[투데이에너지 홍시현 기자] 구리는 높은 전기·열전도성에서부터 항균성에 이르기까지 그 자체의 우수한 속성을 기반으로 모든 산업에서의 활용범위가 높은 소재다. 1톤의 구리는 40대의 자동차, 6만대의 휴대전화, 400대의 컴퓨터를 작동하게 하며 30가구에 전기를 공급할 수 있다.
글로벌 구리 생산자 단체인 국제구리협회(ICA)는 구리의 높은 가치를 알리기 위해 다양한 연구 프로그램을 운영하며 구리산업 발전을 이끌고 있다. 국제구리협회 동아시아 에너지 프로그램을 담당하고 있는 유한종 국제구리협회 이사를 통해 에너지산업에서의 구리의 역할에 대해 들어봤다./편집자 주
- 국제구리협회는 어떤 단체인가
국제구리협회는 미국의 세계본부와 아시아, 유럽, 북남미지역의 지역본부를 두고 약 30여개국 이상에서 구리산업의 진흥과 발전을 도모하는 단체다. 매년 회원사들은 ICA 프로그램에 약 5,000만달러를 투자해 구리 관련 산업의 지속 성장에 긍정적인 영향을 창출하는 다양한 활동을 활발히 전개하고 있다.
국내외의 주요 구리 광산회사뿐만 아니라 정제련사, 구리 원자재를 1차 가공하는 제조업체를 회원사로 약 60여년간 관련 산업과의 연계성을 중점으로 구리가 사용되고 있는 거의 모든 분야에서 기술 마케팅 활동을 지속적으로 추진해 왔다. 국내에서는 2010년부터 전기, 전력분야의 에너지절감, 최저 효율제 도입, 고효율 기기 개발 등에 중점을 두고 학계와 산업계 그리고 정책을 수립하는 면에서 작지만 중요한 기여를 해 왔다고 할 수 있다.
- 모든 산업이 구리와 연관돼 있다. 구리의 가치는
통계자료에 의하면 1900년대 이후에 생산된 구리의 양은 약 5억5,000만톤 정도다. 이 생산량 중 2/3가 아직도 재활용되는 것으로 추산된다. 또한 자원 재활용이 강조된 이후에는 약 90% 이상이 재활용되고 있다.
국제구리협회와 관련 회원사들은 이러한 자원 재활용에 기여하기 위해 생산공정의 탈탄소화를 위해 꾸준히 노력하고 있다. 또한 각종 합금에서 납을 제거하는 기술 등 환경 친화적인 순환 경제로의 전이에 많은 기여 및 실현해 나가고 있다. ‘도시 광산’이라고 하는 재활용 용광로에서 재생산된 구리는 품위가 낮아지는 것이 아니라 새로이 만들어진 신동과 그의 사용과 성능에서 전혀 차이가 나지 않는 원자재로서 자원의 순환에 모델로서 공헌을 하고 있다.
현재의 구리 수요는 약 45% 이상을 중국이 차지하고 있지만 기술적인 선도면에서는 한국을 비롯한 일본, 유럽, 북미의 제조업체에서 새로운 수요를 창출하고 있다.
구리는 비귀금속 전기 및 열전도체 중 전기전도성 및 열전도성이 가장 우수해 효율적인 발전과 가정 및 사업장의 전기 공급에 반드시 필요한 금속이다. 전도도가 낮은 전도체를 사용하면 효율성이 감소해 에너지 낭비가 발생하고 전기 요금이 높아지며 온실가스 배출이 증가한다.
전세계 약 90%의 가구가 안전상 문제가 있는 전기설비를 갖추고 있으며 건물 화재의 약 70%는 전선 과열로 인해 발생한다. 과부하, 단락, 절연 결함은 매년 수십억달러의 재산 피해와 손실을 초래한다. 이러한 문제는 가정 내 전기설비에 구리 전기전도체를 설치함으로써 간단히 해결할 수 있는 문제다.
구리는 고효율 도관으로 이산화탄소 배출을 감소시키고 전기 생산에 필요한 에너지의 양을 줄여 전세계 태양열, 수력, 열 및 풍력에너지로 전력을 생산하는 시스템에 널리 활용된다.
또한 구리는 최고의 재생 가능한 자원 중 하나다. 반복적으로 100% 재활용 가능하면서도 성능이 저해되지 않는 몇 안 되는 소재다. 재생에너지 자원은 세계 전력의 거의 1/4을 차지한다. 구리는 환경에 최소한의 영향을 미치면서 효율성을 끌어 올리는 중요한 역할을 한다.
구리에는 높은 전기·열 전도도, 낮은 열 팽창성, 높은 밀도 등이 있지만 가격적인 부분과 무겁다는 부분이 단점인 것도 사실이다. 이로 인해 대체 도체로의 선택이 이뤄지기도 한다.
- 국내외 구리 연관 산업 발전을 위해 다양한 프로그램을 운영 중인데
국내에서는 앞서 말한 바와 같이 전동기 최저효율제와 변압기 최저 효율제 그리고 동 다이캐스팅 기술 개발 및 관련 국제적 협업, 전선의 도체 안전성 연구 등의 장기적 프로그램을 완료했다.
