‘산업의 쌀’ 철강이 대전환기를 맞이했습니다.
중국의 저가 공세와 탄소 국경세라는 파고를 넘기 위해
포스코가 꺼내 든 비장의 카드는 바로 수소환원제철 입니다.

세계가 주목하는 포스코의 독자 기술 HyREX!
자동차 10대 중 1대에 들어가는 기가스틸의 비밀!
미국 시장을 뒤흔드는 현지화 전략까지!

대한민국의 제조업 경쟁력을 지키는 ‘K-철강’의 뜨거운 도전을
특집 다큐멘터리 THE NEW ERA 에서 지금 바로 확인하세요!

최근 전 세계가 기후 변화 대응에 나서면서 ‘탈(脫)탄소 전환’이 산업 전반의 가장 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 이에 따라 생산 과정에서 탄소 배출이 불가피한 철강 산업의 패러다임도 빠르게 변화하고 있는데요. 그렇다면 세계 각국은 어떤 방식으로 탄소 감축 전략을 추진하고 있을까요? 고려대학교 신소재공학부 이준호 교수와 함께 글로벌 탄소 감축 전략 현황과 우리나라의 탈탄소 추진 과제를 살펴보겠습니다.

“If you don’t have steel, you don’t have a country.” (철강이 없으면 나라도 없다)

지난 3월, 미국 의회 합동 연설에서 트럼프 대통령이 한 말입니다. 최근 미국은 철강에 추가 관세를 부과하면서 자국 철강 산업 보호에 나서고 있는데요. AI가 각광받는 요즘 같은 시대에 미국이 철강에 이토록 신경 쓰는 이유는, 바로 철강이 국가 안보의 핵심이자 건설·조선·자동차·에너지·기계 등 모든 제조업의 근간이 되는 소재이기 때문입니다.

혹시 ‘러스트 벨트(Rust Belt)’라고 들어보셨나요? 한때 제조업으로 잘 나갔던 미국 오대호 연안 지역이 산업 쇠퇴로 심각한 경기 침체를 겪고 몰락해 붙은 이름인데요. 철강 공급이 끊기면 산업 생태계는 물론 일자리까지 얼마나 큰 영향을 받는지 잘 보여주는 이 사례로, 철의 가치가 국가 경쟁력과 직결된 문제라는 걸 잘 알 수 있습니다.

철은 한 국가의 기간 산업인 만큼 전 세계 철강 생산량은 2024년 기준 무려 18억 8000만 톤이나 됩니다. 그만큼 생산 과정에서 나오는 온실가스도 만만치 않겠죠? 온실가스는 지구 온난화나 집중호우 같은 기후 재난의 주된 원인이어서 세계 각국은 탄소 배출을 줄이기 위해 힘을 쏟고 있는 실정이에요. EU는 2026년 1월부터 ‘탄소국경조정제도(CBAM)’*을 시행한다고 밝혔고, 이외에도 정부와 기업이 함께 탄소 배출을 줄이기 위한 다양한 전략을 내놓고 있습니다.

가끔 철강의 대체재로 알루미늄이나 마그네슘 같은 금속을 언급하기도 하는데요. 사실 다른 금속이 철을 따라잡기는 어렵습니다. 철강 1톤을 만들 때 발생하는 온실가스가 약 2톤이라면, 알루미늄은 1톤 당 14~16톤의 온실가스가 발생하거든요. 게다가 철은 인장 강도**를 용도에 맞게 다양하게 조절할 수 있어 품질 면에서도 훨씬 뛰어나죠. 결국 철을 대체할 만한 금속을 찾기는 현실적으로 어려운 셈입니다.

*탄소국경조정제도(CBAM, Carbon Border Adjustment Mechanism) : 유럽연합(EU)이 탄소 유출 문제를 해결하기 위해 도입한 제도로, EU로 수입되는 특정 제품의 제조 과정에서 발생한 탄소 배출량에 따라 세금을 부과하는 정책.

**인장 강도 : 물체가 잡아당기는 힘에 견딜 수 있는 최대한의 응력.

그렇다면 세계 각국은 어떤 탈탄소 전략을 세우고 있을까요? 대부분의 국가는 제선 공정에서 기존에 석탄을 사용해 철광석 산소를 제거하던 환원제와 원료탄을 석탄 대신 수소로 바꾸는 기술 개발에 한창인데요. 이 기술을 수소환원제철(Hydrogen-based Direct Reduced Iron) 기술이라고 합니다. 기술이 상용화되면 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있죠.

먼저 CBAM을 전면 시행하며 탄소 감축 의지를 강하게 내비친 EU를 한번 살펴볼까요? EU는 가장 발 빠르게 수소환원제철로의 전환을 진행하고 있습니다. 2021년 클린 스틸 파트너십*을 결성하고, 2030년까지 대형 데모 플랜트 개발을 목표로 연구개발비 26억 유로를 지원하고 있습니다.

스웨덴의 철강기업 SSAB AB는 ‘하이브리트(HYBRIT)’라는 수소환원제철 기술로 파일럿 플랜트 실증을 성공적으로 마쳐 큰 주목을 받았고요. 또 다른 스웨덴 기업 스테크라(Stegra)는 연간 200만 톤 규모 설비를 건설 중이며, 이외에도 유럽 각국의 철강사들이 2026~2030년을 목표로 연간 200만 톤 내외 규모의 수소환원제철 설비를 구축·개발하고 있어요. 다만, 글로벌 조강 생산량 2위 철강사인 아르셀로미탈(ArcelorMittal)은 수소 인프라 부족과 정책 불확실성 때문에 투자를 잠정 보류한 상태입니다.

*클린 스틸 파트너십(CSP, Clean Steel Partnership) : 유럽연합(EU)에서 추진하는 철강 산업의 탄소 배출 저감 및 공정 혁신을 위한 공동 연구·혁신 프로그램.

일본은 에너지 환경분야와 산업기술을 담당하는 독립행정법인 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)와 철강 연맹을 중심으로 수소 DRI(Direct Reduced Iron) 프로세스, 대형 전기로, CCUS* 기술 개발 등 다양한 탈탄소 프로젝트를 적극 추진하고 있는데요. 이런 행보 뒤에는 정부 차원의 투자 지원이 깔려 있습니다.

일본 정부는 탈탄소 전환을 위해 설비 투자에 5조 엔, 연구개발비에 5000억 엔이라는 막대한 자원을 투입했습니다. 또한 2000년부터 시행된 ‘그린 구매법’을 통해 수소환원제철로 생산된 탄소 저감 철강이 시장에 나오면 정부가 먼저 구매함으로써 초기 시장을 형성하는 구조를 마련하기도 했죠. 기업과 정부가 함께 소매를 걷어붙이고 탈탄소 전환을 향해 나아가는 협동 전략이라고 볼 수 있어요.

*CCUS(Carbon Capture, Utillzation and Storage) : ‘탄소 포집, 활용 및 저장’의 약자로, 이산화탄소를 포집해 산업적으로 활용하거나 땅속에 저장하는 기술.

철강 산업은 전 세계 온실가스 배출량의 약 8%를 차지합니다. 세계적으로도 철강 산업이 발달한 한국은 국내 온실가스 배출량 중 철강 산업 비중이 약 17%로, 상대적으로 높은 편인데요. 현재 정부는 수소와 철광석을 반응시켜 탄소 대신 물을 배출하는 제철 공법인 수소환원제철 기술을 국가 전략기술로 지정하고, 철강 산업의 탈탄소 전환을 추진하고 있습니다. 포스코는 정부와 협력해 2030년까지 수소환원제철 기술 상용화를 목표로, 핵심 기술인 HyREX(하이렉스) 개발에 박차를 가하고 있습니다. HyREX는 포스코가 20년간 독자 개발한 파이넥스(FINEX) 공정의 유동환원 기술을 기반으로 한 한국형 수소환원제철 기술인데요. 이 유동환원로 방식은 스웨덴을 비롯한 유럽 철강사들이 주로 사용하는 샤프트환원로 방식과는 뚜렷한 차이가 있습니다.

