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- 16가지 시나리오를 바탕으로 2030년까지 중국, 유럽, 미국에서 전기차 배터리에 필요한 탄산리튬과 수산화리튬의 양을 산출. 2040년까지는 수요가 40배 증가할 것
- 유럽은 2030년에 전기차 생산에만 최대 79만 2천 톤의 리튬이 필요
- 광산이 리튬을 생산하기까지 5년에서 15년의 리드타임이 필요

원자재: 2030년까지 리튬 부족할까?
연구원들은 유럽에서 이 중요한 배터리 원자재의 공급 부족이 임박했다고 예측한다.

원자재 경쟁:
한 연구에 따르면 전기차에 필요한 리튬은 수입을 포함하더라도 이르면 2030년경 유럽에서 부족해질 수 있다. 이 연구에 따르면 유럽은 불과 5년 만에 중국에 이어 자동차 배터리용 리튬 수요가 두 번째로 높을 것으로 예상된다. 그러나 EU 리튬 생산은 아직 초기 단계이며, 수입 측면에서는 중국과 미국과 직접적인 경쟁 관계에 있다. 이들 국가는 리튬 수요의 상당 부분을 자체적으로 생산할 수 있다. 

▲ 리튬은 리튬 이온 배터리의 주요 원료다. 그렇다면 유럽, 중국, 미국의 공급 상황은 어떨까? © jroballo/ Getty Images

원자재인 리튬은 스마트폰부터 전기차에 이르기까지 거의 모든 충전식 배터리에 사용되므로 여러 기술에 필수적이다. 특히 전기 이동성 확대로 인해 리튬 수요는 향후 몇 년 동안 급격히 증가할 것이며, 2040년까지는 수요가 40배 증가할 것으로 예상된다. 이는 리튬 추출이 이러한 수요를 따라잡을 수 있을지, 그리고 이것이 특히 유럽에 어떤 의미를 갖는지에 대한 의문을 제기한다.

▲ 중국, 유럽(EU), 미국 등에서 수입 확대를 위한 최대 극한 용량

2030년 전망

상하이 화동사범대학교와 스웨덴 룬드대학교의 샤 치판(Qifan Xia)이 이끄는 연구진은 이 문제를 더욱 자세히 조사했다. 연구진은 중국, 미국, 유럽, 이 세 곳의 세계 최대 전기차 시장의 리튬 공급이 어떻게 전개될지 알아보고자 했다. 이 세 지역은 현재 전기차 구매의 80%와 배터리 생산의 상당 부분을 차지하고 있다. 동시에, 이 세 지역은 배터리 원료인 리튬과 중간 제품인 탄산리튬, 수산화리튬의 최대 경쟁국이기도 한다.

샤는 "리튬은 오늘날 산업 혁명 당시 가솔린만큼이나 중요하다"며 "하지만 리튬 매장량은 전 세계적으로 매우 불균형하다"고 설명했다. 대부분 리튬은 칠레, 볼리비아, 호주에서 생산된다. 유럽, 중국, 미국에도 자체 리튬 매장지가 있지만, 매장량이 더 적고 대부분 미개발 상태다. 이는 라인강 상류 그라벤과 오레 산맥에 있는 독일 리튬 매장지에도 적용된다.

연구진은 연구를 위해 16가지 시나리오를 바탕으로 2030년까지 중국, 유럽, 미국에서 전기차 배터리에 필요한 탄산리튬과 수산화리튬의 양을 산출했다. 또한 각 국가가 자체 자원으로 이러한 수요를 얼마나 충당할 수 있는지, 그리고 필요한 수입이 두 경쟁국의 공급에 어떤 영향을 미칠지도 계산했다.

▲ 남미 염수에서 리튬염 추출. © Xeni4ka/ Getty Images

리튬 생산 부족

결과:
유럽은 2030년에 전기차 생산에만 최대 79만 2천 톤의 리튬이 필요할 수 있다. 이로 인해 유럽은 130만 톤의 리튬을 보유하며 중국에 이어 배터리 원자재 수요에서 두 번째로 큰 국가가 되었다. 미국은 69만 2천 톤으로 3위를 차지했다. 그러나 중국은 국내 리튬 채굴량에서 우위를 점하고 있으며, 이는 중국이 자체적으로 약 80만 톤에서 110만 톤의 리튬을 생산할 수 있음을 의미한다.

