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탄소중립 실현을 위한 철강산업의 도전

탄소중립 실현을 위한 철강산업의 도전

기사승인 2022. 12. 28. 06:00
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포스코경영연구소 이종민 수석위원
이종민 포스코경영연구소 수석위원.
파리 기후변화 협정 이후 전 세계는 저탄소를 넘어 탄소중립(Net zero·넷 제로:순탄소배출량 0) 사회로의 전환이 가속화되고 있다. 글로벌 철강사들도 앞다투어 탄소중립 목표를 발표하고 있다. 그러나 탄소중립은 철강산업에 있어서 근본적 산업의 틀을 바꿔야 하는 큰 도전이다. 민간 뿐만 아니라 정부 차원의 지원도 필요한 이유다.

철강산업은 근본적으로 온실가스를 발생시켜왔다. 자연 상태의 철광석을 철로 환원시키기 위해 열원(熱源)이자 환원제로 석탄과 같은 화석연료를 사용하는데, 필연적으로 이산화탄소가 발생하기 때문이다.

탄소중립 실현을 위해서 철강사들은 수십 년간 발전해 온 기존의 제철 기술을 포기해야 한다. 또한 탄소를 줄이기 위한 새로운 기술개발과 대규모 설비투자를 해야만 한다.

대신 기존의 화석연료를 사용했던 탄소환원이 아닌 수소환원제철, CCUS(탄소포집·활용·저장) 등 다양한 에너지 절약 기술 및 탈탄소 기술에 대한 연구개발 및 철강업 적용이 활발해질 전망이다.

이중 수소환원제철은 화석연료 대신 수소(H₂)를 사용해 철을 생산하는 혁신적인 기술이다. 석탄이나 천연가스와 같은 화석연료는 철광석과 화학반응을 하면 이산화탄소(CO₂)가 발생하지만, 수소는 물(H₂O)이 발생한다.

문제는 수소환원제철 등 궁극적인 탄소중립 기술의 상용화까지는 상당한 기간이 소요되며, 시행착오도 발생할 수밖에 없다는 점이다. 이에 더해 철강업체 차원에서 수 조원가량 기존 설비 시설에 대한 매몰비용이 발생하게 된다. 그리고 신공법 적용에 따른 제품 품질의 변화도 위협 요인이다.

하지만 탄소중립 실현 여부는 향후 철강업들의 경쟁우위, 생존을 좌우하는 최우선 과제다. 글로벌 철강사들은 자사의 보유 기술, 인프라 등 지리적인 여건을 활용해 기술개발 경쟁을 하고 있다.

지난해 기준 세계 철강 생산량 6위에 오른 포스코도 사명감을 갖고 탄소중립을 실현하기 위한 기술을 개발하고 있다. 현재 보유하고 있는 파이넥스(FINEX) 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태 철광석과 수소를 사용해 쇳물을 제조하는 수소환원제철 기술 HyREX(Hydrogen Reduction·하이렉스)를 중점적으로 개발할 계획이다.

정부·국내 철강사와도 협업해 2028년까지 포항제철소에 연간 100만 톤 규모의 시험설비를 건설하고, HyREX 기술의 상업화 가능성을 확인한다는 계획이다. 이에 더해 수소환원제철 전용의 신(新)전기로 공정 기술 개발도 추진한다.

이처럼 한국 철강업계와 이를 대표하는 포스코의 2050년 탄소중립 실현을 위해 많은 이들이 도전에 나서고 있다. 기업뿐만 아니라, 원료·엔지니어링·수소 등 산업 부문을 넘어서는 협업이 필요하다. 아울러 적극적인 정부의 지원도 필요하다.

/이종민 포스코경영연구원 수석연구원
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