샤프트환원로 방식에서는 철광석을 일정한 크기의 구형으로 가공한 고순도 펠렛이 필요한데요. 문제는 이 원료가 전 세계 철광석 물동량의 약 4%에 불과하다는 겁니다. 결국 샤프트환원로 방식은 전 세계에서 일반적으로 사용하는 고로 소결용 분광(철광석 미분을 소결해 고로 투입용 소결광으로 만드는 원료)을 그대로 사용할 수 없다는 단점이 있죠. 반면 유동환원로 기술은 별도의 가공 없이 광산에서 채굴한 가루 상태의 일반 분광을 바로 사용할 수 있어 경제성과 활용성 면에서 우수합니다.

▲2024 기후산업국제박람회에 모형으로 전시된 포스코 수소환원제철기술 HyREX 공정.

우리나라만의 탈탄소 전략 경쟁력, 이게 다가 아닙니다. 파이넥스 공정에서는 환원 과정에 필요한 가스를 사용해 왔는데요. 그동안 가스에 약 25% 정도의 수소가 포함된 상태로 환원을 진행해 왔기 때문에 이미 수소환원 경험에 익숙하죠. 이 경험은 앞으로 완전한 수소환원제철로 전환하는 데 중요한 기술적 발판이 될 전망입니다. 결국 한국이 출발은 늦었지만, 기술을 빠르게 완성하기만 한다면 글로벌 탈탄소 전략에서 주도권을 확보하고 선도할 수 있을 것으로 기대됩니다.

물론 탈탄소 전환은 전 세계적으로 중요한 과제인 만큼 기술 혁신만이 아닌 국가 차원의 적극적인 지원도 함께 뒷받침돼야 한다는 의견이 나오고 있어요. 이런 기대에 맞춰 최근 국회는 철강산업 경쟁력 강화 및 녹색철강기술 전환을 위한 특별법안, ‘K스틸법’을 발의했죠. 거기다 지난 6월에는 한국형 수소환원제철 실증 기술 개발 사업이 총 사업비 8146억 원(국비 3088억 원) 규모로 예비타당성 조사를 통과해 내년부터는 한국형 수소환원제철 기술 개발에 한층 속도가 붙을 전망입니다.

인류 문명의 필수 소재이자 국가 경쟁력을 좌우하는 철! 이 중요한 소재를 탄소 배출 영향을 최소화해 생산할 날이 멀지 않았는데요. 포스코그룹은 앞으로 한국형 수소환원제철 기술 상용화를 위해 더욱 힘차게 나아갈 예정입니다. 철강 산업의 지속가능한 미래를 향한 여정을 기대해주세요!

▼한국만이 가진 탈탄소 경쟁력 만나보러 가기

기후위기 대응을 위한 글로벌 환경규제가 강화되고 있는 가운데, 철강산업의 탈탄소 전환은 지속가능한 미래 사회를 위한 중요한 과제로 떠오르고 있습니다. 포스코그룹은 수소환원제철(HyREX) 기술, 탄소감축 브릿지 기술, 청정에너지 전환 등 차별화된 탈탄소 전략을 바탕으로 철강산업의 새로운 패러다임을 선도하고 있습니다. 이번 특집에서는 철강산업의 탈탄소 혁신을 이끌 포스코그룹의 ‘2050 탈탄소 로드맵’과 단계별 기술 적용 전략을 자세히 살펴봅니다.

포스코그룹은 그룹 내에서 가장 많은 온실가스를 배출하는 철강 사업 부문의 탈탄소 전환을 위해, 중장기 종합 전략을 담은 ‘2050 탈탄소 로드맵’을 수립했습니다. 이 로드맵에는 원료, 투자, 에너지, 기술 개발 등 다양한 분야의 중장기 전략이 포함되어 있으며, 포스코그룹은 매년 모니터링과 전략 갱신을 통해 탈탄소 전환을 위한 노력을 지속적으로 이어가고 있습니다.

▲기술 개발, 설비 투자, 원료 구매, 에너지 조달 등 중장기 종합 전략이 포함된 포스코 ‘2050 탈탄소 로드맵’. [2024 포스코홀딩스 지속가능경영보고서 中]

이러한 중장기 전략을 바탕으로, 포스코그룹은 2017~2019년 3년간 평균 배출량인 7880만 톤을 기준으로 2050년까지 탈탄소 전환을 이루어내겠다는 목표를 세웠습니다. 2030년과 2035년의 감축 목표는 국가 온실가스 감축 목표(NDC)*와 연계해 재점검 중입니다. 포스코그룹은 탈탄소 전환을 그룹의 미래 성장 동력을 강화하는 전략적 기회로 인식하고 기술 개발, 설비 투자, 에너지 조달 등 전 과정에서 체계적인 탈탄소 전략 이행을 이어 나갈 계획인데요. 포스코그룹이 추진하는 철강산업의 핵심 탈탄소 기술과 그 실행 전략을 지금부터 자세히 짚어봅니다.

*국가온실가스감축목표(Nationally Determined Contribution·NDC) : 각 회원국이 온실가스 배출에 대한 책임과 역량을 고려해 자발적으로 얼마만큼의 온실가스 배출을 줄일 것인지를 유엔기후변화협약에 공식적으로 제출하는 계획.

철강 제품 생산 시 이산화탄소가 배출되는 주된 이유는, 철광석에서 산소를 떼어내 철로 환원하는 과정에서 석탄이나 천연가스 같은 화석연료가 사용되기 때문입니다. 이 과정에서 많은 이산화탄소가 발생하게 되는데요. 이산화탄소 배출을 근본적으로 줄이기 위해서는, 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 환원제가 필요합니다. 이러한 상황에서 고로와 전로 등 기존 설비를 최대한 활용하면서도 탄소를 저감한 철강제품을 생산할 수 있는 ‘브릿지(Bridge)’ 기술이 점점 더 주목받고 있습니다.  포스코그룹은 수소환원제철 전환기 동안 탄소 배출을 줄이기 위해, 탄소저감형 연원료 활용, 대형 전기로 도입, CCUS 실증 등 다양한 브릿지 기술을 병행하고 있습니다. 또한 데이터와 AI 기반의 인텔리전트 팩토리로 에너지 효율성을 높이고 안전한 생산 현장을 만들고 있습니다.

① 고로 기반 탄소감축 기술

흔히 용광로라 불리는 고로는 철강 생산의 중심에 있는 핵심 설비입니다. 석탄(코크스)과 철광석(소결광)을 고로 상부에서 넣어 겹겹이 쌓은 뒤, 고로 하부에 뜨거운 바람을 불어넣어 녹여서 쇳물(용선)을 만들어 내는 설비입니다. 고로에서 발생하는 탄소 배출을 줄이려면 근본적으로 원료와 환원 공정을 개선하는 방법이 있습니다. 포스코그룹은 펠렛(Pellet), HBI(Hot Briquetted Iron), 함수소가스, 세 가지 주요 방식을 통해 고로 기반 탄소감축 기술 개발을 추진하고 있습니다.

펠렛(Pellet)은 기존에 원료탄으로 사용하던 소결광 대신, 철광석을 파쇄·선별해 일정한 크기의 구형으로 가공해 고로에 투입하는 방법입니다. 원료를 소결광에서 펠렛으로 변경하는 것만으로도 소결광 생산에 사용되는 화석연료를 줄일 수 있어, 이산화탄소 배출 원단위를 낮추는 효과가 있습니다. 또한 펠렛은 소결광보다 높은 온도에서 잘 녹고 환원성이 좋아서 석탄 사용량도 줄일 수 있습니다.

HBI(Hot Briquetted Iron)는 철광석에서 산소를 제거해 환원한 직접환원철(DRI, Direct Reduced Iron)을 조개탄 모양으로 성형해 고로에 투입하는 방법입니다. 이 방식을 활용하면 환원에 필요한 석탄의 사용량을 크게 줄일 수 있죠. 쇳물 1톤을 생산할 때 HBI를 100kg 사용한다고 가정하면, 이산화탄소를 약 100kg 정도 줄일 수 있습니다.

