[Tech 스토리] 포스코·현대제철, 수소 활용에 몰두하다

기사입력 : 2023년10월08일 09:08

최종수정 : 2023년10월08일 18:19

포스코, 2026년 수소환원제철 상용 기술 개발 목표
현대제철, 2030년 수소 기반 철강 생산 체제 전환

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

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日 도쿄 35일 연속 비 관광 흔들 [서울=뉴스핌] 오영상 기자 = 일본 도쿄에 35일 연속 비가 내리면서 1886년 기상 관측 시작 이후 최장 기록을 갈아치웠다. 9월 한 달 내내 비가 관측된 것도 사상 처음이다. 기록적인 장마가 아닌 가을철 장기 강수에 태풍까지 겹치면서 농산물 가격과 관광, 교통, 주거·생활 서비스 등 도쿄 시민들의 일상과 경제활동에도 영향을 미치고 있다. 일본 기상청 등에 따르면 도쿄 도심에서는 지난 8월 27일부터 9월 30일까지 35일 연속 강수가 관측됐다. 종전 최장 기록은 2019년 6월 27일부터 7월 29일까지 33일이었다. 특히 올해 9월은 도쿄에서 하루도 빠짐없이 비가 관측됐다. 9월 강수량은 30일 오전 기준 692.5㎜로 평년의 3배를 넘었으며, 1958년 이후 9월 강수량 기록도 경신했다. 연간 누적 강수량 역시 9월 말 기준 2000㎜를 넘어 평년 연간 강수량인 1598.2㎜를 이미 크게 웃돌았다. 일조량 부족도 심각했다. 도쿄의 9월 일조시간은 45.8시간에 그쳐 평년의 약 40% 수준으로, 1988년에 이어 관측 사상 두 번째로 적은 수준이 될 전망이다. 하루 일조시간이 5시간을 넘은 날도 3일에 불과했다. 비가 오는 도쿄 거리를 걷고 있는 여성 [사진=로이터 뉴스핌] ◆ 가을비 전선 장기 정체...잇단 태풍도 영향 기록적인 장기 강수의 가장 직접적인 원인은 일본 열도 부근에 가을비 전선이 장기간 머문 데 있다. 여기에 태풍 24호와 25호, 26호가 잇따라 일본 주변으로 접근하면서 비구름이 반복적으로 유입됐다. 일본 기상청도 9월 중·하순 동·서일본 태평양 연안의 많은 비가 가을비 전선과 태풍의 영향을 받았다고 설명하고 있다. 특히 태풍과 전선이 결합하면서 강수량이 크게 늘었다. 도쿄 도심뿐 아니라 수도권과 인근 지역에서도 기록적인 강수가 나타났고, 지바현 등에서는 앞선 태풍으로 침수와 도로 단절 등의 피해가 발생했다. 장기 강수의 배경에는 엘니뇨 현상도 자리하고 있다. 일본 기상청은 올해 봄부터 엘니뇨 현상이 발생한 것으로 보고 있으며, 7월에는 태평양 적도 동부의 해수면 온도가 평년보다 2.5도 높은 수준을 기록해 역대급 강도의 엘니뇨 가운데 하나로 분석했다. 기상청은 올해 여름의 태풍 활동이 활발했던 배경에도 엘니뇨가 일부 작용한 것으로 보고 있다. 다만 도쿄의 35일 연속 강수를 엘니뇨 하나의 결과로 단정하기는 어렵고, 이번 장기 강수 자체는 가을비 전선과 태풍 등의 복합적인 영향으로 보는 것이 적절하다고 설명했다. ◆ 채소값 상승...일조량 부족이 농작물에도 부담 장기 강수와 일조량 부족은 농업에도 부담으로 작용하고 있다. 일본에서는 장마·폭우와 일조 부족이 겹치면서 채소의 생육과 수확량에 영향을 줄 가능성이 제기됐다. 특히 도쿄를 포함한 수도권의 식탁 물가에도 영향을 미칠 수 있다는 우려가 나온다. 실제로 일본 농림수산성은 9월 채소 가격 전망에서 오이와 토마토 가격이 평년보다 높은 수준에서 움직일 것으로 예상했다. 도쿄 중앙도매시장에 공급되는 채소 가운데 배추와 시금치, 토란 등은 평년보다 출하량이 적을 것으로 전망됐다. 일본 언론에서는 장기 강수로 인한 농작물 피해가 잎채소 등의 가격 상승으로 이어지고 있다는 현장 사례도 전했다. 장기적으로는 비가 그친 뒤에도 농산물 공급량과 가격에 영향을 줄 가능성이 있다. 장기간 계속된 비로 배추 등 채소값 상승 [사진=NHK 캡처] ◆ 코인세탁소·주택수리업체는 '특수'...관광·외식업은 부담 생활 서비스업에서는 업종별로 희비가 엇갈리고 있다. 빨래를 밖에 널기 어려워지면서 도쿄의 코인세탁소에는 이용객이 몰렸다. 일본 방송사 취재에 따르면 도쿄 인근의 한 코인세탁소는 9월 매출이 지난해 같은 달보다 약 1.5배 늘었다. 반면 야외 관광과 레저 활동에는 악재가 되고 있다. 도쿄뿐 아니라 인근 관광지에서도 방문객 감소가 나타났고, 가을철 관광 성수기를 앞둔 음식점과 관광 관련 업종에서는 장기간 계속되는 비가 부담으로 작용하고 있다. 주택 관리·수리업체에는 반대로 주문이 몰리고 있다. 장기간 이어진 비로 주택 누수 피해가 늘면서 한 업체의 누수 수리 의뢰가 지난해보다 5배 이상 증가했고, 비가 계속 내리면서 실제 수리 작업 자체가 지연되는 사례도 나타났다. 우산 등 우천 관련 상품의 수요도 예상보다 크게 늘었다. 도쿄의 한 드럭스토어에서는 장기화된 비 때문에 매장 입구에 비치한 우산 비닐봉투가 예상보다 빠르게 소진되는 등 관련 수요가 평소보다 높아진 것으로 전해졌다. ◆ 교통·재난 위험도 커져...10월에도 태풍 변수 문제는 장기 강수로 이미 지반이 약해진 상황에서 추가적인 폭우가 발생할 경우 피해가 커질 수 있다는 점이다. 26호 태풍이 일본 남쪽 해상에서 북동진하면서 이즈제도와 간토 지역에 다시 영향을 미치고 있다. 특히 앞선 태풍으로 피해를 입은 지역에서는 추가 침수와 토사 재해에 대한 경계가 높아졌다. 다만 장기간 계속된 비도 10월 들어 끝이 보이고 있다. 일본 기상 관련 기관들은 10월 1일부터 고기압의 영향으로 도쿄를 비롯한 간토 지역의 날씨가 점차 회복될 것으로 전망했다. 주말에는 오랜만에 맑은 날씨가 나타날 가능성이 있다고 전했다. 장기 강수로 우산 등 우천 관련 상품 수요도 크게 늘었다. [사진=뉴스핌DB] goldendog@newspim.com 2026-10-01 08:27