비용과 환경 우려 커지는 가운데 일본, 심해 희토류 채굴 추진

태평양 해저 6,000m 가까이서 이룬 돌파구

일본은 2026년 2월 미나미토리시마 인근 수심 5,569m에서 희토류 함유 진흙을 연속 회수했다. 이는 2027년 2월까지 하루 350톤 채취 시험을 하고 2028년부터 산업 개발에 착수하는 것을 목표로 한 정부 사업의 진전이다. 이 같은 수심에서 연속 회수에 성공한 것은 처음으로 평가되며, 어려운 질문이 눈앞으로 다가왔다. 일본은 해양에 지속적인 피해를 주지 않으면서 이 기술적 성과를 감당 가능한 광물 공급원으로 만들 수 있을까?

작업은 일본 본토에서 거의 2,000km 떨어진 일본 최동단 섬 인근에서 조사선 지큐를 이용해 진행됐다. 연구진은 희토류 원소가 함유된 퇴적물을 해저에서 선박으로 끌어올렸다. 희토류 원소는 스마트폰부터 전기차와 풍력 터빈에 이르는 다양한 기술에 쓰인다.

내각부는 이 사업을 특정 공급국에 대한 의존을 줄이는 방안으로 내세운다. 사업 관련 자료에 따르면 중국은 일본 희토류 수입량의 약 90%를 공급한다. 그러나 연구진 내부에서도 일정에 이견이 나온다. 상업적 채굴에 대한 환경영향평가는 아직 완료되지 않았으며, 환경 모니터링에 참여한 한 과학자는 현재 연구로는 계획된 채취량을 달성하기 어렵다고 말한다.

46개국이 심해 채굴의 유예 또는 중단을 촉구하는 가운데 일본은 사업을 추진하고 있다. 77개가 넘는 기업과 금융기관은 해저 광물을 조달하지 않겠다고 약속했다. 이제 논쟁은 세 가지 과제로 이어진다. 자원 확보, 채굴의 수익성, 그리고 심해 생태계가 감당할 수 있는 교란의 수준이다.

일본이 진흙을 원하는 이유

미나미토리시마의 매장지는 일본의 배타적경제수역(EEZ) 안에 있다. 이 수역에서 일본은 해양 자원을 탐사하고 이용할 권리를 갖는다. 해당 연구는 해양안보 플랫폼 구축을 위한 내각부의 전략적 이노베이션 창조 프로그램(SIP) 사업에 속한다. 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC)는 탐사와 채굴 시험을 비롯한 현장 작업을 수행한다.

희토류 원소는 자석과 전자기기 등 각종 장비의 작동에 도움이 되는 특성을 지닌 금속군이다. 일본은 공급이 중국에 집중된 중·중희토류가 진흙에 함유돼 있다는 점에 특히 주목한다. 국내에서 이를 채취하면 무역이나 외교 관계가 악화될 때 제조업체가 활용할 수 있는 또 다른 공급원이 생긴다.

매장지 발견에 관여한 도쿄대 가토 야스히로 교수는 자원 개발이 이러한 취약성에 대한 해답이 될 수 있다고 본다. 산업계의 관심을 설명하며 그는 이렇게 말했다.

우리가 발견한 자원을 개발할 수 있다면 희토류를 둘러싼 그런 문제들은 사라질 것입니다. 산업계에서 정말 뜨거운 현안이 됐다고 생각합니다.

상업화 과제는 진흙을 선박에 싣는 데서 끝나지 않는다. 일본은 유용한 광물을 분리하고, 쓸 수 있는 소재로 정제한 뒤, 고객이 감당할 수 있는 가격으로 공급해야 한다. 대규모 매장지는 잠재적 자원일 뿐이다. 안정적인 공급을 위해서는 이 모든 과정이 반복해서 원활히 이뤄져야 한다.

일정과 과제의 규모

2월 회수 작업에 앞서 2026년 1~2월에도 작업이 진행됐다. 채굴 시스템은 석유·가스 시추 기술을 응용했으며, 교란된 퇴적물이 퍼지는 것을 최소화하도록 설계됐다. 다음 단계로는 훨씬 큰 규모의 실증 시험이 제안돼 있다.

