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[2022 탄소중립 EXPO] 포스코가 구현할 ‘물로 철을 만드는 꿈의 제철소’

[2022 탄소중립 EXPO] 포스코가 구현할 ‘물로 철을 만드는 꿈의 제철소’

2022/11/14

2022 탄소중립 엑스포가 11월 2일부터 4일까지 3일간 일산 킨텍스(KINTEX)에서 열렸다. 올해 2회를 맞은 탄소중립 엑스포는 정부, 기업, 공공기관이 한자리에 모여 산업계 탄소중립의 현주소와 미래 방향을 논의하는 뜻깊은 자리였다.

포스코는 참가업체 중 최대 규모의 전시부스를 마련해 ‘수소환원제철(HyREX)’ 기반 친환경 제철소 구현을 위한 미래 전략과 기술을 선보였다. 전시부스는 ▲재생에너지와 그린수소 ▲친환경 저탄소 원료 ▲수소환원제철(HyREX) ▲친환경 제품 ▲사회적 온실가스 감축 활동 등 5개의 섹션으로 구성해 ‘2050 탄소중립’을 향한 포스코의 비전과 목표를 내다볼 수 있었다.

▲ 2022 탄소중립 EXPO에 참가한 포스코 전시부스 전경.

특히 전시관 중앙에 다단의 유동환원로를 형상화한 거대한 수소환원제철(HyREX) 오브제가 방문객들의 시선을 단숨에 사로잡았다. 이 오브제는 고로(용광로) 공정에서 붉은 쇳물이 생산되는 전통 철 생산 방식에서 푸른 물이 연료가 되는 혁신적인 기술 ‘수소환원제철’로 전환되는 모습이 표현되었다. 이를 통해 탄소배출 없는 깨끗한 세상을 만들어 나가려는 포스코의 의지를 담아냈다.

○ 재생에너지/그린수소

▲ 에너지 및 수소에 관한 전시 섹션 모습이다.

먼저, 재생에너지/그린수소 섹션에서는 수소 종류별 생산 방식에 대해 소개했다. 그 중 그린수소는 태양광, 풍력 등 재생에너지로 물을 전기분해하여 만들어지기 때문에 생산 과정에서 탄소 배출이 없다는 점을 강조했다. 포스코는 2050년까지 700만 톤 수소생산 목표로 청정수소를 안정적으로 확보해 경쟁력 있는 수소 밸류체인을 구축하고자 한다.

○ 저탄소 원료

▲ 저탄소 원료에 관한 전시 섹션 모습이다.

포스코는 탄소중립 시대에 대비해 저탄소 원료인 철스크랩과 HBI(Hot Briquetted Iron) 확보에도 나서고 있다. 흔히 고철이라고 부르는 철스크랩을 원료로 사용하면 철강 제조과정에서 발생하는 이산화탄소를 75%가량 줄일 수 있어 친환경 원료로 주목받고 있다.

하지만 철스크랩을 충분히 확보하기 어려운 문제가 있어 직접환원철(DRI, Direct Reduced Iron)과 HBI(Hot Briquetted Iron)가 대체재로 떠오르고 있다. 이때 HBI 제조에 필요한 고품위 철광석이 전 세계 철광석 물동량의 3%밖에 없는 점을 고려해, 포스코의 FINEX공법은 매장량이 풍부하고 저렴한 분철광석을 활용해 유사한 HCI(Hot Compacting Iron)를 제조하고 있다.

○ 포스코의 핵심 기술 ‘하이렉스(HyREX)’

▲ 수소환원제철기술 HyREX를 소개하는 섹션과 수소환원제철을 재현한 모형의 모습이다.

수소환원제철 섹션에서는 포스코의 수소환원제철 핵심기술인 하이렉스(HyREX)*를 소개했다. 다수의 철강사들이 개발 중인 샤프트(Shaft)환원로 기반의 수소환원제철과 포스코의 HyREX를 비교해 관람객들의 이해를 높였다. 특히, 벽면 LED 패널을 통해 HyREX 기술을 소개하는 영상과 함께 수소사업의 밸류체인을 한눈에 볼 수 있도록 제작한 모형이 방문객들의 가장 많은 관심을 받기도 했다.

