세계 최초, 심해저 광물자원 상용화 기술 열었다

해수부, 망간단괴 ‘양광시스템’ 실증 성공

해수부, 망간단괴 ‘양광시스템’ 실증 성공

심해저 광물자원 개발 실증시험이 세계 최초로 성공했다. 비록 실제 사용되는 크기를 축적한 예비적 테스트의 결과물이지만 막대한 장비와 인력이 소요되는 해저 자원 채광기술의 R&D 성과로, 관련 기술의 집약과 가능성을 확보했다는 면에서 의미가 크다.

해양수산부는 심해저에서 채집된 망간단괴를 파이프를 이용해 수면 위 채광선으로 이송하기 위한 시스템(양광시스템)을 개발하고 해상 실증시험에 성공했다고 18일 밝혔다.

이번 실증시험은 지난해 12월 14일부터 24일까지 포항시 남구 구룡포 북동쪽 35km 지점, 수심 1200미터 해역에서 이루어졌으며, 한국해양과학기술원과 선박해양플랜트연구소가 함께 수행했다.

자원 수급을 대부분 수입에 의존하는 우리나라에서 심해저 광물자원 개발사업은 해양 경제영토 확장과 미래자원의 장기 안정적 공급원 확보라는 측면에서 국가적으로 상용화를 위한 노력을 기울여 왔던 분야로, 약 20년에 걸쳐서 약 1500억을 투입한 결과물이다.

이와 관련해 연영진 해양정책실장은 “IT 등 모든 기술들과 소재가 집합되어야만 인공위성이 성공할 수 있듯, 심해저 광물자원사업도 광물자원을 선상까지 올리기 위해 GPS, DGPS, 수중무선통신, 소재 등 그간 해양 쪽에서 개발된 모든 기술이 다 집합이 되어야만 가능한 ‘해양에서의 나사 프로젝트’”라고 의미를 부여했다.

망간단괴 ‘양광시스템’ ⓒ해양수산부

망간단괴는 다금속 산화물로 첨단산업의 기초소재로 활용되는 망간, 니켈, 코발트, 구리 등 전략금속을 다량 함유하고 있어 해저의 검은 노다지로 불리는 광물자원이다. 수심 5000미터 내외의 심해에 부존하고 있다.

심해저 망간단괴의 채광은 채광로봇인 ‘미내로’를 이용해 채집하고 이를 파이프 등을 이용해 채광선으로 이송하는 절차를 거치게 된다.

이번 실증시험은 심해저에서 채집된 망간단괴의 중간저장소인 버퍼시스템을 수심 500m에 설치하고 양광펌프와 파이프 형태의 구조물인 양광라이저를 이용해 버퍼시스템에 저장된 망간단괴를 선상으로 이송하는 시험을 한 것이다.

이 시험에서 우리나라 자체기술로 개발한 버퍼시스템과 양광펌프, 원격실시간 운영 소프트웨어가 검증된 것으로, 선상으로 올라오는 단괴들을 해수와 분리·회수하고 해수는 배 밖으로 연속 배출하는 선상처리설비의 성능시험이 함께 이루어졌다.

또한 국내특허기술인 SAW(Submerged Arc Welding) 용접기술로 세계최초로 생산된 8인치 양광라이저를 사용, 국내 해양기자재 업체의 기술력을 입증한 좋은 사례가 됐다.
특히 이번에 검증된 버퍼시스템은 선박해양플랜트연구소에서 개발한 국내 독자모델로, 망간단괴를 저장하고 양광펌프로 공급량을 조절해 안전하고 경제적인 양광공정을 위한 핵심기능을 담당하는 장치다.

해수부는 정부가 1994년부터 수행한 연구개발(R&D)사업인 태평양 심해저 광물자원 개발사업을 통해 이룩한 대표적인 성과의 하나라며, 심해저 광물자원 개발 사업을 시작한지 20여년 만에 사업의 상용화를 위한 채광핵심기술을 보유하게 된 것이라고 평가했다.

정부는 지난 2002년 국제해저기구(ISA)로부터 확보한 하와이 동남쪽 2000km 클라리온-클리퍼톤(Clarion-Clipperton, C-C) 해역의 독점탐사광구(7.5만㎢)내 망간단괴의 탐사 및 상용화 기반 기술개발을 추진해 왔다.

태평양 C-C 해역의 독점탐사광구는 우리나라가 세계에서 7번째로 확보한 광구로, 약 5억6천만 톤의 망간단괴가 부존되어 있는 것으로 파악된다.

이는 연간 300만 톤씩 100년 이상 채광할 수 있는 양으로, 기술개발이 완료되고 상용화가 이루어질 경우 연간 2조원 이상의 수입대체 효과가 기대되고 있다.

우리나라는 현재, 태평양 C-C 해역의 독점광구를 포함해 인도양 공해상과 통가․피지 EEZ의 해저열수광상 독점광구 등 우리나라 국토면적(약 10만㎢)의 1.12배에 달하는 총 11.2만㎢의 광활한 해양경제영토를 해외에 확보하고 있다.

이번 연구에서 개발된 채광기술은 해저열수광상이나 망간각 등 타 광물자원 개발에 활용할 예정이다.

홍섭 선박해양플랜트연구소 책임연구원은 “이번 시험의 성공으로 해양신산업 창출을 위한 확고한 플랫폼이 마련됐다”면서 “앞으로 개발된 심해저 채광시스템의 핵심장비에 대한 기술 표준화와 타 광종에 활용하는 등 해양신산업이 조기에 실현될 수 있도록 법제도를 구축해야 할 것”이라고 강조했다.