• 2026년 1~2월: 연구진이 미나미토리시마 인근에서 회수 작업과 환경 모니터링을 진행했다.
• 2026년 2월: 일본은 해수면 아래 5,569m에서 희토류 함유 진흙을 연속 회수했다.
• 2027년 2월까지: 사업은 하루 350톤의 진흙을 채취하는 실증을 목표로 한다.
• 2028년부터: 사업은 산업 개발 착수를 목표로 한다. 더 큰 논의에서는 2030년 전후 상업 생산도 거론된다.

350톤은 진흙의 무게이지, 완성된 희토류 소재의 무게가 아니다. 각 회수분 가운데 유용한 광물이 되는 것은 일부에 불과하다. 따라서 원소의 함량, 처리 효율, 잔여 퇴적물 처리 비용이 사업의 경제성을 좌우한다.

해양 자원 개발의 환경 영향을 평가하는 시스템을 개발하는 프로젝트 팀을 이끄는 야마모토 히로유키는 현재 연구 방식으로는 채취 목표를 달성하기 어렵다고 지적한다. 그는 이렇게 말했다.

SIP가 조사에서 하고 있는 일은 상업화에 적합하지 않습니다. 하루 350톤을 채취하는 것은 그야말로 불가능합니다. 가능하더라도 상업성이 있는지는 별개의 문제입니다. 시간이 걸릴 것으로 봅니다.

모니터링으로 측정할 수 있는 것

JAMSTEC과 SIP는 채취 전 해저를 관찰하고 작업 중 변화를 감지하는 방법을 개발했다. SIP Ocean을 통해 개발된 방법들은 국제표준화기구(ISO)의 국제 표준이 됐다. 미나미토리시마 시험에서는 연구진이 회수 장비와 함께 모니터링을 진행했다.

모니터링을 통해 기계가 물속에 휘저어 놓은 입자 구름인 퇴적물 플룸의 이동을 추적할 수 있다. 이후 변화를 측정할 기준이 되는 해저 상태를 기록하는 데도 도움이 된다. 그러나 상업적 채굴에 대한 평가는 더 넓은 범위를 다뤄야 한다. 훨씬 넓은 지역에서 더 오랜 기간 반복적으로 장비를 가동할 때 어떤 일이 일어나는지 추정해야 한다.

작업을 참관한 야마모토는 연구 프로그램이 모니터링 기술을 개발했을 뿐, 상업적 채굴에 대한 영향평가를 완료하지는 않았다고 말했다. 그는 이렇게 설명했다.

SIP는 영향평가를 하지 않았습니다. 모니터링 기술을 개발하는 일과 영향평가를 수행하는 일은 서로 다릅니다. 상업적 채굴을 하겠다고 하면 그 규모에 맞춰 계산해야 합니다. 아직 그런 작업은 이뤄지지 않았습니다.

영향평가의 부재는 개발 일정에도 중요하다. 연구진이 그 규모에 따른 영향을 계산하려면 상업 계획에 작업 구역, 기간, 채취량, 퇴적물 처리 방식이 명시돼야 한다. 장기간에 걸쳐 해저가 회복되는 과정을 모니터링하는 사업도 현재 계획에는 없다.

수십 년간의 해저 교란이 보여주는 것

2025년 3월 네이처에 발표된 연구는 태평양 클라리온-클리퍼턴 해역의 시험 채굴 현장을 조사했다. 수십 년 전 기계가 광물 단괴를 제거한 곳이다. 연구진은 44년 만에 현장으로 돌아와 원래 8m 간격으로 나 있던 채굴 흔적이 여전히 보이는 것을 확인했다. 일부 생물은 돌아왔지만 산호와 해면을 비롯해 해저에 붙어 사는 대형 생물은 회복이 거의 이뤄지지 않았다.

단괴는 해저에 놓인 금속 함유 경화 덩어리다. 일본 사업은 대신 광물이 포함된 퇴적물을 채취한다. 진흙을 제거하면 해저가 다른 방식으로 변한다. 이 과정에 관한 연구는 단괴 채취를 수십 년간 연구해 온 분야보다 훨씬 제한적이다.

심해 채굴의 생태학적 영향을 다룬 2025년 11월 네이처 커뮤니케이션스 논문의 공동 저자이자 하와이대 교수인 제프리 드레이즌은 피해가 시간이 지나서야 분명해질 수 있다고 경고했다. 그는 회복의 어려움을 이렇게 설명했다.

