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심해저 광물자원의 개발은 어디까지 진행되었나?

바다 깊은 곳에 숨겨진 보물창고, ‘심해저 광물자원’
메탈넷코리아(월간 해양과조선) 취재부 이명규 기자
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  • 인터뷰 ①: 대우조선해양 전문위원 오영태(세제지원 연구기관의 활용, 전문인력의 양성이 키워드)
    국내의 심해저 광물자원개발사업은 1980년도부터 한국해양연구원의 연구개발사업을 시초로 시작되었으며, 1992년부터 정부주도의 심해저광물자원개발사업이 추진되었는데 이 때 태평양 C-C지역 30만
  • 인터뷰 ②: 국토해양부 행정사무관 송준석(심해저광물자원, 장기적·안정적 공급원 확보가 필수적!)
    심해저 광물자원이란 망간단괴, 해저열수광상 등 수심 약 1,000m 이하의 심해저에 있는 희귀금속을 포함한 광물을 의미한다. 망간단괴는 심해저연(수심 약 5,000m) 퇴적물과 해수에 포함된 금속 이온성
  • 인터뷰 ③:한국해양연구원 부장 문재운(심해저 광물자원개발,백년대계를 설계하는 장기적인 과제)
    바다는 인류에게 필요한 물질의 대부분을 가지고 있으며, 그 양은 실로 천문학적인 숫자에 이를 정도로 막대하다. 바닷물 속의 염분 외에도 금, 백금, 우라늄, 몰리브덴, 리튬 등 다수의 유용한 원소들이
  • 19세기의 산업혁명과 20세기 기술혁명시대를 거치면서 공업화 및 인구증가에 의해 세계 광물자원의 수요는 급격하게 증가하고 있다. 이에 따라 유한한 육상 광물자원의 채취량은 증가되었고 점차 고갈위기에 직면하고 있다.
    뿐만 아니라 육상 광물자원의 품위저하, 채굴심부화, 환경문제 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위해 심해저에 존재하는 해양광물자원은 새로운 대안으로 제시되고 있는 실정이다. 우리나라에 앞서 심해저 광물자원의 중요성을 인식하고 기술개발을 앞장서온 해양선진국들은 이미 1980년대에 망간단괴 채광에 필요한 기술개발을 이미 완료하고 심해저 채광에 따른 환경영향평가에 관한 연구를 진행중이다.

    즉 미국의 민간기업 주도 다국적 컨소시엄인 OMA(Ocean Management Inc.)가 수력펌핑양광시험과 공기양광시험의 2가지 방식에 대한 파일럿 테스트를 통해 연속채광에 성공했고, 동일한 시기에 OMCO(Ocean Minerals Company)도 채광시험을 통해 데이터를 취득한 바 있다. 일본의 경우에도 1981년부터 심해저 자원개발기술을 8대 대형 국책과제로 선정하여 연구를 진행중으로 1997년에는 수심 2,200m의 실해역에서 성능시험을 수행했다. 중국은 2001년에 140m 호수실험을 성공했으며, 인도는 독일과의 협력을 통해 2000년에 수심 500m에서 해저 모래채광시험을 실시한 바 있다. 우리나라는 2010년까지 연간 300만 톤 규모의 심해저 망간단괴 상업생산을 목표로 정부주도하에 탐사, 집광, 양광 및 제련기술의 실용화 연구를 수행하여 핵심적인 기술분야의 성과를 거두고 있다.
    현재 탐사 및 집광분야 연구는 한국해양연구원에서, 그리고 양광 및 제련분야 연구는 한국지질자원연구원에서 담당하고 있다. 이 가운데 해저에서 단괴를 채집하는 집광시스템과 집광된 단괴를 해저에서 해상까지 보내기 위한 양광시스템은 심해저 망간단괴 상업화의 성패를 결정하는 중요 기술이라고 할 수 있다.

    현재 세계 각국에서는 심해저 광물자원 확보와 개발에 힘을 쏟고 있다. 이는 앞으로 10∼15년 이내에 국가간 갈등요인으로 자원문제가 대두될 것임을 점치고 있기 때문이라고 판단된다. 심해저 광물자원이 상업적으로 생산되는 단계에 들어가면 한 국가가 독자적으로 개발하는 형태에서 벗어나 심해저 광구를 확보하고 있는 국가 간의 협력을 통한, 즉 컨소시엄의 형태로 추진될 것으로 예상된다.
    이러한 컨소시엄에 참여하기 위해서는 자본이나 기술 중 어느 하나는 확보하고 있어야 할 것이다. 그러므로 우리나라도 선진국들과의 경쟁에 뒤쳐지지 않도록 일찌감치 기술력을 확보해야 할 것이다. 이러한 중요성에 발 맞춰 월간<해양과조선> 4월호에서는 바다 깊은 곳에 있는 보물창고, 심해저 광물자원에 대해 알아보고 최근의 개발현황 및 전망을 재조명해봤다.



