한국의 망간단괴 연구개발은 해양수산부와 한국해양연구원 등 정부기관과 대우조선해양, 삼성중공업, 현대중공업, LS니꼬 등 민간기업이 공동으로 설립한 심해저자원개발협의회(이하 심해협)를 통해 주도되고 있다.

1994년 설립 당시 13개 기업체와 연구소로 출발한 심해협은 해저자원개발에 대한 기업과 연구기관의 관심과 참여가 증가하면서 지금은 30여개 회원사로 늘어났다.

심해협은 심해저자원개발 지원용 국산장비개발과 중장기 추진계획 수립, 정책 토론회 및 해양공학기술회의, 세미나 등을 통해 다양한 정책제시와 기술협력에 노력해 왔다.

특히 울산에 본사를 두고 있는 현대중공업은 채광·설비와 수송·조선부분에 참여하고 있다.

현대중공업은 기존 굴삭기 등 중장비 제조 기술과 노하우를 바탕으로 해저면의 망간단괴를 채집하는 집광시스템과 수거된 망간단괴를 해상까지 끌어올리는 양광시스템 연구개발에 참여하고 있다.

국토해양부는 지난 6월 경북 울진군 후포 앞바다 수심 약 100m 해저면에 45t의 인조 망간단괴를 살포한 뒤 자주식 시험집광기와 양광펌프를 이용해 해저면의 인조단괴를 끌어올리는 실험에 성공했으며 2012년 수심 1천m, 2015년에 2천m까지 심해역 실증실험을 계속 실시해 나갈 예정이다.

현대중공업은 또 망간단괴가 본격적으로 채광될 경우 태평양 광구에서 1만km나 떨어져 있는 국내 항구로 옮기는 데 요구되는 선박의 공급에도 주도적인 역할을 수행할 예정이다.

한국지질자원연구원과 함께 심해협 제4분과인 제련·플랜트분야의 운영위원사로 참여하고 있는 LS-Nikko동제련은 울산 온산공단에 국내 최대의 동제련시설을 보유하는 등 비철금속 제련분야의 선두기업이다.

LS-Nikko동제련은 망간단괴가 본격적으로 채취될 경우 이미 기반 시설을 갖추고 있는 온산에 대규모 망간단괴 제련공장을 건설한다는 계획 아래 기술개발에 한창이다.

현재 제련기술 개발 분야는 선진국과 다소 격차가 있지만 LS-Nikko동제련 산하 기술연구소의 꾸준한 연구개발의 결과로 지금은 선진국 수준까지 근접하고 있다.

현재까지 알려진 제련방식 가운데 미국과 일본, 프랑스, 중국 등이 채택하고 있는 용융환원-습식침출법에 대한 기술연구소의 연구가 한창 진행중이다.

■ 망간단괴란

해저에 가라앉아 있는 ‘검은 황금’

3~10cm 감자크기 수 천만년 걸려

망간단괴(manganese nodule)는 바닷물에 녹아 있는 금속 성분이 평균 5천m 깊이의 심해저 퇴적물 위에 가라앉아 형성된 검은색 광물 덩어리로 일명 ‘검은 황금’이라고 불린다.

망간단괴는 100만년에 수 mm 정도의 속도로 형성되는 매우 귀한 자원으로, 지름 3~10cm 정도의 감자 크기 형태로 자라기까지 수천만년 이상 걸린다.

‘검은 황금’이라는 별칭에서도 알 수 있듯이 망간단괴에는 다양한 광물이 함유돼 있는데 특히 망간, 니켈, 구리, 코발트의 함량이 많을 뿐만아니라 다양한 분야에서 핵심 소재로 사용되기 때문에 ‘망간단괴 4대 금속’이라고 불린다.

이 4대 금속은 첨단 산업과 경제 전반에 걸쳐 중요한 기초 소재가 되는 전략자원이기 때문에 심해저 광물자원 개발의 필요성이 더욱 커지고 있다.

따라서 선진국을 포함한 전세계 국가에서 망간단괴를 채취하기 위한 집광 기기와 수면 위로 끌어올리는 양광 기기, 망간단괴에 포함된 4대 금속을 경제적으로 제련하는 기술 개발과 연구가 활발히 진행중이다.

선진 해양국인 미국, 일본, 프랑스, 독일 등은 이미 1980년대 중반에 망간단괴의 우선 개발구역 선정 및 관련기술의 개발을 완료하고, 최종 상업생산 시기를 기다리고 있는 중이며, 중국, 인도 등도 한국보다 3~5년 앞선 상태로 광구탐사 및 채광·제련 등 기술개발에 총력을 기울여 실용화 단계에까지 진입하고 있는 상태다. 국내 탐사기술은 선진국의 80% 수준으로 연간 300만t의 심해저 망간단괴를 채광 처리할 수 있는 심해저 채광시스템 및 최적 제련공정 등을 개발중에 있다.

특히 지난해 국산 무인잠수정 ‘해미래’가 수심 5천775m에서 촬영과 성능확인 실험에 성공한 데 이어 지난 6월에는 수심 100m에서 집광기와 양광펌프를 이용해 해저면의 인조단괴를 끌어올리는 실험에도 성공했다.

한국해양연구원 관계자는 “이번 시연회는 성공했지만 100m 수심에 불과해 채광로봇이 갈 길은 아직 멀다”며“꾸준한 기술개발과 실험을 통해 2015년에 해저 2천m에 도전한 뒤 2018년쯤 상용화를 시도할 계획”이라고 밝혔다. / 김기열 기자