심해의 자연환경은 천천히 회복되며, 경우에 따라서는 회복이 불가능할 수도 있습니다.

가토 교수는 과거 채굴 실험에 대해 좀 더 낙관적인 견해를 보인다. 망가니즈 단괴 채취 연구를 언급하며 그는 이렇게 말했다.

실제로 이런 시험을 해 본 사람들은 그 영향이 현실적으로 상당히 제한적이라는 감각을 갖고 있습니다.

미나미토리시마의 퇴적층은 약 3,450만 년 전에 형성됐다. 퇴적층의 연대와 많은 심해 생물의 느린 성장, 진흙 채취에 관한 제한적인 경험을 고려하면 교란이 얼마나 오래 지속될지가 핵심 우려 사항이다.

더 많은 국가가 중단을 요구하는 이유

유럽과 태평양, 아프리카의 46개국은 심해 채굴 유예 또는 중단을 지지한다. 유예는 상업 활동에 앞서 각국 정부가 과학적 증거를 더 확보하고 안전장치에 합의할 수 있도록 잠시 멈추는 것을 뜻한다. 제안 내용은 서로 다르며, 국제 논의의 상당 부분은 국가 관할권 밖 해저 자원에 관한 것이다.

포르투갈은 2025년 3월 금지 조치를 시행해 2050년까지 유지하기로 했다. 상업적 해저 광물 개발을 위한 구역 개방을 승인했던 노르웨이는 이후 채굴 계획을 2029년까지 중단했다. 이러한 각국의 결정으로 논의 범위는 국제 해저에서 국가 관할 수역으로 확대됐다.

2025년 유엔 해양 회의에서 에마뉘엘 마크롱 프랑스 대통령은 국제적인 채굴 유예가 필수적이라고 촉구했다. 구글, 삼성, 볼보, BMW를 포함한 77개 이상의 기업과 금융기관은 해저에서 채굴한 광물을 조달하지 않겠다고 약속했다. 이러한 약속은 향후 사업에 참여할 수 있는 고객과 투자자의 범위를 좁힐 수 있다.

일본과 한국, 중국은 채굴 유예를 지지하지 않았다. 일본은 자원 안보를 추구하는 한편, 퇴적물 플룸과 소음, 해양 생태계 회복에 관한 조사를 위한 시간을 더 확보하려는 국제적 움직임에도 직면해 있다.

국제 규칙과 일본 영해

국제해저기구(ISA)는 유엔해양법협약에 따라 국가 관할권 밖 해저의 광물 활동을 관리한다. 이 기구는 30건이 넘는 탐사 계약을 발급했다. 통상 ‘채굴 규범’으로 불리는 상업적 개발 규칙에 대한 협상에서는 환경 기준과 재정적 이익의 배분 등이 논의된다.

2026년 7월 자메이카에서 85개국이 참여한 ISA 회의는 환경 기준과 이익 배분에 관한 합의 없이 끝났다. 중국은 앞서 2023년 ISA 총회에서 채굴 유예 논의를 가로막기도 했다. 장기간 이어지는 협상은 광물 접근, 환경 보호, 공유 자원에서 나오는 수익 배분을 각국 정부가 얼마나 다르게 평가하는지 보여준다.

미나미토리시마는 일본 EEZ 안에 있어 자원 사업에 적용되는 관할권이 국제 해저의 채굴과 다르다. 일본은 해양 환경을 보호할 자국의 책임을 다하는 동시에 ISA 회원국으로서 국제 협상에도 참여해야 한다. 따라서 국내 규제와 국제 규칙 제정은 같은 정책 논쟁의 서로 다른 부분에 영향을 미친다.

미나미토리시마를 관할하는 오가사와라촌은 다른 국가 사업도 마주하고 있다. 방사성 폐기물 처분장 후보지를 검토하는 문서 심사와 2027년 시작 예정인 미사일 발사 훈련이다. 이러한 사업은 일본의 외딴 섬들을 어떻게 이용할지를 둘러싼 더 폭넓은 결정 속에 자원 개발을 놓이게 한다.