    Ⅰ. 심해저 광물자원 개발의 개요
    1. 심해저 광물자원의 정의
    심해저 광물자원이란 망간단괴, 해저열수광상 등 수심 약 1,000m 이하의 심해저에 있는 희귀금속을 포함한 광물을 의미한다.

    2. 심해저 광물자원의 종류
    (1) 망간단괴(Manganese Nodule)
    (2) 망간각(Manganese Crust)
    (3) 해수열수광상
    (4) 가스하이드레이트

    3. 심해저 광물자원 개발의 절차
    (1) 탐사
    (2) 환경
    (3) 채광
    (4) 처리 및 제련
    (5) 수송

    4. 심해저 광물자원의 중요성 및 개발의 필요성

    Ⅱ. 심해저 광물자원 개발의 현황
    1. 심해저 광물자원 개발 장비 현황
    19세기 챌린저호의 역사적인 세계일주 해양 대모험을 필두로 바다 자체를 대상으로 한 과학적 연구가 활발해지게 되었다.

    (1) 탐사장비의 해외 현황
    (2) 유인 잠수정의 해외 현황
    (3) 무인잠수정과 무인탐사로봇

    2. 해외의 심해저 광물자원 개발 현황
    (1) 망간단괴의 개발현황
    영국의 해양탐사선 첼린저호가 세계 대양을 탐사하던 중 아프리카 북서부 대서양에 위치한 카나리아 제도의 페로섬 남서쪽 300km 지점에서 처음 발견되었다. 그 후 망간단괴는 수십 년 동안 순수한 과학적 탐구심에서 연구되다가 국제 지구물리 관측년 기간(1957∼1958년)에 광범위한 심해저 탐사를 실시한 결과 이것이 전 대양 심해저에 다량 분포하고 있는 것으로 밝혀졌다.
    심해저 망간단괴 개발을 위한 노력은 과거 20여 년간 기술과 자본을 가진 선진 각국의 기업그룹(Consortium)이나 국가주도로 활발하게 이뤄져왔다.

    1) Kennecott Constrtium
    2) OMA(Ocean Mining Associates)
    3) OMI(Ocean Manangment Incorporated)
    4) OMCO(Ocean Minerals Company)
    5) 프랑스
    6) 일본
    7) 인도

    (2) 망간각의 개발현황
    (3) 해저열수광상의 개발현황
    (4) 가스하이드레이트의 개발현황
    1) 미국
    2) 일본
    3) 인도
    4) 캐나다
    5) 러시아
    6) 영국
    7) 독일
    8) 대만
    9) 중국

    3. 국내의 심해저 광물자원 개발 현황
    (1) 망간단괴의 개발현황
    (2) 망간각의 개발현황
    (3) 해저열수광상의 개발현황
    (4) 가스하이드레이트의 개발현황

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    Ⅲ. 심해저 광물자원 개발의 전망
    1. 망간단괴
    2. 망간각
    3. 해저열수광상
    4. 가스하이드레이트

    Ⅳ. 심해저 광물자원 개발의 당면과제 및 육성방안
    1. 탐사선의 부족!
    2. 민간업체 참여의 저조!
    3. 장비개발이 시급!
    4. 전문인력양성의 중요성 인식!
    5. 체계적인 법제도 구축!
    6. 개발시 환경보존에 힘써야 할 것!

    Ⅴ. 마무리
    바다에는 우리가 미처 깨닫고 있지 못한 엄청난 비밀이 숨겨져 있다. 바다는 지구상에 존재하는 모든 생물들의 탄생과 성장, 그리고 미래에 대한 수수께끼를 풀어 줄 중요한 열쇠를 쥐고 있으며 또한 바다 속에 묻혀 있는 어마어마한 양의 광물자원은 전 세계적으로 문제가 되고 있는 자원고갈문제의 해결책으로 새롭게 떠오르고 있다. 따라서 바다를 이해하는 일은 호기심을 채우는 즐거운 일일 뿐만 아니라, 우리 인류의 미래를 더욱 윤택하게 하는 것에도 중요한 밑거름이 될 것이라고 생각한다.

    ■ 참고문헌
    · 한국지구시스템공학회지
    · 한국해양연구원
    · 국토해양부
    · 한국지질자원연구원
    · 한국해양수산개발원
    · 한국해양대학교
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