함수소가스 방식은 석탄 대신 저탄소 연료인 천연가스(NG)를 환원제로 사용하는 방법입니다. 천연가스의 주성분인 메탄은 개질 과정*을 거치면서 일산화탄소와 수소로 분해되는데요. 이 과정에서 수소를 포함한 함수소가스가 생성됩니다. 이렇게 만들어진 함수소가스를 고로 하부 풍구에 불어넣어 환원제로 활용하면, 석탄 사용량을 상대적으로 줄일 수 있습니다. 포스코는 2023년 상반기에 고로 천연가스 취입 설비를 신설해 탄소저감 효과를 확인했으며, 산학연 29개 기관과 국책과제 ‘COOLSTAR**’를 공동 추진 중입니다. 해당 설비를 기반으로 고로 수소 취입 기술을 개발 중이며, 이를 브릿지 기술로 패키지화해 탄소감축 특화 고로 모델을 정립할 예정입니다.

*개질(改質) 과정 : 메탄 등 탄화수소를 수소와 일산화탄소로 바꾸는 화학적 처리 과정.
**COOLSTAR : CO2 Low emission technology of Steelmaking And hydrogen Reduction, CO2 저감 Hybrid 제철기술개발 산업부 국책과제.

② 전로 기반 저 HMR 조업 기술

전로는 고로에서 생산한 쇳물인 ‘용선’에 산소를 불어 넣어 불순물을 제거하고, 원하는 온도와 성분으로 정제된 ‘용강’을 생산하는 설비입니다. 용강 1톤을 생산할 때 발생하는 이산화탄소의 약 80% 이상이 용선 생산 과정에서 발생하기 때문에, 탄소감축을 위해서는 전로에 사용되는 용선 사용량을 줄이는 것이 매우 중요한데요. 포스코그룹은 용선의 투입 비율을 낮추는 ‘저 HMR(低 Hot Metal Ratio) 조업 기술’을 개발하고 있습니다. 저 HMR 조업 기술의 대표적인 두 가지 기술을 살펴보겠습니다.

전기로 용해 스크랩 장입 기술은 고로에서 생산된 용선과 전기로에서 생산된 용강을 혼합해 전로의 용선 사용량을 줄이는 기술입니다. 전기로는 이미 사용하고 난 철 스크랩을 재활용해 용강을 만들기 때문에 고로 대비 탄소 배출량이 적습니다. 따라서 전기로에서 용해 스크랩 장입 기술을 활용해 연간 250만 톤의 쇳물을 생산할 경우, 기존 고로 대비 최대 350만 톤의 탄소감축 효과가 기대됩니다. 하지만 스크랩의 잔류 원소 함량으로 인해 고급 제품 생산에는 한계가 있는데요. 이 때문에 고급 자동차 강판이나 선박용 후판 등 고급강은 주로 고로에서 생산한 용선을 전로에서 정제해 만듭니다. 이에 포스코그룹은, 고로 용선과 전기로 쇳물을 혼합하는 방식으로 탄소감축과 고급강 생산을 동시에 실현할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다.

상저취전로 기술은 전로의 철 스크랩 투입량을 늘리기 위해 전로 상·하부에서 산소를 주입해 추가 열원을 확보하는 기술입니다. 전로는 외부에서 열이 공급되지 않고, 용선 내 불순물의 산화반응에서 발생하는 열로 용강을 생산합니다. 따라서 용선 투입을 줄이고 철 스크랩 비율을 높이면 용선 온도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있습니다. 상저취전로 기술은 기존의 상부 산소 주입에 더해 하부에도 산소를 취입함으로써, 2차 연소와 열 전달 효율을 극대화하여 이러한 한계를 보완하는 기술로 주목받고 있습니다.

이처럼 포스코그룹은 기존 전로 설비를 활용해 스크랩 사용량을 높이는 기술을 개발했습니다. 스크랩 브랜드를 최적화하고 전로를 두 차례 경유하는 방식으로 스크랩을 2회 장입하여 스크랩 사용 비율을 30% 이상으로 확대했습니다. 또한, 포스코그룹 고유의 파이넥스(FINEX) 용선을 활용한 저 HMR 조업 기술 개발 시에는 전로 내 용선 투입 비율(HMR)을 70% 이하로 낮춰, 제선 공정의 온실가스 배출을 효과적으로 줄일 수 있을 것으로 기대합니다. 이를 통해 탄소감축 설비 전환 이전까지 고객사의 탄소저감 제품 수요에 단기적으로 대응할 계획입니다.

EU CBAM · 고객의 탄소감축 요구에 대응하는 전기로 생산 체제 구축

유럽연합(EU)은 글로벌 탄소 감축을 촉진하고 역내 기업의 경쟁력 저하 및 탄소 누출을 방지하기 위해, 2026년부터 탄소국경조정제도(CBAM, Carbon Border Adjustment Mechanism)를 전면 시행할 예정입니다. CBAM은 유럽연합(EU)역내로 수입되는 제품의 생산 과정에서 발생한 탄소 배출량에 따라 추가 비용(탄소세)을 부과하는 제도입니다. 이러한 국제적 환경 변화와 고객의 탄소 감축 요구가 강화됨에 따라, 포스코그룹은 2022년 8월 CBAM 대응 전담팀을 신설하고, 포스코 유럽 사무소 및 포스코인터내셔널과 협력하여 CBAM에 적극적으로 대응하고 있습니다.

▲포스코는 탄소저감 생산체제로의 전환을 위해 지난해 2월 약 6000억 원을 투입해 광양제철소 내 연산 250만톤 규모의 대형 전기로 공장을 착공했으며, 오는 2026년 본격 가동에 나설 예정이다. 사진은 광양제철소 전경.

이와 더불어, 탄소감축 생산 체제 구축을 위해 기존 고로 방식 대비 최대 75%까지 탄소 발생량을 줄일 수 있는 전기로 공장을 2024년 2월 광양제철소에 연산 250만 톤 규모로 착공했습니다. 2026년 가동을 목표로 하고 있는데요. 용해 스크랩 장입 기술을 적용하면 기존 전기로 방식으로는 불가능했던 고급강 생산도 가능해질 것으로 전망됩니다. 이를 통해 적극적인 CBAM 대응은 물론, 탄소저감 강재를 안정적으로 공급할 수 있을 것으로 기대됩니다. 전기로에서 생산된 용탕*은 정련 공정에 바로 사용되어 자동차와 전기 강판 생산에 활용될 예정입니다. 포스코는 주원료인 스크랩의 선별, 분류와 2차 정련에서의 성분 정밀 제어 등 핵심 기술을 개발해, 2030년까지 자동차 강판과 전기 강판을 양산하는 것이 목표입니다.

*용탕 : 금속이 고온에서 녹아 액체 상태가 된 것으로, 전기로에서 철스크랩이나 직접환원철을 녹여 생산한 액체 철을 의미.

▲포스코그룹의 CCUS(탄소 포집·활용·저장) 기술 과정을 나타낸 전시 모형.

포스코와 포스코홀딩스 미래기술연구원은 제철소에서 발생하는 이산화탄소를 포집·재자원화해 탄소 배출을 줄이는 다양한 CCUS* 기술을 개발하고 있습니다. 현재 CCUS 기술은 여러 방식으로 실증되고 있는데요. 그 중 대표적인 세 가지 적용 방법을 소개합니다.

*CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) : 대규모로 배출되는 이산화탄소를 포집하여 산업적 용도로 직접 이용하거나, 고부가가치 제품으로 전환·활용하거나, 영구 또는 반영구적으로 격리시키는 기술.

코크스 오븐 활용 이산화탄소 취입 전환 기술

첫 번째는 철강 공정에서 발생한 이산화탄소를 분리·포집해 코크스 오븐에 취입하고, 이를 부생가스 발전의 열원으로 활용하는 방안입니다. 포스코는 2021년부터 RIST(포항산업과학연구원)와 함께 이산화탄소 포집·전환 기술 실증을 위한 민관 합동 국가연구개발 사업을 추진해 왔는데요. 2024년 1월 포항제철소에서 실증 테스트를 한 결과, 고순도 정제 에너지가 불필요하며, 중순도 이산화탄소만으로도 코크스 오븐 취입이 가능하다는 점이 확인됐습니다.