"반대로 미국과 유럽의 리튬 생산은 아직 초기 단계다"고 연구팀은 말했다. 이 연구에 참여하지 않은 카를스루에 공과대학(KIT)의 마르셀 바일 연구원은 "시장 주도형 신규 리튬 광산 개발의 근본적인 문제는 현재 매우 낮은 리튬 가격이다. 이는 투자자들이 이러한 위험과 다른 시장 위험 때문에 신규 광산 투자를 꺼린다는 것을 의미한다. 광산이 리튬을 생산하기까지 5년에서 15년의 리드타임이 필요하기 때문에 이는 심각한 문제다"고 설명했다.

▲ 탄산리튬 및 수산화리튬의 글로벌 무역 네트워크 시뮬레이션

그럼에도 불구하고, 최상의 시나리오에서 미국은 생산량을 61만 톤까지 늘릴 수 있으며, 이는 자국 수요를 거의 충족할 수 있는 수준이다. 연구진은 "2030년까지 미국은 적어도 배터리 용량이 감소하는 시나리오에서는 수입 의존도를 줄일 수 있을 것"이라고 밝혔다. 이는 중국도 마찬가지다.

유럽에서 가장 큰 공급 격차

그러나 유럽은 여전히 ​​리튬 수입에 크게 의존하고 있다. 샤와 그의 동료들은 "유럽은 가장 큰 리튬 부족에 직면해 있다"고 말했다. "유럽은 해외 수입과 국제 무역을 통해 수요를 충족해야 한다." 연구팀은 2030년까지 유럽의 국내 리튬 생산량이 32만 5천 톤으로 제한될 것으로 추산했다. 이는 수요의 약 절반에 불과하다.

▲ 리튬은 전기 자동차의 리튬 이온 배터리에 필수적인 원소다. © zorazhuang/ Getty Images

또 다른 문제는 수입 경쟁이다. 샤와 그의 동료들은 "중국, 유럽, 미국의 리튬 공급원이 겹칠 뿐만 아니라, 칠레와 같은 소수의 주요 공급국에 수입을 의존하고 있다"며 "중국이나 미국이 수입을 늘리면 유럽과 경쟁하게 된다. 한 국가의 공급이 늘어나면 다른 국가의 공급이 줄어들게 된다”고 설명했다.

극단적인 경우, 연구팀이 보고한 바와 같이, 세 지역 모두에서 탐내는 배터리 원자재가 부족해질 수도 있다. "수요가 가장 높은 시나리오에서는, 최대 무역량과 수입량을 확보하더라도 세 지역 모두 리튬 수요와 공급의 균형을 맞추기 어려울 것이다.“

더 많은 광산, 더 높은 효율성, 그리고 대안적인 배터리가 필요

연구진은 따라서 시급한 조치가 필요하다고 밝혔다. 첫째, 전 세계적으로 리튬 추출량을 늘리는 것이 매우 중요하다. 이를 위해서는 새로운 자원 개발, 채굴 활동 강화, 그리고 더욱 효율적인 추출 및 분리 방법 개발이 필수적이다. 연구팀은 "채굴 및 처리 기술의 혁신을 통해 리튬 추출 속도가 더 빠르고, 더 저렴하며, 더 지속 가능하게 될 수 있다"고 강조했다.

▲ 다양한 시나리오에 따른 중국, EU 및 미국의 EV에 대한 리튬 수요 (출처: Long on expectations, short on supply: Regional lithium imbalances and the effects of trade allocations by China, the EU, and the USA / June 12, 2025 / Cell Reports Sustainability)

또한, 리튬 이온 배터리의 대안을 통해 배터리 기술을 더욱 발전시키는 것 또한 필수적이다. 이러한 대안에는 주로 리튬 대신 나트륨 기반 배터리가 포함된다. 이러한 배터리는 이미 일부 중국 전기차에 시범적으로 사용되고 있으며, 곧 산업 규모로 생산될 수 있을 것이다.

샤는 "우리 연구는 이 분야에서 아무런 조치도 취하지 않을 경우 세계가 중요한 기후 및 에너지 목표를 달성하지 못할 위험이 있음을 보여주었다"고 말했다. 지금까지 충분한 리튬 공급은 운송 분야의 에너지 전환에 필수적이었기 때문이다.

참고: Cell Reports Sustainability, 2025; doi: 10.1016/j.crsus.2025.100404
출처: Cell Press

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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