포스코는 이미 상용화된 유동환원로 도입을 통해 수소환원제철로의 전환이 보다 용이할 것으로 바라보고 있다. 유동환원로는 경제적이고 풍부한 원료를 사용하고, 원료의 사전 처리 공정이 불필요하다는 장점이 있다. 게다가 수소환원제철 공정은 흡열반응이 일어나 지속적인 열 공급이 필요한데, 이를 위한 추가 열공급이 용이해 지속적인 환원반응을 가능하게 한다. 이러한 차별화된 기술 경쟁력을 바탕으로 포스코는 HyREX 기술을 완성해 ‘그린 철강’으로의 전환을 추진하고 있다.
* 하이렉스(HyREX) : 포스코 고유의 파이넥스(FINEX) 유동환원로 기술을 바탕으로 한 수소환원제철 기술

▲ 탄소중립 핵심 기술에 관한 전시 섹션 모습이다.

다만, HyREX는 저품위의 분철광석을 사용하기 때문에 생산된 DRI 품질이 기존 공정에 비해 상대적으로 낮을 전망이다. 이에 포스코는 저품위 DRI를 용해하는 데 적합한 전기로인 ESF(Electric Smelting Furnace) 기술을 개발해 최적의 수소환원제철 체계를 갖출 계획이다.

현재 포스코 그룹사인 SNNC는 전 세계에서 가장 큰 규모의 ESF를 보유하고 있고, 스테인리스의 원료인 페로니켈(FeNi)을 생산하고 있다. 이를 시작으로 포스코는 수소환원제철 핵심 전기로 기술개발을 가속화할 방침이다.

○ 친환경 제품 및 사회적 온실가스 감축

▲ 친환경 제품에 관한 전시 섹션(왼쪽)과 사회적 온실가스 감축에 관한 전시 섹션(오른쪽) 모습이다.

친환경 제품 섹션에서는 포스코의 3대 친환경 제품 브랜드인 이노빌트(INNOVILT), 이오토포스(e Autopos), 그린어블(Greenable)이 소개되었으며, 마지막으로 사회적 온실가스 감축 섹션에서는 철강 부산물을 재활용해 탄소중립을 실천하는 모습을 그려냈다.

포스코는 슬래그로 인공어초 ‘트리톤’ 개발해 바다숲을 조성했다. 트리톤은 철강 슬래그의 높은 비중과 단단한 특성으로 해일에 잘 파손되지 않을 뿐 아니라 철분과 미네랄 함량이 높아 해조류 포자 부착 등을 촉진하는 등 해양생태계 복원에 큰 기여를 하고 있다.

또 해안에 쌓여있는 패각*을 제선·제강 공정의 원료로 사용해 지역사회 환경개선에 기여하고 있다. 다시 말해, 패각의 주성분이 공정에 사용되는 부원료인 석회석과 유사한 석회질로 이루어진 점을 이용한 것으로, 약 92만 톤의 패각을 제철공정에 활용할 경우 약 41만 톤의 이산화탄소 감축 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망하고 있다.
*패각 : 굴, 조개 등의 껍데기 통칭

▲ 부스를 돌아다니며 퀴즈를 푸는 관람객들(왼쪽)의 모습과 체험존에서 체험해보는 관람객(오른쪽)의 모습이다.

▲ 포스코의 탄소중립 기술에 대한 설명을 듣는 관람객의 모습이다.

포스코 전시장에 찾아온 방문객들은 단순히 관람하는 것에 그치지 않고 포스코가 마련한 저탄소 기술 관련 퀴즈 이벤트에 흥미롭게 참여하며 수소환원제철에 대한 정보를 보다 쉽게 알아가는 시간을 가졌다.

김희 포스코 탄소중립담당 상무와의 인터뷰를 통해 미래 철강업에서의 경쟁력을 제고하기 위한 포스코의 사업 전략과 추진 방향에 대해 자세한 내용을 들어봤다.