▲포스코 기술연구원은 2021년부터 이산화탄소 배출을 줄이고 에너지원인 COG를 추가 생산하며, COG를 정제하는 CCU 실증설비 과제 추진을 통해 COG 정제 기술력을 확보했다. 사진은 ‘증량 COG 처리 실증설비’ 모습.

또한, 코크스 오븐에서 배출되는 부생가스(COG, Cokes Oven Gas) 열량이 증가하는 효과도 얻을 수 있었습니다. COG는 연료가스, 부생수소 생산 원료, 고부가 화학제품 생산 원료 등으로 활용되는 에너지원으로, 열량이 높을수록 활용도가 더욱 높습니다. 이러한 성과를 인정받아, 코크스 오븐 활용 이산화탄소 취입 전환 기술은 2024년 산업통상자원부 ‘R&D 대표 기술 10선’에 선정되어 장관상을 받았습니다.

광물 탄산화 기술 개발

두 번째는 광물 탄산화 기술을 적용하는 방안입니다. 포스코홀딩스 미래기술연구원은 포집한 이산화탄소를 광물화해 육상에 저장하거나, 건설 소재로 재활용하는 CCU(이산화탄소 포집·활용) 기술을 개발하고 있습니다.

▲2024년 8월 ‘폐갱도 활용 이산화탄소 육상저장 시범사업’ 과제 착수회의에서 관계자들이 기념 촬영을 하고 있다.

포스코홀딩스는 2024년 7월, 산업통상부가 주관하는 ‘폐갱도 활용 이산화탄소 육상저장 시범 사업’ 과제에 주관기관으로 선정되었는데요. 제철소에서 발생하는 이산화탄소를 철강 슬래그와 반응시켜 고정화한 후, 총 300톤 규모의 탄산화 슬래그를 생산하여 폐갱도에 되메우는 기술을 설계하고 운영하는 사업으로, 포스코홀딩스는 지난해 11월, 삼척시와 협력해 탄산화 슬래그 실증 플랜트를 운영하고 있습니다. 포스코홀딩스는 이번 시범 사업을 기반으로 국가 CCS사업의 한계로 지적받고 있는 탄소저장소 부족 문제를 해결하고, 철강산업의 탈탄소 전환에 기여할 예정입니다.

CCS(이산화탄소 포집·저장) 단계적 상용화

세 번째는 CCS(이산화탄소 포집·저장) 기술을 단계적으로 적용하는 방안입니다. 포스코는 상용화된 이산화탄소 포집 기술을 활용해 코크스로, 소결로, 열풍로, 발전소 등 다양한 설비를 대상으로 가장 적합한 포집 기술을 탐색해 왔습니다. 이를 바탕으로 효율성과 효과성이 높은 설비부터 단계적으로 이산화탄소 포집을 확대해 나갈 계획입니다.

※ 자료 출처 : 포스코인터내셔널

포집된 이산화탄소는 압축·액화·정제 공정을 거쳐 운송과 저장에 필요한 물성으로 전환되며, 이후 밀폐형 지질 구조를 갖춘 폐유가스전이나 염대수층에 이산화탄소를 주입해 영구적으로 격리됩니다. 여기서 밀폐형 지질구조란, 불투과성 암석이 다공질 퇴적지형을 덮어 가스가 밖으로 새어 나가지 않도록 차단하는 지층을 의미합니다.

포스코그룹은 유망한 저장소로 동해 가스전뿐만 아니라 인도네시아를 포함한 동남아시아, 호주 북서부 등지를 탐색하고 있습니다. 2024년에는 수출입은행의 ‘국제 감축 사업 타당성 조사 지원 사업‘에 선정되어 인도네시아 크라카타우포스코(PT.Krakatau POSCO)의 CCS 예비타당성 평가를 수행했습니다. 이 평가를 통해 CCS 적용 방법을 구체화하고, 향후 국내 제철소에도 확대 적용할 계획입니다.

▲2024 기후산업국제박람회에 모형으로 전시된 포스코 수소환원제철기술 HyREX 공정.

유동환원로 방식으로 탄소저감 철강 원료 공급망 확보

수소환원제철은 제선 공정에서 기존에 석탄을 사용해 철광석의 산소를 제거하던 환원제 및 원료탄을, 석탄 대신 수소로 대체함으로써 온실가스 배출을 감축하는 기술입니다. 포스코는 이러한 수소환원제철 기술을 이미 상용화된 파이넥스(FINEX) 공정의 유동환원로 기술을 기반으로 개발하고 있습니다. 유동환원로 방식은 원료·설비기술 측면에서 해외 철강사들이 주로 사용하는 샤프트환원로 방식과는 뚜렷한 차이가 있습니다. 샤프트환원로는 철광석을 일정한 크기의 구형으로 가공한 고품위 DR Grade 펠렛을 원료로 사용해야 하지만, 유동환원로는 별도의 가공 없이 광산에서 채굴한 가루 상태의 일반 철광석 분광을 그대로 활용할 수 있다는 장점이 있습니다.

전 세계 철광석 공급량 17억 톤 중 DR Grade 펠렛의 비중은 약 4%에 불과합니다. 이러한 공급량으로는 세계적인 철강 수요를 충족시키기 어려운 상황입니다. 향후 수소환원제철이 본격적으로 상용화될 경우, 샤프트환원로 기술을 적용하는 해외 철강사들 사이에서 펠렛 확보 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망하는데요.

이러한 경쟁 심화 속에서 포스코그룹은, 유동환원로 방식을 채택함으로써 별도의 가공이 필요하지 않은 철광석 분광을 원료로 사용할 수 있어 생산원가가 상대적으로 저렴하고, 원료 확보에도 유리하다는 강점이 있습니다. 또한, 유동환원로 방식은 설비 기술 측면에서도 샤프트환원로 방식에 비해 온도 제어가 쉽다는 장점이 있습니다. 포스코가 개발한 유동환원로 기반 파이넥스 공정은 수소 투입 및 DRI(직접환원철) 제조 기술이 적용되어, 수소환원제철 분야에서 가장 경쟁력 있는 기술로 평가받고 있습니다.

2030년 HyREX 상용화 기술 완성 목표 추진

포스코그룹은 2021년부터 포항제철소 내 수소환원제철 건립을 위한 용지(135만㎡, 41만 평) 조성 인허가 절차에 착수했으며, 2022년 7월에는 FINEX 설비 설계 경험을 보유한 기업 프라이메탈스(Primetals)와 공동 엔지니어링 업무협약을 체결했습니다. 이 협약을 바탕으로 HyREX 데모 플랜트의 주요 설비에 대한 공동 설계를 진행하고 있으며, 포항제철소에 연산 30만 톤 규모의 시험 설비 건설을 추진할 예정입니다.

▲포스코는 지난해 1월 26일 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하고, 2030년 수소환원제철 상용 기술 개발 완료를 목표로 연구개발을 지속하고 있다.

또한 2023년 포항 기술연구원에 배치(Batch)당 50kg 규모의 수소 유동환원 실험로를 도입하여 수소 유동환원 기술을 검증했습니다. 이어 2024년 1월에는 수소환원제철 개발센터를 개소하고, 4월에는 시간당 1톤 규모의 ESF(전기용융로, Electric Smelting Furnace) 파일럿(Pilot) 설비를 준공해 첫 출선에 성공함으로써, 전기용융로 요소 기술 개발과 HyREX 기술 완성의 토대를 마련했습니다. 포스코그룹은 2030년까지 HyREX 상용화 기술개발을 목표로 실증사업을 추진하고 있습니다. 그러나 수소환원제철 상용화 도입을 위해서는 청정에너지 인프라 구축에 대한 정책 지원, 청정수소 경제성 확보, 탄소저감 제품에 대한 시장 수용성 등 탈탄소 이행 환경이 사전에 마련되어야 합니다. 이에 따라 국가 인프라 및 정책·제도적 기반이 마련되고, 시장 수용성이 확보되는 시점부터 기존 고로 설비를 HyREX 설비로 단계적으로 전환할 계획입니다.