일본의 단체와 협업으로 한국, 일본 그리고 아세안 국가의 히트펌프 시장 확대를 위한 정책 제안을 지난 3년간 지속적으로 진행해 왔다. △한국, 일본, 태국의 공기 열원 히트펌프 기술 환경적 요인 검토 △한국, 일본, 대만의 히트펌프 시장에 대한 연구 △대체 냉매에서의 새로운 동관 열교환기 연구 논문 등 이외에도 산업 발전을 위해 다양한 프로그램을 진행했으며 현재도 진행 중이다. 이렇게 진행된 프로그램에 의해 국내 제조업체와 관련 정책 입안에도 기여하는 소정의 성과를 이뤄낸 바도 있다.
아시아 동 다이캐스팅 연구 시장 모임을 한국에서 주관해 기술적인 진보와 공급선의 안정화를 이뤄 낸 점도 주목할 만 하다. 유럽의 굴지의 기어드모터 제조사는 전모델에 동회전자를 다이캐스팅으로 적용해 제품의 효율을 극대화시키고 있다. 국내에서도 제조업체와 관련 연구단체를 통해 모든 기술적인 면에서 성능과 신뢰성을 확보하는 단계를 마무리했다.
또한 지난 3년간 국내의 학계 그리고 업계와 더불어 전선에서의 도체 관련 신뢰성, 안전성, 경제성을 검토하기 위한 연구를 진행하고 있다.
이 중 가장 중립적인 결과를 도출한 연구 논문을 발표하고 이 결과를 일본에서 전력사 및 관련 업계를 초청해 세미나를 수회 개최하는 등 지역과 업계에 편중되지 않고 전세계 모든 이들의 실질적인 삶에 도움이 되는 활동을 펼치고 있다.
향후에는 추가적으로 전기자동차시장 확대와 효율적인 청정에너지를 이루는 데 해외의 여러 연구 사례를 기반으로 국내에서 도움이 될 수 있는 프로그램을 모색 중이다.
- 글로벌 에너지 트렌드 변화와 구리산업은
유럽에서 시행한 연구 조사에 의하면 현재 전세계 에너지의 약 26% 정도가 전기에너지로서 공급이 되고 있지만 탈탄소화 정책에 따라서 2050년까지 약 60% 이상으로 증가할 것이다. 또한 전기자동차시장 확대로 말미암아 연간 약 600만대의 추가적인 모터생산이 향후 20년 내로 이뤄질 것으로 예상된다.
이 현상은 현재 구리 생산량의 70% 이상이 전기적 도체를 필요로 하고 있는 산업에 쓰이고 있다는 점을 고려하면 상당히 많은 양의 구리가 추가로 더 필요하다. 현재 확인된 매장량만 6억8,000만톤으로 약 200년 이상 사용가능한 양이 있다고 추산된다.
인류가 사용할 수 있는 충분한 자원이기는 하지만 구리산업은 자원의 재활용을 통한 지속 가능한 순환자원경제와 이산화탄소 절감 및 지구온난화를 예방하기 위한 기술적, 사회적인 노력이 계속돼야 한다. 국내에서도 관련 사업을 지원하고 사회적 관심사의 확대를 통해 수정 보완 지원돼야 하는 부분으로 지속적인 노력을 해 나가야 한다고 생각한다.
초기 투자비용만을 고려한 인프라 구축시스템에서는 구리는 대체 도체로의 고려가 많이 이뤄지는 것이 사실이다. 그러나 폐기물을 증가시키고 재활용이 거의 불가능한 대체 도체로의 설계와 시공은 반드시 재고돼야 한다.
물론 재활용이 완벽하게 이뤄지는 원자재, 특히 구리에 대해서 어떻게 초기 투자자 또는 소유자가 구리의 잔존가치를 가져 갈 수 있게 하는가가 장기적인 국가 경제에 이바지할 수 있게 하는 길이다. 예를 들면 폐전선의 처리방안이다.
또한 해외에서는 장기적 관점을 가지고 수립해야 하는 정책은 단기간의 성과를 만들어야 하는 업무와는 별개로 진행을 하고 있다. 최소한의 안전만을 보장하는 안전 국제 규격에 의해 명분을 얻고 단시간의 경제적 성과를 이루는 것 보다는 장기적인 안목으로 경제와 국가에 도움이 되는 거시적이고 공공의 이익에 부합이 되는 정책과 기술적인 지원이 필요하다. 여기에서 에너지 관련 산업만큼은 안전하고 믿을 수 있는 성숙한 모습을 만들 수 있으며 여러 국가로 도움을 줄 수 있는 모델이 될 수 있을 것으로 생각한다.
구리협회는 지금까지 추진해왔던 여러 해외 NGO, UNDP 등과 협업을 통해 ‘Energy 4 All’ 등 인류에 공헌하는 큰 우산아래에서 작은 공헌을 지속적으로 견지해 나갈 계획이다.