Q1. 이번 전시회의 주제 ‘탄소중립 산업 전환의 시작’에 맞게 포스코는 고로 공정에서 수소환원 공정으로 패러다임 변화를 가속화하고 있습니다. 이와 관련해 포스코 HyREX 기술의 상용화 목표를 달성하기 위한 포스코만의 로드맵은 무엇인가요? → 포스코는 고유 FINEX 기술을 기반으로 한 수소환원제철 공법인 HyREX 기술 개발을 추진하고 있습니다. 다수 철강사들은 고품위 철광석이 필요한 Shaft Type 환원로를 개발하는 추세이나, 포스코는 FINEX 유동환원로를 통해 상대적으로 저렴하고 풍부한 분철광석을 별도 가공공정 없이 사용할 수 있는 기술을 이미 상용화하였습니다. 또한 환원가스 중 이미 일부 수소가 포함되어 있어 수소환원으로의 전환이 용이한 경쟁력도 확보하였습니다. HyREX 기술을 상용화하기 위해서는 고온의 수소와 열을 지속적으로 공급하는 기술과 수소환원으로 제조된 DRI, HBI를 용해할 수 있는 최적의 전기로 기술 개발이 필요합니다. 포스코는 HyREX 기술 개발 가속화를 위해 전 그룹사의 역량을 모으고 있으며, 글로벌 철강사들과의 수소환원제철 R&D 파트너십 구축을 리딩하여 저탄소 생산체제로의 전환을 촉진하고 지속가능한 친환경 사회를 만들기 위한 활동을 추진할 계획입니다. Q2. 순환경제 활성화를 위해 포스코가 사회적 감축을 위해 어떤 활동을 전개하고 있는지요? → 철강은 다른 소재 대비 생산 과정에서 탄소배출이 적고 재활용률도 85%로 높은 친환경 소재입니다. 여기에 포스코는 철강 공정에서 불가피하게 발생하는 부산물까지 재활용하는 사회적 온실가스 감축 활동에도 앞장서고 있습니다. 슬래그로 인공 어초 트리톤을 만들어 바다숲을 조성하고, 생산공정에서 이산화탄소가 다량 배출되는 일반시멘트를 대체하는 슬래그 시멘트 원료로도 활용합니다. 또한 해안에 쌓여가는 패각을 철강 공정에 활용하는 기술을 개발하여 지역사회의 환경개선에 기여하는 동시에 패각의 처리, 생산, 가공, 공급으로 이루어지는 친환경 밸류체인을 구축하여 저탄소 사회 구현에 기여하고 있습니다. Q3. 포스코가 제시한 2050 탄소중립 로드맵을 실현하기 위한 포스코의 미래 청사진을 말씀해주세요. 포스코는 글로벌 기후 위기 대응을 선도하고 친환경 기업이념을 실천하기 위해 2050 탄소중립을 선언하고 저탄소 철강 산업 체제로의 전환 가속화를 위해 노력하고 있습니다. 2050 탄소중립 비전 달성을 위한 구체적인 실행 방안인 탄소중립 로드맵을 수립하였으며 전략 추진 Control Tower를 운영하여 실행력을 강화하고 있습니다. 고유의 HyREX 기술을 상용화하고 단계적인 설비 전환과 수소, 에너지 등 친환경 밸류체인을 구축하여 저탄소 생산 체제로의 전환을 가속화 할 계획입니다. 포스코는 국제 사회, 정부, 투자가 및 고객 저탄소 요구에 대응하고 지속 가능한 발전과 미래 경쟁력 확보를 위해 2050 탄소중립을 적극 추진해나가며, 기존 전통의 철강 산업을 '친환경 블루오션' 사업으로 탈바꿈할 것입니다.  

이번 탄소중립 엑스포를 통해 포스코를 비롯한 다양한 기업의 탄소중립 전환과 순환경제 활성화를 위한 산업발전 방향에 대해 한눈에 살펴볼 수 있었다. 포스코는 세계 최고 수준의 철강 기술력을 바탕으로 에너지부터 원료, 기술, 제품, 사회적 감축까지 전 영역의 전략을 조화롭게 추진해 무탄소 청정에너지 기술을 선도하는 기업으로서 철강분야의 탈탄소, 수소시대를 열 수 있는 그날까지 친환경 기업이념을 지속 실천해나갈 방침이다.

기업시민 포스코 Green With POSCO 함께 환경을 지키는 회사 / Together / Green / Life / Community / 우측 손 위에 새싹이 자라는 일러스트 이미지.

포스코그룹이 2030 부산세계박람회 유치를 응원합니다 라고 쓰인 파란색 배경의 응원배너이다.

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