수소환원제철 기술 개발을 위한 국내외 협력 네트워크 강화

수소환원제철 기술은 국가 안보와 국민경제에 미치는 전략적 중요성이 인정되어, 2024년 1월 국가 전략기술로 선정되었습니다. 이어 2024년 5월에는 과학기술정보통신부의 ‘글로벌 R&D 플래그십 프로젝트’ 중 하나로 ‘한국형 수소환원제철용 철광석 최적화 기술개발(철강)’이 선정되었습니다. 포스코그룹은 이러한 국내 공감대를 바탕으로, 2030년 상용화 기술 개발을 목표로 국책과제와 연계한 ‘한국형 수소환원제철 실증사업’을 준비하고 있습니다. 또한, 글로벌 철강업계의 탈탄소 전환을 촉진하기 위해 다양한 기술 개발 협력에도 적극적으로 참여하고 있습니다.

특히, 포스코그룹은 2023년부터 글로벌 철강사들과 경쟁을 넘어 협력을 통해 탄소 감축 기술 개발을 가속화하고자 ‘HyREX R&D Partnership’을 운영하고 있습니다. 이 파트너십에는 글로벌 철강사, 원료사, 에너지사 등 총 19개 유관 기업이 참여하고 있으며, 2024년 11월에는 1차 컨퍼런스를 성공적으로 개최한 바 있습니다. 또한, 세계철강협회와 스웨덴 철강사 SSAB 등과 협력하여 2021년과 2022년에는 국제수소환원제철포럼(HylS Forum) 개최를 주도했으며, 2023년부터는 세계철강협회가 주관하는 혁신기술 컨퍼런스(Breakthrough Technology Conference)로 확대해 운영하고 있습니다.

▲‘2025 기후산업국제박람회’에 포스코그룹의 탈탄소 비전을 형상화한 콘텐츠가 전시되어있다. 포스코그룹은 한국형 수소환원제철(HyREX)을 중심으로, AI와 브릿지 기술을 통한 실질적 탄소감축, 청정 에너지 전환 확대를 추진하고 있다.

수소환원제철 기술부터 탄소감축 브릿지 기술, 에너지 전환을 아우르는 포스코그룹의 다양한 리얼옵션 전략은 철강산업의 탈탄소 실현에 한 걸음 더 가까워지는 핵심적인 역할을 할 것으로 기대합니다. 포스코그룹은 기술 혁신과 전략적 로드맵을 바탕으로 철강산업의 탈탄소 혁신을 향해 꾸준히 나아갈 예정인데요. 지속가능한 미래를 향한 포스코그룹의 탈탄소 여정, 함께 지켜봐 주세요!

급변하는 세계정세 속에서 주목해야 할 최신 글로벌 경제 및 산업 이슈는 무엇일까요? 포스코경영연구원 전문가들이 포스코그룹의 주요 사업과 관련한 글로벌 산업, 경제 동향을 심층 분석해 드립니다. 전 세계는 지속가능한 미래를 위해 각 산업 분야에서 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 전기화에 힘쓰고 있습니다. 포스코경영연구원 한강수 수석연구원과 함께 전기화 글로벌 트렌드와 파급효과에 대해 분석해 봅니다.

포스코경영연구원 한강수 수석연구원

지구 온난화와 기후 변화에 대응하기 위해 전 세계적으로 탄소 배출 감축 및 탈탄소화를 위한 노력이 가속화되고 있습니다. 주요 국가들은 온실가스 배출 저감 목표를 설정하고, 재생 에너지 확대, 에너지 효율 향상, 탄소 배출 규제 강화 등 다양한 방법을 통해 탈탄소화를 추진하고 있죠.

이런 흐름 속에서 전기는 에너지를 가장 효율적으로 사용할 수 있게 해주고, 탄소 배출을 크게 줄일 수 있는 중요한 해결책으로 주목받고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)는 2050년까지 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 전기화가 전체 온실가스(GHG) 감축의 최대 60%를 차지해야 한다고 강조하고 있습니다.

지난 10년간 재생에너지 단가는 태양광은 83%, 육상풍력은 63%로 하락했습니다. 전기 생산의 전체 비용이 낮아지면서 전력 가격도 빠르게 하락하고 있는데요. 이런 변화에 맞춰 각국 정부도 발 빠르게 움직이고 있습니다. 유럽연합(EU)은 ‘Fit for 55*’, 미국은 ‘인플레이션감축법( IRA)**’, 중국은 ‘14차 5개년 계획***’ 등 강력한 탈탄소 법제를 도입하고 있죠. 이러한 배경에서 전기화는 비용 경쟁력을 바탕으로 빠르게 확산되고 있으며, 온실가스 배출 저감 기준은 규제, 금융, 공공조달 등에서 필수 조건으로 자리 잡고 있습니다.

결국 전기화와 온실가스 배출 저감이라는 두 축은 전력을 ‘더 많이, 더 깨끗하게’ 생산·소비해야 하는 시장의 구조적 숙제를 동시에 제시하고 있는 상황입니다. 전기화는 에너지 사용 효율을 획기적으로 개선해 탄소 배출 저감에 크게 기여하기 때문에 온실가스 감축 목표 달성을 위한 필수적인 요소로 평가받고 있습니다.

*Fit for 55: 2030년까지 1990년 대비 온실가스 55%를 감축하기 위한 유럽연합(EU)의 핵심 정책 패키지
**IRA(Inflation Reduction Act): 2022년 미국에서 제정된 법으로, 2030년까지 온실가스 배출을 2005년 대비 약 40% 감축하기 위한 인센티브와 지원책을 포함 (현 트럼프 2기 행정부는 바이든 정권 시절 도입된 IRA를 바탕으로 기후변화 대응 보조금 삭감을 추진하고 있다)
***14차 5개년 계획: 중국 정부가 2021~2025년 단위 GDP당 에너지 소비 13.5%, CO₂ 배출 18% 감축을 목표로 제시한 국가 중장기 계획.

실제로 글로벌 최종 에너지 소비에서 전기가 차지하는 비중은 2023년 약 23%에서 2050년에는 약 50% 수준으로 대폭 확대될 것으로 전망됩니다. 특히 운송 부문의 전기차 전환과 건물 부문의 히트펌프 도입은 대표적인 전기화 사례로, 가장 큰 탄소 저감 효과가 기대되는 분야입니다. 이러한 변화가 실현되기 위해서는 각국 정부의 강력한 정책적 지원과 함께 민간 부문의 투자 확대가 필수적입니다.

전기화란 기존의 화석 연료(석탄, 석유, 천연가스 등)를 사용하는 기술, 설비, 시스템을 전기 기반의 기술로 전환하는 과정을 의미합니다. 주로 교통, 산업, 건물 분야에서 이루어지는데요. 전기화의 목적은 에너지 효율성을 높이고, 온실가스 및 대기오염물질 배출을 줄이며, 에너지 시스템의 탈탄소화를 실현하는 데 있습니다. 특히, 전기화는 태양광, 풍력 등 재생에너지와 결합될 때 효과가 극대화되어, 미래 에너지 전환의 핵심 전략으로 주목받고 있습니다.

전기화의 역사는 크게 세 단계로 구분할 수 있습니다.

1차 전기화는 20세기 초반 등유와 가스등 같은 기존 조명 방식이 에디슨의 전구와 발전기로 대체되었고, 증기기관 대신 전기모터가 동력원으로 자리 잡으면서 대규모 산업화와 전력망의 확장이 빠르게 이루어졌습니다. 전기가 일상생활과 산업 현장에 본격적으로 도입된 시기라고 할 수 있습니다.

2차 전기화는 21세기에 들어서 본격화되었습니다. 전기차와 히트펌프 등 전기 기반의 신기술이 빠르게 확산되었고, 특히 테슬라와 같은 기업들이 전기차 시장을 선도하면서 교통 분야의 변화가 두드러졌습니다. 전기가 단순한 동력원을 넘어, 에너지 전환의 중심축으로 자리 잡기 시작했다고 볼 수 있습니다.

