석유와 가스를 덜 쓰면 배터리와 비료의 황 조달도 어려워질 수 있다

세계에서 생산량이 가장 많은 산업용 화학물질은 황산이다. 황산은 인산비료를 만들고 전기차 배터리에 쓰이는 니켈과 코발트를 광석에서 추출하는 데 필요하다.

영국 런던대 연구진의 2022년 논문에 따르면 당시 세계에 공급된 황의 80% 이상은 석유와 천연가스에서 황 성분을 제거하는 탈황 공정에서 나온 부산물이었다. 이 황을 태운 뒤 반응을 거쳐 황산을 만든다. 이처럼 황산 원료를 연료 생산에 의존하는 탓에 연료 사용을 줄이는 전환 과정에서 배터리와 농업에 필요한 원료 공급까지 어려워질 수 있다.

황 시장에서는 가격 상승과 생산 증가가 함께 나타났다. 미국 탬파의 황 계약 가격은 2024년 초 롱톤당 69달러에서 2025년 10월 초 310달러로 올랐다.

미국 지질조사국(USGS)의 2026년 자료는 세계 황 생산량을 2024년 8,390만 톤, 2025년 추정 8,400만 톤으로 제시한다. 정제시설 개선과 신규 사업에 따른 증산을 예상하며 가까운 장래 공급도 충분하다고 평가한다. 이 공급 기반이 장기적으로 연료 생산과 함께 줄어들 때 배터리와 비료의 원료를 어떻게 조달할지가 연구진이 제기한 문제다.

석유와 가스에서 회수하는 황이 공급의 대부분을 차지하기 전에는 황을 직접 채굴하는 광산이 주요 공급원이었다. 19세기에는 이탈리아 시칠리아섬의 유황 광산이 세계 황 공급을 주도했다.

19세기 말 헤르만 프라슈는 지하의 황을 녹여 지상으로 끌어올리는 프라슈 공법을 개발했다. 이 공법은 약 165도의 물이 끓지 않도록 압력을 높여 광맥에 주입한 뒤 녹은 황을 압축 공기로 지상으로 끌어올리는 방식이다. 미국 텍사스와 루이지애나 일대에서 프라슈 공법을 이용한 황 생산이 확대됐다.

정유사들이 황을 제거한 데에는 우선 정제 공정상의 필요가 있었다. 원유 속 황 화합물이 정제에 쓰이는 촉매의 기능을 방해했기 때문이다. 이후 대기오염과 산성비를 줄이려는 배출 규제와 연료의 황 함량 규제가 강화되면서 황 회수량이 늘었다.

정유사들은 클라우스 공정을 통해 탈황 과정에서 기체로 분리된 황화수소를 원소 황으로 전환했다. 연료를 만들기 위해 제거해야 하는 물질을 화학 산업의 원료로 판매하는 공급망이 확대됐다.

저렴한 회수 황의 공급이 늘자 물을 가열하는 데 많은 연료가 필요한 황 광산들은 경쟁력이 떨어졌다. 미국의 마지막 프라슈 광산인 메인패스 광산은 2000년 8월 낮은 황 가격과 높은 연료비, 기술 문제로 운영을 중단했다. 황산은 비철금속 제련 과정에서도 생산되지만, 황산 원료인 황을 조달하는 산업은 석유와 천연가스의 부산물에 크게 의존하게 됐다.

이 공급망에서는 황 가격이 오른다고 생산을 늘리기 어렵다. 정유사의 주된 사업은 연료 생산이므로 황 가격이 올랐다고 황을 얻기 위해 원유 처리량을 늘리기는 어렵다.