북한은 전 국토 면적의 80%에 달하는 광범위한 지역에 다양한 광물자원이 분포되어 있으며, 여러 광종 중에서도 마그네사이트, 연·아연, 철광석, 석탄 등의 광물 매장량은 최소 추정량 기준으로 세계 10위권 내에 드는 것으로 알려져 있다. 이러한 자원 잠재가치를 토대로 북한은 지속적으로 광물자원 개발을 국가 기반산업과 경제건설에 있어 역점 사업으로 강조해왔고, 우리나라는 물론이고 중국을 포함한 주변국들 역시 북한 광물자원 투자에 관심을 갖고 관련 조사 및 분석을 꾸준히 수행해 왔다.

남북의 광물자원개발 협력은 단순한 자원교역 이상의 경제적 효과가 기대되는 분야이며, 북한 광물자원의 잠재가치를 현실화하고 남북 자원협력을 한반도 경제 성장 동력으로 삼기 위해서는 생산성 향상 및 부가가치 증대로 경제‧지역 발전을 도모하는 지역 발전 모델이 함께 제시되어야 한다. 북한의 자원개발은 광산 시설의 노후화와 설비 부족, 전력 공급의 한계, 교통 인프라 미비 그리고 낙후된 탐사‧채굴‧가공 기술 등으로 자원 생산성과 공장 가동률이 절대적으로 낮은 수준이므로 자원협력 방안 수립에 있어서 북한의 전력, 철도, 도로 등 각종 인프라 확충과 광물 자원의 DB 구축 및 투자 이익을 극대화시킬 수 있는 사업 전략의 마련 등이 동반되어야 한다. 이에 본고에서는 북한과의 자원협력, 특히 단천 지역을 중심으로 하는 광물개발 협력 방안 마련의 기초자료로서 단천 지역 광산개발을 위한 철도, 도로, 항만, 전력 등의 배후 인프라 현황을 살펴보고 인프라 현대화를 통해 단천 지역을 광물산업의 거점도시로 성장시킬 수 있는 방향성을 제시하고자 한다.

단천 지역은 함경남도 북부 동해안에 위치한 인구 30만∼40만 명으로 추정되는 공업도시이면서 북한 최대의 광산 단지이다. 대흥청년영웅광산(마그네사이트)과 룡양광산이 있는 전형적인 광산 도시로서 마그네사이트(매장량 37억톤), 코발트, 아연(검덕광산), 인회석(동암광산), 철광석이 채굴되는 지역이며, 연･아연, 마그네사이트를 비롯하여 금, 은, 동, 몰리브덴, 인회석, 활석, 대리석, 흑연 등 약 20여종, 40여개의 광산이 반경 약 100㎞∼120㎞내에 밀집되어 있다. 광산뿐만 아니라 아연제련소, 마그네사이트 가공공장, 인회석을 이용한 비료 공장, 시멘트 공장이 있고, 광산설비 및 부속품들을 생산하는 각종 광산물 기계제작소 등의 설비도 갖추고 있을 뿐만 아니라 검덕공업대학, 단천광업단과대학과 다수의 광물자원 관련 연구소들도 있어 풍부한 광업 인력을 보유하고 있다. 지역 내에 철도와 항만, 수력발전소 등이 역내에 있어 인프라 체계도 갖추고 있고, 철도는 평양과 혜산, 무산, 청진, 온성, 라진과 연결되어 평라선, 금골선, 단풍선이 있으며, 특히 금골선 주변으로 광산 시설이 발달되어 있다. 단천역에서 4㎞ 거리 내에 단천항이 위치하고 있으며, 발전설비는 기존의 허천강수력발전소 외에 최근 완공된 단천발전소가 있다. 단천 지역의 전반적인 인프라 분포 현황은 [그림 1]과 같다.