3차 전기화는 사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI) 기술의 발전과 함께 진행되고 있습니다. 스마트 그리드와 에너지 저장 시스템(ESS) 등 혁신적인 기술을 바탕으로, 지능형 전력 네트워크를 구축하고 초연결 사회 실현을 목표로 합니다. 앞으로는 이러한 첨단 기술들이 주도적 역할을 하여 에너지 시스템의 효율성과 유연성을 더욱 높여줄 것으로 기대됩니다.

*스마트 그리드 기술: 기존 전력망에 정보·통신기술을 접목하여 공급자와 수요자간 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 지능형 수요관리, 신재생에너지 연계, 전기차 충전 등을 가능케 하는 차세대 전력인프라 시스템
**에너지 저장 시스템(ESS): 저장이 어렵고, 사용 후 없어져 버리는 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 저장·관리하는 시스템

전기화는 건물, 운송, 산업 등 다양한 분야에서 빠르게 진행되고 있습니다. 각 부문별로 어떤 변화가 일어나고 있는지 살펴보겠습니다.

① 건물 부문: 히트펌프 확산
저온의 열원에서 열을 흡수해 고온의 열원으로 열을 운송하는 기계장치 ‘히트펌프’는 냉난방 효율을 높이고 탄소 배출을 감소시키는 주요 기술입니다. 탈탄소 정책을 빠르게 도입한 유럽이나 북미에서는 이미 가스보일러 대신 히트펌프의 보급이 빠르게 확산되고 있고, 일부 국가에서는 히트펌프 설치 보조금 및 의무화 정책 등을 마련해 사용을 장려하고 있습니다. 국내에서도 주택 난방 탈탄소를 위한 히트펌프 확대 정책 및 보급의 필요성이 논의되고 있는 상황입니다. *관련 기사 : “전기 기반 난방 패러다임 전환 필요…. 히트펌프 확대 정책 시급”

세계 히트펌프 시장 규모는 2025년 754억 달러에서 2030년 1,204억 달러로 확대될 것으로 보입니다. IEA 자료에 따르면, 히트펌프 설치 용량은 2023년 1,000GW에서 2030년 3,000GW로 3배 수준으로 늘어날 전망입니다.

② 운송 부문: 전기차 시장 확대
글로벌 전기차(EV) 전력 수요는 2023년 253TWh에서 2030년 976TWh로 약 네 배 성장할 것으로 전망됩니다. 글로벌 전기차 시장은 2024년 약 1,763만 대가 판매돼 전년 대비 26% 성장하였으며, 전체 자동차 시장 점유율은 18%로 확대됐습니다. 유럽 시장은 성장이 둔화하고 있으나 중국 및 아시아(중국 제외)와 기타 지역의 전기차 시장이 두 자릿수 성장률을 기록하고 있습니다.

▲포스코는 저탄소 생산체제로의 전환을 위해 지난해 2월 약 6천억 원을 투입해 광양제철소 내 연산 250만톤 규모의 대형 전기로 공장을 착공했으며, 오는 2026년 본격 가동에 나설 예정이다. 사진은 광양제철소 전경.

③ 산업 부문: 전기화 및 수소 기술 도입 확대
글로벌 철강 산업은 저온 공정과 전기화, 수소 활용으로 탄소 배출을 줄이는 방향으로 변화하고 있습니다. 기존에는 철강을 만들 때 주로 석탄을 태워 1,500℃ 이상의 고온에서 철광석을 녹였으나 최근에는 전기 에너지를 활용해 상대적으로 낮은 온도에서 철을 생산하는 기술이 확대되고 있습니다. 대표적으로 전기로(EAF, Electric Arc Furnace)는 고철이나 직접환원철(DRI)을 전기 아크로 녹여 철강을 생산하는 방식입니다. 이 방식은 전통적인 고로 방식에 비해 에너지 효율이 높고, 온실가스 배출이 상대적으로 낮습니다.

또 다른 방식으로는 수소를 만들어 철광석 환원에 사용하는 방법이 있으며 이때 수소 생산 자체에 전기가 필요하므로, 이를 ‘간접 전기화’라고 부릅니다. 기존의 고온 공정(용광로 등)을 대체하거나 보완하는 데 수소가 중요한 역할을 할 것으로 기대되는데요. 유럽과 일본은 수소 생산과 관련 인프라 구축에 적극적으로 투자 중입니다.

▲철강산업의 탈탄소 전환을 위한 포스코의 한국형 수소환원제철(포스코홀딩스 IR 영상)

포스코도 에너지 전환 시대에 맞춰 전기화를 적극적으로 추진하고 있죠. 대표적인 사례가 수소환원제철과 전기로입니다. 포스코는 파이넥스(FINEX)의 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석을 수소로 환원시킨 후, 전기용융로(ESF) 설비를 활용하여 쇳물을 제조하는 한국형 수소환원제철 공법인 하이렉스(HyREX) 기술을 개발하고 있습니다.

철강 산업의 탈탄소 해법으로 꼽히고 있는 수소환원제철은 국가 경제 및 안보 측면의 전략적 중요성을 인정받아 지난해 2월, 국가전략기술로 지정되기도 했습니다. 최근 국책과제와 연계한 ‘한국형 수소환원제철 실증사업’의 예비타당성 조사도 통과했습니다.

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에너지 시스템의 전기화가 가속화되는 가운데, 디지털 기술의 발전 역시 에너지 수요에 큰 영향을 미치고 있습니다. 최근에는 디지털 기술, 특히 인공지능(AI)의 발전으로 에너지 소비가 빠르게 늘고 있는데요. 문제는 AI가 발전할수록 에너지 소비도 함께 늘어난다는 점입니다.

IEA에서 발표한 자료에 따르면 인공지능(AI) 및 암호화폐 산업의 확산으로 인해 전세계 데이터센터의 전력 소비량은 2022년 대비 2026년에는 두 배 이상 급증할 것으로 예상됩니다. 특히 OpenAI의 GPT 모델, 구글 바드(Bard) 등 AI 모델의 훈련과 운영에 막대한 전력이 소모되면서, 데이터센터의 전력 효율성 개선과 냉각 기술에 대한 투자가 글로벌 IT 기업의 최우선 과제로 부상하고 있습니다. 이러한 변화에 따라, 관련 글로벌 전력 인프라 투자 수요는 연간 수천억 달러에 이를 것으로 추산되며, 특히 신재생 에너지 연계와 효율적인 전력망 구축을 위한 투자가 시급한 상황입니다.

최근 러시아-우크라이나 전쟁 이후 에너지 가격이 급등하면서, 유럽 등 주요국에서는 전기요금이 크게 인상되었습니다. 이에 따라, 저렴하고 안정적인 전기 확보가 기업의 원가 경쟁력 유지에 있어 핵심 요인으로 부각되고 있습니다. 아울러 전력 가격, 재생에너지 접근성, 송전망 용량이 제조 설비 입지 결정의 주요 변수로 떠오르고 있어, 각 기업에서는 신규 투자 계획 시 지역별 전력시장 구조, 다양한 지원 정책(인센티브), 송전망 확장 속도 등에 대한 검토가 필요할 것으로 보입니다. ‘전기화 시대’로 변화하는 에너지 환경 속에서, 미래 경쟁력 확보를 위한 기업의 선제적 대응이 그 어느 때보다 중요한 시점입니다.

급변하는 글로벌 정세와 산업계 변화 속에서 철강•에너지소재•인프라 등 포스코그룹의 주요 사업에 대한 현안을 전문가의 시선으로 진단해 본다. 현재 가장 뜨겁고 중요한 이슈를 짚어보고, 분야별 전문가와의 심층 대담을 통해 그에 대한 해답을 모색해보자. 세 번째 대담에서는 전기요금 인상으로 인해 전력 사용이 많은 철강산업의 글로벌 수출경쟁력이 악화되고 있는 상황을 진단하고, 철강산업이 미래 경쟁력을 확보하기 위한 전략과 국가적 지원정책을 알아본다.

