국내 철강업계의 탈탄소 전략: 전기로와 수소환원제철로의 전환 가속화

철강 산업은 전 세계 경제에서 중요한 역할을 하는 동시에 다양한 산업의 기반을 제공합니다. 반면, 철강 산업은 막대한 양의 탄소를 배출하는 대표적인 분야 중 하나이기도 합니다. 최근 몇 년간 기후 변화 문제의 심각성이 부각되면서 철강 산업의 탈탄소 전환이 시급한 과제로 떠오르고 있습니다.

철강 생산, 전기로 방식으로 전환 가속화

철강 생산은 주로 고로(용광로)와 전기로 두 가지 방식이 있습니다. 고로 방식은 철광석과 코크스를 사용해 대량의 탄소를 배출하는 반면, 전기로 방식은 고철을 재활용해 탄소 배출량을 약 75% 줄일 수 있습니다. 전기로 방식의 도입은 철강 산업의 탈탄소화를 위한 핵심 기술로 평가받고 있습니다. 전 세계 신규 제철소 건설 계획의 93%가 저탄소 철강 생산을 위한 전기로 방식을 채택하고 있을 정도입니다. 

오늘날 전 세계 철강의 68%는 고로를 통해, 32%는 전기로를 통해 생산되고 있습니다. 전기로 방식은 전기로 고철을 녹여 쇳물을 만드는데, 전기로 쇳물은 고로 쇳물 대비 품질이 떨어지는 것으로 알려집니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 전기로에서 생산한 쇳물을 바로 활용하거나, 고로에서 생산한 쇳물과 혼합하는 등 품질을 높이기 위한 연구들이 지속되고 있습니다.

수소환원제철, 탈탄소 철강의 궁극적 목표

전기로는 고로 공정을 대체하기 위한 중간 단계로, 궁극적으로는 수소환원제철 기술의 상용화를 목표로 하고 있습니다. 수소환원제철은 수소를 환원제로 사용해 탄소 배출을 줄일 수 있는 신기술입니다. 기존의 고로 공정은 코크스로 철광석의 산소를 제거해 대량의 이산화탄소 발생이 불가피한데요. 수소환원제철은 기존 제철소의 용광로와 전로를 없애고 전기로와 유동환원로로의 설비 전환이 필요합니다. 이러한 설비에서 고농도의 수소를 철광석에서 산소를 분리시키는 환원제로 활용해 탄소배출 없이 순수한 철(Fe)을 얻게 됩니다. 환원제로 사용되는 수소는 친환경 에너지원인 풍력이나 태양광 발전에서 얻는 ‘그린수소(Green Hydrogen)’를 사용하는 것이 이상적입니다. 수소환원 제철에 투입되는 수소를 얻는 과정 또한 탄소를 발생시키지 않아야 하기 때문입니다.

국내 철강업계의 탈탄소화 동향은?

유럽연합(EU), 일본 등 주요국들은 철강 산업의 탈탄소 전환을 위해 적극적인 정책 지원을 펼치고 있습니다. 저탄소 제품에 대한 수요 증가와 함께 철강업계가 지속 가능한 방향으로 나아가도록 유도하고 있는데요. 국내 철강업계도 이러한 글로벌 흐름에 맞춰 탈탄소 전환을 추진하고 있습니다.

포스코는 2024년 2월 광양에 연간 250만 톤 규모의 전기로 공장을 착공했습니다. 광양 전기로 공장은 2025년 말 준공해 2026년 가동 예정입니다. 아울러 수소환원제철 기술인 '하이렉스'를 개발해 2050년까지 상용화를 목표로 하고 있습니다. 지난 1월에는 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하기도 했습니다. 

현대제철도 저탄소 철강 생산 시스템인 '하이큐브(Hy-Cube)'를 적용한 전기로를 신설하여, 2030년까지 수소 기반의 철강 생산 체제로 전환을 도모하고 있습니다. 동국제강은 '스틸 포 그린'이라는 중장기 친환경 성장 비전을 수립하고 다양한 탈탄소 기술에 투자함으로써 2050년까지 탄소중립 목표 달성을 위해 노력하고 있습니다.

이처럼 철강업계는 다양한 탈탄소 전략을 통해 무탄소 철강 시대로의 전환을 적극 추진하고 있습니다. 국제사회와 국내 탈탄소 정책과 보조를 맞추어 철강업계의 지속 가능한 발전이 가능할지 귀추가 주목되고 있습니다.

https://blog.naver.com/energyinfoplaza/223540510556