단천 지역의 주요 광산으로는 검덕광산(연‧아연), 룡양광산(마그네사이트), 대흥광산(마그네사이트)가 있으며, 각 광산의 위치 및 처리 시설 분포 현황은 [그림 2∼4]와 같다.

• 검덕광산

  • 매장량 약 3억 톤의 한반도 최대 규모의 연·아연 광산(1932년 조업 시작)
  • 선광능력: 1,000만 톤/년 (3선광장)
  • 연간 생산량(2007년 기준): 광석 300만 톤, 정광 아연 19.6만 톤, 연 3.2만 톤
  • 제3선광장은 250만 톤 능력의 부선계통 1단계 개건 공사 완료, 500만 톤 개건공사 착수

• 룡양광산

  • 매장량 7.7억 톤의 마그네사이트 광산 (1942년 개발)
  • 채광능력: 100만 톤/년
  • 연간 생산능력: 134만 톤/년 (제1선광장 80만 톤, 제2선광장 54만 톤)
  • 연간 생산량(2006년 기준): 정광 62만 톤

• 대흥광산

  • 매장량 8억 톤 규모의 마그네사이트 광산 (북한 보고 매장량 50억 톤)
  • 채광능력: 100만 톤/년 (노천채굴 70%, 갱내채굴 30%)
  • 연간 생산능력: 60만 톤
  • 연간 생산량(2007년 기준): 정광 62만 톤

단천시 광산지역의 주요 철도수송 노선인 금골선은 평라선의 여해진역에서 무학역까지의 노선이며, 전체 연장은 약 89.1㎞로 추정된다. 금골선은 험준한 산악지 협곡을 따라 건설되어 있어 선로 곡선반경 R=250m인 급곡선 2개소를 비롯하여 대부분 R=300m~400m인 급곡선이 전체 연장의 약 43%를 차지하며, 여해진역과 무학역 간의 시·종점 고저차가 대략 1,000m 내외로 평균 기울기가 12%나 되므로 급기울기인 구간도 매우 많을 것으로 추정된다.
북한 철도건설 규정에 따라 선로등급은 라등급(설계속도 70㎞/h)으로 건설되었으나, 실제 운송능력은 마등급인 30㎞/h~40㎞/h의 속도로 운행하여 시종점 주행 소요시간이 3시간 50분에 달하는 것으로 알려져 있으며, 이는 구조물, 레일 및 침목, 도상 상태의 불량, 전차선 및 차량의 노후 등에 기인하는 것으로 조사된 바 있다.
기존 자료, 수치지형도 및 위성자료를 통해 분석한 금골선 노반구조물 현황은 [표 1]에 보인 바와 같다. 금골선의 교량 설계하중은 건설 시기별로 차이가 있는 것으로 파악되며, 해방 전인 1940년대에 건설된 광천~금골 구간 교량의 경우에는 당시 설계 표준에 따라 LS-18 하중을 고려하여 건설되었다. 그 이후 건설된 금골~무학 구간은 LS-22로 건설되었고, 구 교량도 수송능력 향상을 위하여 보강작업을 시행하여 LS-22로 보강한 것으로 보인다.

단천-김책권의 도로망은 [그림 5]에 보인 바와 같이 원산-라진(원정리) 1급 도로와 다수의 3급 이하 도로로 구성된다. 원산-라진 1급 도로는 단천시 남부지역을 횡단하는 도로로서 도심부를 제외하고 비포장 상태이며 험준한 고개를 경유하므로 중량 광물 및 제련물을 주로 생산하는 단천-김책권의 수송에 불리한 조건으로 판단된다. 단천 시가지와 주요 광산지대는 3급 및 4급 이하 도로로 연계되며, 단천지역 광산 수송을 위한 도로는 [표 2]와 같이 도심지 1급 도로와 룡잠리 이후 3급∼4급 도로로 나눠진다. 현재 도심지 1급 도로는 남한기준 설계속도 40㎞/h∼60㎞/h, 3급 이하 도로는 여건에 따라 20㎞/h∼40㎞/h 수준으로 볼 수 있다.