최근 3년 사이에 산업용 전기 요금이 약 두 배 오르면서 국내 철강업계의 글로벌 경쟁력이 심각하게 위협받고 있다. 포스코의 전력구입비용은 5,000억 원이 넘어 국내 대기업 중에서도 상위 10위 안에 드는 수준이다. 탈탄소화 시대에 접어들어 수소환원제철로의 전환이 불가피한 상황에서 에너지 비용은 더욱 증가할 전망이다. 전기로 중심의 생산체제를 갖춘 현대제철의 경우, 매년 전력구입비용이 1조 원에 달하고, 전력구입비용이 원가에서 차지하는 비율도 10%를 넘어섰다. 미국, 독일, 일본 등 주요 선진국들은 철강 산업 탈탄소화를 앞두고 산업용 전기요금에 보조금을 지급하는 등 값싼 산업용 전기를 공급하기 위한 지원에 발벗고 나섰다. 다가올 저탄소 철강 시장에서 한국 철강산업이 경쟁력을 확보하고 선점하기 위해 필요한 실질적 에너지 마스터플랜은 무엇인지, 거시경제, 에너지자원, R&D지식산업의 경제적 분석 분야 전문가로서 산업통상자원부 에너지위원회 위원, 전력거래소 전력비용평가위원, 장기천연가스수급위원으로 활동한 바 있고, 현재 한국자원경제학회 회장을 역임 중인 단국대학교 조홍종 교수와의 대담으로 알아본다.

한국 산업용 전기요금은 2024년 11월 평균 1㎾h당 181.8원으로 직전 가격보다 9.7% 상승했습니다. 전기요금은 최근 3년간 꾸준히 올랐는데, 배경에는 여러 복합적 요인이 작용했습니다.

첫 번째는 러시아-우크라이나 전쟁 여파입니다. 2022년 러시아-우크라이나 전쟁으로 러시아에서 유럽으로 가는 천연가스가 줄어들면서 동북아 지역의 천연가스 가격과 다른 연료 가격이 급등한 점이 전기요금 상승의 가장 주된 요인이 됐습니다. 러시아-우크라이나 전쟁이 다양한 공급망을 교란시키면서 다른 물품 가격이 상승했고, 서비스와 인건비까지 상승하며 전반적인 에너지 인플레이션이 야기됐습니다.

두 번째로는 에너지 전환 비용의 상승입니다. 사실 에너지 전환 비용은 러시아-우크라이나 전쟁 이전부터 꾸준히 상승하고 있었습니다. 재생에너지 증가로 인해 보조서비스 비용이 상승하고 그로 인한 환경설비 개선 등에 천문학적 비용이 이미 지출되어 왔기 때문입니다. 이 모든 것이 인플레이션의 원인입니다.

세 번째 요인은 한전 적자 해소 정책과 불공평한 요금 인상입니다. 한전은 연료비 연동제*를 도입하고 있으나, 이 제도가 제대로 작동하지 않았습니다. 이에 따라 한전은 전기요금 인상을 미루기 위해 부채를 발행했고, 그 결과 누적 적자가 200조 원을 넘어서며 이자 부담까지 떠안는 악순환에 빠지게 되었습니다. 또한 2024년에는 산업용 전기요금을 평균 9.7% 인상하는 등 대폭적인 요금 조정이 있었습니다. 하지만 주택용 전기요금은 정치적 부담으로 사실상 동결되면서, 산업계에만 비용 부담이 전가되는 불공평한 구조가 만들어졌습니다.

*연료비 연동제 : 국제 에너지 가격 변동에 따라 전기요금을 자동으로 조정하는 제도

전기요금 인상은 철강업계에 치명적인 타격을 주고 있습니다. 산업용 전기를 사용하는 대기업들이 가장 큰 부담을 떠안고 있으며, 이들 기업은 전체 전력 소비자의 약 0.1%에 불과하지만, 연간 부담액이 4조 원을 넘을 것으로 예상됩니다. 포스코를 포함한 전력 사용량 상위 10대 기업의 추가 전력구입비용만 1조 원 가까이 증가할 것으로 보입니다. 특히 철강업계가 저탄소 전환을 위해 구축•운용하는 전기로에서 생산한 철강 제품 원가 중 전력구입비용은 무려 10~20%를 차지합니다. 전기로는 철스크랩을 녹여 철강 제품을 생산하는데, 이때 전기 에너지를 많이 사용하면서 전력구입비용이 증가해 수익성이 줄어들고 있는 것입니다.

국내 철강업체들은 고로 등에서 발생하는 부생가스를 이용해 자체 발전을 해왔습니다. 특히 포스코는 부생가스를 비롯해 LNG 자가발전 설비로 필요한 전기의 80%를 생산해서, 2023년 전력구입비용이 약 5천억원으로 현대제철의 절반 수준이었습니다. 최근 전력구입비용 부담이 커지자 포스코는 부생가스ㆍ천연가스 등 자체 발전 비중을 높이고, 다른 철강업체 역시 주간 대신 전기요금이 저렴한 야간에 생산하는 등 원가 줄이기에 나섰습니다.

업계 전체를 살펴보면 수익성 악화가 더욱 명확합니다. 철강업계 평균 영업이익률이 2019년 8.5%에서 2024년 1.8%로 급락했고, 매출액 대비 전기요금 비율은 2019년 12%에서 2024년 25%로 두 배 이상 증가했습니다. 이에 따른 산업계 변화 양상을 보면 투자 위축 현상과 생산 체제 조정이 두드러집니다. 또한 전력 사용량이 많은 고급강 생산이 위축되고 범용제품 위주로 조정되는 흐름이 생기고, 일부 중소 철강업체들은 조업 단축이나 휴업을 검토하고 있습니다.

또 철강업계는 국내 신규 설비 투자를 연기하고 해외 투자를 늘리는 추세입니다. 루이지애나는 화석연료 비중이 압도적으로 높은 지역으로, 미국 내에서도 전기요금이 가장 낮은 축에 속하기 때문입니다. 한국과 비교해 산업용 전기가 절반 이상 저렴하다는 점을 생각하면, 우리나라 제조업이 전기요금이 저렴한 지역으로 공장을 이전하는 것을 탓할 수가 없습니다. 만약 이런 추세가 지속된다면 국내 고용은 대폭 줄어들고 말 것입니다.  

전기요금 인상으로 어려움을 겪는 것은 한국만은 아닙니다. 지난해 영국의 경우, 전기요금이 프랑스와 스페인보다 높아지면서 철강업계가 경쟁력 약화를 우려하는 목소리를 냈습니다. 실제로 영국 전기요금은 평균 약 11만 7,000원/MWh 으로 약 4만 8,000원/MWh인 프랑스와 스페인보다 훨씬 높았습니다. UK스틸은 영국 철강 산업이 전기로 전환으로 전력 의존도가 높아지면서 전력 소비가 2배 증가할 것이라며, 정부에 에너지 비용 문제 해결을 촉구했는데요. 영국 정부는 이전부터 재생에너지 관련 세금과 부과금을 줄이는 ‘영국 산업 슈퍼차저’ 정책을 도입했지만 높은 전기요금의 영향을 막기에는 역부족이었습니다.

수소환원제철로의 전환은 에너지 수급 구조를 근본적으로 변화시켜, 철강업계는 에너지 비용의 급격한 증가와 인프라 부족 등 구조적인 문제에 직면할 것으로 예상됩니다.

철강업계에서는 전기요금이 1㎾h당 1원 인상되면 연간 원가 부담은 200억 원 증가한다고 추산합니다. 대기업 기준으로는 원가 부담 3,400억 원이 추가로 늘어나게 되는 것인데, 이런 수익성 감소는 곧 생산량 저하로 이어지게 됩니다. 전기요금 상승에 따라 전기로를 운영하는 철강업체는 비싼 전기요금 상승분을 제품 가격에 반영할 수밖에 없고, 그렇게 되면 ‘가성비’가 나오지 않는 전기로강을 찾는 수요자가 감소하는 악순환의 고리가 형성됩니다.

청정수소 공급 인프라의 부족도 시급한 문제입니다. 막대한 양의 수소가 필요하지만, 국내 청정수소 생산능력은 극히 제한적입니다. 또한, 수소의 운송과 저장 인프라를 구축하는데에도 막대한 비용이 소요됩니다.

