 란타넘계 원소 15개, 스칸듐, 이트륨 등 화학적 성질이 비슷한 17개 원소를 묶어 부르는 명칭이다. ‘땅 속에 거의 없는 물질(rare earth elements)’이라는 영어를 ‘희귀한 흙(稀土)’이라는 일본어로 번역한 명칭을 한국도 그대로 사용하고 있다.

오늘날 이들 금속을 사용하지 않고 하루를 보내기는 어렵다. 스마트폰, 텔레비전, 컴퓨터, 카메라 등과 같은 전자제품, 그리고 전기차 등이 희토류 없이는 구동되지 않는다. 주원료로 쓰이는 경우는 없지만, 화합물에 미량 첨가할 경우 독특한 전기·화학적 성질을 만들어 내기 때문에 전기‧전자‧광학 분야에서 다양하게 쓰인다. 특히 스마트폰, 전기차 등 첨단 제품에 반드시 필요한 소재다. 전기자동차 한 대에 들어가는 희토류 원소는 1㎏에 이른다.

희토류는 그 이름 때문에 대단히 희소할 것 같은 인상을 주지만, 실은 지구 상에 꽤 많은 양으로 존재한다. 세륨(Ce) 같은 원소는 구리보다 더 풍부하게 존재한다. 문제는 희토류가 우라늄·토륨 같은 방사성 원소들과 섞인 상태로 광물에 존재하기 때문에, 화학적으로 분리하기가 까다롭고 인간이 쓸 수 있는 형태로 정제하는 과정도 쉽지 않다는 것이다. 이런 기술적 어려움 때문에 ‘희소한’ 물질이 되었고, 현재 이 희소한 물질의 주요 공급처는 중국이다.

현재 중국은 희토류 생산의 90%가량을 차지하고 있다. 툭하면 ‘자원 무기’로 악용하기도 한다. 2010년 영유권 분쟁 지역인 센카쿠열도(중국명 댜오위다오) 해역에서 일본과 충돌했을 때 ‘희토류 공급 중지’라는 카드로 일본을 압박했다.

왜 전 세계는 희토류 공급을 중국에 의존하게 되었을까. 세계 희토류 매장량은 의외로 많다. 중국은 4천400만t으로 전 세계의 37.9%를 차지하고 있다. 그 다음은 브라질, 베트남(이상 2천200만t·18.9%), 러시아(1천200만t·10.3%), 인도(690만t·5.9%), 호주(340만t·2.9%), 미국(140만t·1.2%) 등의 순이다.

문제는 채굴·가공 과정이 고도의 기술을 요하고, 대량의 환경 오염을 유발한다는 점이다. 희토류가 포함된 광석에는 대개 우라늄이나 토륨 같은 방사성 원소도 함께 들어 있다. 이를 채굴, 분리, 정련, 합금화하는 과정에서 방사성 폐기물이 나오는데, 이것이 주변의 흙과 물을 오염시킬 수 있다. 또한 광석을 정제하는 데 사용하는 강한 산성 용액도 처리가 쉽지 않은 산업폐수가 된다.

이 때문에 1940~1950년대 주요 생산국이었던 인도와 브라질 남아공은 생산을 멈췄다. 미국도 환경 문제로 공장을 폐쇄했다. 이 틈을 비집고 급부상한 나라가 중국이다. 희토류를 정련, 합금화하는 과정에는 고도의 기술력과 장기간 축적된 노하우가 필수적인데, 현재로서는 기술과 연구개발에 있어서도 중국이 선두다.

미국은 현재 뒤늦게 호주 희토류 생산업체인 라이너스(Lynas)와 손잡고 미국내 공장 설립을 추진한다고 전해졌다. 20일 ‘월스트리트저널’에 따르면, 미국 화학기업 블루라인은 라이너스(Lynas)와 합작기업을 세우고 미국에 희토류 분리공장 건설을 추진하고 있다. 이들은 블루라인 본사가 있는 텍사스주 혼도에 공장을 세울 계획이다. 공장이 건설되면 미국에 유일한 희토류 분리공장이 될 전망이다.

라이너스는 호주의 작은 광산업체에서 출발해 10년 만에 최대 희토류 생산업체로 성장했다. 전 세계 희토류의 90%를 생산하는 중국을 제외하면 생산 규모가 가장 큰 곳이다. 그동안은 호주에서 희토류를 채굴하고 말레이시아에서 분리작업을 해왔다.

그러나 당분간 희토류 시장에서의 중국의 지배력은 계속될 것 같다. 중국이 희토류 광물들에 대한 연구와 기술 개발을 지배하고 있기 때문이다. 라이너스의 여성 CEO인 ‘아만다 라카제(Amanda Lacaze)’는 작년 뉴욕타임즈와의 인터뷰에서 이렇게 말했다. “중국 내에는 희토류와 관련된 응용 분야와 기술 개발 분야에서 100여개의 박사 학위가 있다고 생각합니다. 그런데, 중국 밖에 박사가 몇 명이나 있는지 아세요? 0명입니다.” 그러면서 “다른 나라들에게 이것은 앞으로 오랫동안 중국에 의존한다는 것을 의미한다”고 덧붙였다.