단천시 최인근의 단천항은 단천공업지구의 관문 역할을 하는 항만으로서 광산지역으로부터 약 100㎞ 거리로 주변 항만 중 가장 근접한 항만이다. 기존의 광산개발 협력을 위한 사업성 검토에서는 김책항을 거점 항만으로 고려하였으나, 2012년에 단천항 현대화 개보수의 결과로 김책항보다 더 큰 규모의 현대적 시설을 갖춘 항만으로 개선되었다. 당시 북측 발표에 따르면 단천항에 1만∼3만 톤급 선박 3척을 동시 정박할 수 있는 접안 시설을 건설하고 항만과 단천 마그네사이트공장, 단천제련소를 잇는 벨트 컨베이어로 물자를 운송하는 시스템을 갖춰 이 일대의 지하자원을 수출하는 데 이용할 계획을 세운 바 있다.

단천시에 인접한 허천강 발전소는 함경남도 허천군에 위치하며 4개의 대형 발전소와 2개의 중소형 발전소로 총 6개의 발전소로 구성되며, 1호∼4호 발전소의 발전설비 용량은 총 39.4만㎾인 것으로 알려져 있다. 주요 광산지역의 소요 전력은 허천강 1호 및 2호 발전소가 담당하며 약 40㎞의 송전망을 통해 검덕변전소로 공급되어 각 광산지역 변전소를 거쳐 광산시설로 전력을 공급한다. 이렇게 공급된 전력은 검덕광상, 룡양광산, 대흥광산이 약 8:1:1의 비율로 사용하고 있는 것으로 파악된다.

북한은 최근 함경도 지역의 전력공급 개선을 위해 단천발전소 건설을 추진하였다. 단천발전소는 상부 하천에 댐을 건설하고 높은 곳에서 낮은 곳으로 물길을 변경시켜 터널을 통해 흐르는 물의 낙차를 이용해 발전하는 유역 변경식 수력발전소인 것이 특징이다. 2020년 말 완공을 목표로 1단계 사업의 1호 수로, 5호 발전소(신홍댐) 및 6호 발전소 건설을 추진하였으나, 지연되어 최근 2021년 7월에 신흥댐(5호발전소) 완공을 공식 발표하였다. 당초 계획에는 1단계 사업으로 60만㎾ 수준의 발전용량을 달성하고, 2단계 사업을 통해 총 8개 댐 및 발전소를 건설하여 총 발전용량 200만㎾를 확보하는 것으로 하였으나, 알려진 바에 따르면 전체 건설 규모를 축소하여 목표했던 발전용량 확보는 불투명한 것으로 보인다. 그럼에도 신흥댐 등의 건설이 완료됨에 따라 1단계 사업으로 목표했던 60만㎾ 발전용량은 확보되어 허천강 발전소의 총 발전용량인 약 40만㎾를 상회하는 전력 생산이 가능할 것으로 판단되며, 단천발전소 건설로 단천시 전역의 전력공급을 목표로 했던 사업목표를 감안하면 광산지역 전력 공급 안정화를 위해 전력수요의 일부는 분담 가능할 것으로 판단된다.

북한 최대의 광산 단지인 단천지역은 풍부한 광물 매장량과 광물 개발을 위한 배후 인프라가 밀집된 지역으로서 향후 북한 북동부 지역을 광산업 중심의 산업경제 지역으로 발전시키는 데 있어서 산업거점도시로 성장할 잠재력을 갖고 있다. 단기적으로는 단천지역 광산의 광물 생산을 안정화하고 금골선과 단천항을 주축으로 한 수송 라인을 활용할 수 있으며, 장기적으로는 단천지역이 산업거점도시로 성장하여 함경도 전역의 광산 개발과 광물자원 물류의 중심지 역할을 하는 청사진을 마련할 수 있을 것으로 판단된다.