현장에 머무르는 비용

지큐는 본토에서 멀리 떨어져 있고 매장지도 깊어 기본적인 작업 비용이 많이 든다. 최근 회수 시험은 며칠에 그쳤지만, 상업적 채굴을 하려면 선박이 몇 달간 현장에 머물러야 한다. 보급과 정비, 운송, 연속 가동 비용이 모두 회수 소재의 가격에 영향을 미친다.

야마모토는 선박 운영비가 하루 1,000만 엔, 즉 6만5,000달러를 넘는다고 말했다. 선박이 눈에 띄게 움직이지 않아도 비용이 계속 드는 이유를 설명하며 그는 이렇게 말했다.

배가 가만히 있을 때도 제자리를 유지하기 위해 추진기가 계속 작동합니다.

하루 1,000만 엔이 넘는 비용을 적용하면 30일 운영에 3억 엔 이상이 든다. 이 계산은 제시된 선박 운영비만 반영한 것이다. 상업적 작업에는 처리 시설과 기타 기반시설 비용도 추가된다. 각 회수분에서 얻는 사용 가능한 희토류 소재의 양에 따라 이런 비용이 제품 단위당 가격으로 얼마나 반영될지가 달라진다.

일본에는 환경 우려의 경제적 측면도 있다. 논의에서 인용된 수치에 따르면 일본은 세계 참치 소비량의 약 4분의 1을 차지하며, 태평양 참다랑어 어획·소비량의 약 80%를 차지한다. 따라서 같은 바다에서 광물을 얻으려는 일본에는 해양 먹이망에 미칠 잠재적 영향도 중요하다. 과학자들은 퇴적물을 교란하면 수천 년에서 수백만 년 동안 저장된 탄소가 방출될 수 있다고 경고한다. 방출 규모와 탄소의 향방은 채굴 현장의 여건에 달려 있다.

안보와 기술이 투자를 이끈다

일본의 투자는 광물 판매를 넘어 전략적 가치가 있다. 희토류 공급망을 연구하는 위스콘신-매디슨대 연구원 줄리 클링거는 이 사업을 공급 안보, 미국과의 관계, 일본의 공학 기술 가치와 연결해 설명한다.

클링거는 2025년 10월 체결된 미일 핵심 광물 및 희토류 공급망 확보 협력 체계를 언급하며 이렇게 말했다.

중국 의존의 불안정성은 현실입니다. 동맹 관리 문제도 있습니다. 2025년 10월 체결된 미일 핵심 광물 및 희토류 공급망 확보 협력 체계는 일본의 채굴 투자를 미국의 방위산업 공급망과 명시적으로 연계하고 있습니다.

트럼프 행정부는 이미 2025년 4월 행정명령에서 해양 광물 자원을 핵심 국가안보 이익으로 규정했다. 이런 접근은 각국 정부가 중국산 공급을 대체할 수단을 찾는 태평양 자원 경쟁에 긴박감을 더한다.

일본은 극한의 수심에서 장비를 운용하는 역량을 바탕으로 과학 지식과 외교적 영향력, 해외에 판매할 수 있는 기술도 확보할 수 있다. 상업적 타당성을 둘러싼 논란에도 투자가 이어지는 이유다. 당장의 결정은 시험을 어디까지 확대할지, 확대 과정에 어떤 환경평가가 필요한지, 제안된 일정이 해상에서 입증된 역량에 부합할 수 있는지에 관한 것이다.

핵심 내용

• 일본은 2026년 2월 미나미토리시마 인근 수심 5,569m에서 희토류 함유 진흙을 연속 회수했다.
• 사업은 2027년 2월까지 하루 350톤의 진흙 채취를 실증하고, 2028년부터 산업 개발에 착수하는 것을 목표로 한다.
• 환경 모니터링에 참여한 과학자는 상업적 채굴에 대한 영향평가가 완료되지 않았다고 지적하고 채취 목표의 실현 가능성에 의문을 제기한다.
• 태평양의 한 연구에서는 채굴 흔적이 44년 뒤에도 남아 있었고, 일부 대형 해저 생물은 회복이 제한적인 것으로 나타났다.
• 46개국이 채굴 유예 또는 중단을 지지하는 가운데 일본과 한국, 중국은 이에 동참하지 않았다.
• 높은 운영비와 중국산 공급 의존, 미국과의 협력이 일본의 향후 행보에 영향을 미친다.