소행성에서 귀금속 쏟아지면…백금 가격 75% 이상 폭락

공상과학(SF) 작가들은 오랫동안 우주선을 이용해 소행성에서 귀금속을 채굴하고 막대한 부를 축적하는 상상을 해왔다. 최근에는 아스트로포지(AstroForge) 등 소행성 광물 채굴 스타트업들이 이 같은 꿈을 현실로 만들기 위해 관련 기술을 개발하고 있다.

그러나 소행성에서 귀금속을 대량으로 채굴해 지구로 가져올 경우 공급 과잉으로 시장 가격이 폭락할 수 있다는 우려도 나온다.

M형 소행성 중 가장 유명한 프시케 소행성을 근접 비행하는 우주선을 상상한 이미지 (출처= NASA/JPL-칼텍)

과학매체 유니버스투데이는 미국 매사추세츠공대(MIT) 시스템 역학 전문가 2명이 '아스트로포지는 백금족 금속(PGM) 시장을 붕괴시킬 것인가'라는 제목의 논문을 통해 이 같은 가능성을 분석했다고 최근 보도했다. 해당 논문은 논문 사전공개 사이트 아카이브(arXiv)에 실렸다.

백금족 금속 부족…소행성 채굴로 돌파

백금족 금속(PGM)은 백금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 오스뮴 등 6종의 금속을 말한다. 촉매와 전자산업, 보석 등 다양한 분야에 사용되며, 특히 백금과 팔라듐은 자동차 촉매 변환기부터 수소연료전지에 이르기까지 폭넓게 활용되나 매장량이 제한적이고 채굴이 어려워 가격이 높은 편이다.

현재 전 세계 백금족 금속 매장량의 80% 이상은 남아프리카공화국과 러시아의 깊은 지하 광산에 집중돼 있다. 이들 광산에서도 암석 1톤당 채굴할 수 있는 금속은 불과 몇 g에 불과하다. 채굴 과정에는 환기와 냉각 설비, 중장비는 물론 숙련된 노동력까지 필요하다. 따라서 새로운 공급원이 등장한다면 관련 산업의 구조에도 상당한 변화가 일어날 수 있다.

주목할 만한 대안은 금속성(M형) 소행성이다. M형 소행성은 원시 행성의 금속 핵이 남긴 잔해로, 지구의 일반적인 광석보다 훨씬 높은 농도의 백금족 금속을 함유한 것으로 알려져 있다. 지름 약 1㎞의 소행성 하나에 인류가 역사적으로 채굴한 것보다 많은 양의 백금족 금속이 들어 있을 수 있다는 추정도 나온다.

아스트로포지, 소형 탐사선 활용해 채굴 비용 ↓

아스트로포지는 내년 초 스토크 스페이스의 노바 패스파인더 로켓에 오토노미-1을 탑재하여 발사할 계획이다. (이미지=아스트로포지)

미국 캘리포니아에 본사를 둔 아스트로포지는 지구에 백금족 금속을 공급하는 것을 목표로 하는 소행성 채굴 스타트업 중 하나로, 수십억 달러 규모의 대형 우주선을 개발하는 대신 발사 비용이 수백만 달러 수준인 소형 탐사선을 활용해 채굴 비용을 낮추는 전략을 추진하고 있다.

아스트로포지가 구상하는 채굴 방식은 자석을 이용해 금속 소행성에 탐사선을 고정하는 것이다. 이후 고출력 레이저로 소행성 표면을 기화시키고, 탑재된 정제 장비를 통해 백금족 금속을 니켈과 철 등 다른 물질로부터 분리한다. 정제된 금속은 열 차폐 기능을 갖춘 귀환 캡슐에 담아 지구로 운송한다. 가치가 높은 금속만 지구로 가져오고 상대적으로 가치가 낮은 광물은 운송하지 않아도 된다는 것이 이 방식의 장점이다.

연구진, 채굴 성공 후 백금족 금속 시장 변화 예측

연구진인 로버트 나흐트리브와 스티븐 스미스는 소행성에서 채굴한 물질을 지구로 운송하는 데 성공한 시점부터 향후 20년간 백금족 금속 시장에 어떤 변화가 나타날지 예측하기 위해 동적 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 구축했다. 분석 결과, 우주 채굴이 본격화되면 지구 시장에는 크게 두 단계의 변화가 나타날 것으로 전망됐다.

첫 번째는 '우주 골드러시' 단계다. 현재 백금족 금속 가격은 공급 부족으로 높은 수준을 유지하고 있다. 새로운 공급원이 등장하면 가격은 점차 하락하겠지만, 초기에는 그 영향이 제한적일 것으로 분석됐다. 우주에서 채굴한 금속도 기존 시장 가격에 판매할 수 있기 때문에 초기 우주 채굴 기업들은 막대한 수익을 거둘 수 있다는 설명이다.

이 같은 높은 수익성은 민간 투자를 끌어들이고, 투자금은 다시 우주 채굴 장비의 생산 능력을 확대하는 데 투입될 것으로 예상된다. 연구진은 이 과정에서 업계 수익이 초기 단계에 현재 수준의 최대 8배까지 증가하는 선순환이 형성될 수 있다고 분석했다. 최초로 우주에서 채굴한 자원을 지구로 운송하는 데 성공한 기업이 막대한 부를 축적할 가능성이 있다는 것이다.

그러나 이후 두 번째 단계 '균형 붕괴'가 시작되면 상황은 달라진다. 우주에서 채굴한 금속이 시장에 대량으로 유입되면서 전 세계 백금족 금속 공급량이 기존 지구 광산의 생산량을 크게 웃돌고, 가격도 급격히 하락할 수 있다는 전망이다. 이 과정에서 북미 지역처럼 생산 비용이 높은 광산들이 가장 먼저 경쟁력을 잃을 것으로 예상됐다. 연구진은 향후 15년 동안 지구 광산에서 생산되는 백금족 금속이 우주 채굴 물량으로 완전히 대체되고, 시장 가격은 75% 이상 하락할 수 있다고 내다봤다.

이 같은 전망은 지상 광산업계에는 반갑지 않은 소식이지만, 다른 산업에는 새로운 기회가 될 수 있다. 백금족 금속 가격이 낮아지면 수소 생산에 사용되는 전해조 등의 제조 비용도 줄어들어 전 세계적인 친환경 경제로의 전환에 드는 비용을 낮출 수 있기 때문이다.

환경 측면에서도 이점이 있다. 우주 채굴이 지상 광산을 대체하면 광산 개발 과정에서 발생하는 산성 광산 배수와 비소 오염을 줄일 수 있으며, 깊은 지하 갱도에서 이뤄지는 위험한 작업도 줄어들 수 있다.