기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 유럽연합의 탄소국경조정제도(CBAM) 보고 의무가 1일부터 시작되는 등 글로벌 환경 규제가 갈수록 강화되는 가운데 포스코와 현대제철은 수소를 활용해 탄소배출을 획기적으로 줄이겠다는 목표를 정하고 기술을 개발하고 있습니다. 

포스코는 한국 전체 탄소배출량의 10% 가량을 차지할 정도로 많은 탄소를 배출하는 기업입니다. CBAM에 따른 탄소배출량 보고 의무화에도 2026년 도입 전까지 기업이 치러야 할 비용은 없지만 미국과 EU 등의 탄소 저감 압박이 강화되고 있는 추세여서 빠르게 탄소중립을 이뤄야 하는 상황입니다.

포스코는 2050년 탄소중립을 선언했다.그 방식으로는 수소환원제철이 추진되고 있다 [사진=포스코]

포스코는 2050년 탄소중립을 달성하겠다고 선언했는데요. 그 가장 큰 무기가 수소환원제철입니다. 수소환원제철 기술은 기존 철을 만드는데 쓰였던 석탄 대신 100% 수소를 사용해 직접 환월철을 생산하고 이를 전기로에서 녹여 쇳물을 제조하는 방식입니다.

기존에 철을 만드는 고로 제철 공법은 가장 효율적이지만 그 과정에서 이산화탄소가 많이 발생합니다. 고로 방식은 석탄과 철광석을 고로에 작업하기 적합하게 덩어리 형태인 코크스와 소결광으로 가공하는 과정이 필요한데, 포스코는 대안으로 가루 형태의 석탄과 철광석을 가공없이 사용할 수 있는 파이넥스 기술을 개발했습니다.

파이넥스 기술은 포스코의 수소환원제철 기술의 키인데요. 파이넥스는 철광석에서 산소를 떼어내는 환원 작업과 환원된 철광석을 녹이는 용융 반응을 분리해 환원은 유동환원로에서, 용융과 환원가스는 용융로에서 작업을 하게 됩니다. 포스코는 소결 과정과 코크스 과정 없이 분철 광석과 일반탄을 직접 사용할 수 있도록 해 효율성과 탄소 배출을 줄였습니다.

포스코 수소환원제철 기술의 핵심은 파이넥스에서 이산화탄소를 발생시키는 모든 공정을 수소와 전력을 이용하는 것으로 대체하는 것입니다. 석탄을 이용한 용융로는 전기로로 대체하고, 유동환원로에 공급하는 환원가스는 수소로 대체합니다.

여기에 포스코는 제철 과정에서 사용하는 수소 역시 그린수소를 이용할 계획입니다. 그린수소는 재생에너지를 이용해 물을 전기분해해 탄소 배출 없이 청정하게 만들어진 수소인데요. 전기로에 사용하는 전력도 탄소 배출 없는 재생 에너지로 만들겠다는 입장입니다.

포스코는 지난해 7월 파이넥스 설비를 포스코와 공동으로 설계했던 영국의 플랜트 건설사 '프라이메탈스'와 수소환원제철 엔지니어링 기술 협력 업무 협약을 체결하고 하이렉스 시험설비 설계에 착수하는 등 수소환원제철 기술 개발에 매진하고 있습니다.

이 시험설비는 2026년에 도입해 상업화 가능성을 확인할 예정입니다. 포스코는 2030년까지 하이렉스(HyREX) 상용 기술개발을 완료한 후 2050년까지 포항·광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 2050 탄소중립을 달성할 계획입니다.

그러나 수소환원제철 기술에 대한 상용화 검증이 끝나도 기존 공정을 대체해 설비를 전환하고 유동환원로, 전기로 등 수소환원제철 설비를 건설하는 데에는 천문학적인 비용과 시간이 들어갈 수밖에 없습니다. 이와 함께 대량의 그린수소가 공급될 인프라도 필요합니다.

포스코는 이에 따라 탄소중립 전환기의 기술로 고로·전로 등 기존 설비를 활용해 저탄소 철강제품을 생산하는 공정기술 전략인 저탄소 연원료를 사용하고, 상저취전로·전기로 합탕 등의 방법도 함께 추진 중입니다.

현대제철은 전기로 기반 탄소중립 철강 생산체제인 '하이큐브'를 통해 오는 2030년까지 수소 기반 철강 생산체제로 전환하겠다는 목표다. 사진은 현대제철 인천공장 전기로 [사진=현대제철]

현대제철은 전기로 기반 탄소중립 철강 생산체제인 '하이큐브'를 통해 오는 2030년까지 수소 기반 철강 생산체제 전환을 통해 저탄소 고급 판재 생산을 목표로 하고 있습니다.

'하이큐브'는 현대제철의 수소 기반 공정 융합형 철강 생산체제인데요. 고철을 녹여 쇳물을 만드는 기존의 전기로에서 발전해 철 원료를 녹이는 것부터 불순물을 제거하고 성분을 추가하는 기능까지 모두 가능한 새로운 개념의 전기로가 기술의 핵심입니다.

현대제철은 신개념의 전기로에 고철과 용선(고로에서 생산된 저탄소 쇳물), 수소환원 DRI(직접환원철) 등을 사용해 탄소 발생을 최소화하며 자동차강판 등의 고급판재류를 생산할 계획입니다.

'고로와 전기로 양 부문의 시너지'라는 현대제철의 강점을 바탕으로 수립된 '하이큐브'는 원료와 공정, 제품 측면에서 탄소 저감 과제에 유연하게 대응할 수 있다는 장점을 갖고 있습니다.  

dedanhi@newspim.com