컨트롤타임

노트북과 전기차 시장의 폭발적인 성장과 함께 ‘화이트 골드(White Gold)’라 불리는 리튬(Li)은 현대 에너지 산업의 안보와 직결된 핵심 전략 자산이 되었다. 지구상에서 가장 가벼운 이 금속은 우주 공간에 흔하게 흩어져 있는 것처럼 보이지만, 우리가 쓸 수 있는 순수한 배터리 등급으로 가공하는 과정은 고도의 화학 공학과 거대 자본이 투입되는 복잡한 가치사슬을 가진다.

배터리를 충전한다는 것은 물을 억지로 산꼭대기로 퍼 올리는 과정과 같다. 에너지가 가득 찬 높은 상태(불안정)를 만들어 두었다가, 밸브를 열면 물이 아래로 쏟아지며 물레방아를 돌리듯 전자를 흐르게 만드는 원리다.

석탄이 에너지를 낼 수 있는 근본적인 이유는 아주 오랜 옛날 식물이 태양빛을 받아 축적해 둔 화학 에너지를 그대로 머금고 있기 때문이다.

원자 안의 전자들은 아무 데나 앉을 수 없다. 극장 좌석처럼 '지정된 구역에만 앉아야 하는 보이지 않는 에너지 계급'이 존재하며, 이것이 바로 가전자대와 전도대의 실체다.

인류가 스마트폰과 전기차, 노트북의 동력원으로 왜 하필 '리튬(Li)'을 선택했는지에 대한 의문은 화학적 효율성의 극치를 추구한 결과다. 또한 '전자를 덜어내려는 경향'과 '도체·반도체'의 연결고리는 물질 내부에 존재하는 전자들의 자유도가 어떻게 결정되는가라는 하나의 거대한 물리학적 법칙으로 수렴된다.

지구가 하나의 거대한 자석이라는 가설은 단순한 비유를 넘어 과학적 사실이다. 인류가 나침반을 이용해 대항해 시대를 열 수 있었던 이유도 지구가 북극과 남극을 축으로 삼는 거대한 자기장을 뿜어내고 있기 때문이다.

자석의 N극과 S극은 전자나 양성자 그 자체가 아니다. 이는 전하의 종류가 아니라 자기장의 '방향'을 나타내는 지표다. 자석이 자성을 띠는 근본적인 원인은 역설적이게도 자석 내부에 존재하는 '전자들의 자전 운동'에 있다.

에너지 산업이 언제 시작되었는가는 '에너지를 상업적으로 대량 생산하고 유통하기 시작한 때'를 기준으로 잡아야 한다. 단순히 불을 피우거나 가축을 부리던 시기를 지나, 하나의 '산업' 체계를 갖추게 된 기점은 크게 세 가지 역사적 순간으로 나눌 수 있다.