다른 나라의 사례를 살펴볼까요? 독일은 정부가 철강업계 탈탄소화에 총 10조 2,000억 원을 지원합니다. 직접 보조금 40~60%와 함께 세제 혜택, 저리 융자를 패키지로 제공하며, 수소 인프라 구축을 국가 차원에서 추진해 민간 부담을 경감하는 지원 정책을 펼치고 있습니다. 일본 역시 기업 단독으로 투자하기 어려운 대규모 저탄소 전환 사업에 대해, 3조 5,000억 원 규모의 ‘그린 이노베이션 기금’을 조성해 정부가 직접 지원하고 있습니다. 이처럼 막대한 비용이 드는 저탄소 전환은 개별 기업만으로는 감당하기 어려워, 정부의 적극적인 지원이 필수적임을 보여줍니다.

그렇다면 국내에서 현실적으로 실행할 수 있는 정부의 지원 방안으로는 무엇이 있을까요?

수소환원제철 등 탈탄소 전환 설비에 대한 투자 지원책 마련과 함께, 탈탄소 R&D 예산 확대 등 다양한 정책적 노력이 필요해 보입니다. 직접적인 투자비 지원뿐 아니라 탈탄소 기술 개발을 위한 전용 R&D 기금 마련, 저탄소 설비의 조기 도입을 위한 운영비(OPEX) 지원 제도 도입이 그 방안이 될 수 있습니다.

무탄소 전력과 수소 인프라 확충도 중요합니다. 현재 2,685억 원 수준인 탈탄소화 투자 정부 지원을 최소 5조 원 이상으로 대폭 확대해서 설비 투자의 30~50%를 직접 지원함으로써 철강을 국내에 유지하는 최소한의 인프라를 확충해야 합니다. 이 에너지 인프라 확충에는 청정수소 생산과 공급 인프라 구축, 그리고 원전을 활용한 청정수소 생산과 전력 공급 체계 구축 등이 포함됩니다.

더불어 규제 개선도 이어져야 합니다. 산업 탈탄소 전환을 규제가 아닌 경제 관점에서 지원하는 것인데요. 예를 들면, 수소환원제철 관련 인허가 절차 간소화와 원스톱 서비스 제공 등이 대표적입니다. 탄소배출권 할당 방식을 조정해 탈탄소 투자에 대한 인센티브를 강화하는 것도 좋은 방안이 될 수 있습니다. 탈탄소 정책을 규제 일변도로 지속할 경우 기업들은 해외 이전 외에 다른 방법을 찾기 힘들 것입니다.

최근 철강업계를 비롯한 산업계 전반에서 수소, LNG, 원자력, 재생에너지 등 다양한 에너지원에 대한 관심이 높아지고 있습니다. 이는 탈탄소와 에너지 안보라는 두 가지 거대한 과제를 동시에 해결해야 하는 산업 현장의 현실을 반영하는 것입니다. 결국 우리가 필요로 하는 에너지 전략은 청정하고 저렴하면서 견고한 에너지 공급 방식입니다. 이 세 가지를 모두 충족한다는 것은 불가능에 가깝기 때문에, 우리는 우선순위를 정하고 비용효과적인 에너지 전환 과정도 함께 고려해야 합니다.

특히 열에너지를 상용(常用)하는 난감축산업의 경우에는 탈탄소화가 거의 불가능에 가깝거나 천문학적인 비용을 수반해야 합니다. 가장 경제적이면서도 효율적으로 철강을 생산할 수 있는 국가였던 대한민국이 앞으로도 이를 유지하려면 무엇이 필요할까요? 국가적 지원으로 R&D 투자, 인프라 투자를 해서 수소환원제철을 조기 상용화할 수 있도록 전 세계에서 가장 빠르게 실증에 성공해야 합니다.이를 위해서는 에너지 편식을 줄이고 현실적인 접근을 해서 다양한 포트폴리오를 구성함으로써 리스크를 줄일 필요가 있습니다.

당분간 LNG를 적극 활용해야 합니다. LNG는 기존 인프라를 그대로 활용할 수 있고, 탄소배출량도 석탄 대비 약 50%가 적습니다. 따라서, 화석 연료에서 신재생에너지로 전환하는 과정에서 과도기적 역할을 하는 ‘브리지 에너지’원으로서 필수불가결한 요소입니다. 무엇보다 발전 측면에서 보면, 출력 조절이 용이하기 때문에 ‘부하추종(負荷追從 ; 전기 수요에 대응해 발전기의 출력량을 조정하는 운전)’이 가능하고 재생에너지의 간헐성(재생 에너지 발전원의 특성 상 발전량이 불안정하고 예측하기 어렵다는 문제점)을 보완하는 데도 적합합니다.

청정 전원이지만 간헐성과 변동성에 취약한 재생 에너지는 전력계통 운영을 위해 생산된 전기를 저장했다가 필요할 때 사용하는 시스템인 에너지저장장치(ESS), 차세대 지능형 전력망 시스템인 스마트 그리드, 현재 전력량의 수요에 맞추기 위해 전기 사용자가 사용량을 조절하는 수요 반응(DR) 등의 보완 기술과 송전망 구축이 핵심적으로 뒤따라야 합니다. 또 망에 대한 부담을 줄이기 위한 감소 규제가 필수적입니다. 이런 비용 증가는 천문학적인데, 앞으로도 이런 부담이 지속된다면 에너지 다소비 산업은 어려움에 직면할 수밖에 없습니다. 또한 모든 원자재와 부품이 중국의 공급망으로부터 자유로울 수 없다는 문제도 있습니다.

이런 복합적인 에너지 전환 환경 속에서, 포스코와 같은 철강기업들은 이 문제에 다음 방향에서 접근해야 합니다.

단기간에 급격한 변화를 꾀하기보다는, 장기적 관점에서 기술과 경제성을 균형 있게 고려한 로드맵이 필요합니다. 에너지 문제는 치고 나가서 선도하면 그만큼 위험이 커지는 분야입니다. 열역학 법칙을 어기면서 에너지 전환을 이뤄내는 것은 불가능하기 때문에 과학적 접근이 필요합니다. 하이렉스(HyREX) 기술의 실증, 확산, 상용화 순서를 명확히 하고, 2030년까지는 경제성 확보에 집중하며, 2050년까지 글로벌 경쟁 기업들의 전략을 잘 파악하면서 가능성을 확보하는 방식으로 접근해야 합니다.

수소, LNG, 원자력, 재생에너지를 복합적으로 활용하는 에너지 믹스로 위험을 분산하고, 외부 충격에 대한 회복 탄력성을 높여야 합니다. 이는 물론 기업이 혼자 할 수 없는 일입니다. 따라서 국가가 적극적으로 에너지 믹스와 현실화ㆍ합리화를 추구하고, 이를 기업들이 활용할 수 있도록 인프라 투자와 기술적 고도화를 지원해야 합니다. 또 해외 LNG, 호주 수소, 몽골 태양광 등 해외 청정에너지 프로젝트에 대한 적극적 투자와 전략적 해외 이전 등도 고려해야 합니다.

이제 에너지 문제는 기업의 생존과 국가의 번영, 국민의 풍요로운 삶이라는 관점에서 접근해야 합니다. 탈탄소 시대, 질 좋은 철강을 만드는 한국 철강기업이 국내에서 계속 일자리를 창출할 수 있도록 하는 탈탄소 기술 혁신 지원 정책과 각 기업의 효과적인 에너지 전략이 절실한 때입니다.

최근 정치·경제적 불확실성 고조로 인한 경기 침체 위험과 주력 산업의 경쟁력 위기 속에서 국내 철강산업의 어려움은 더욱 가중되고 있다. 포스코그룹은 불확실한 환경에 기민하게 대응하는 한편, 지속가능한 경쟁력을 강화하기 위해서 고로 브릿지 기술(스크랩 사용량 증대, 고로 수소 취입 등) 개발, 수소환원제철 기술 조기 확보, CCUS(Carbon Capture, Utilization and Storage) 실증사업 등 탈탄소 전략 이행을 위한 지속적이고 책임감 있는 노력을 기울이고 있다.

최근 국회철강포럼에서 포스코그룹은 ‘철강산업 재도약을 위한 당면 과제와 정책’을 제언하며 철강산업의 위기 극복을 위한 정부 지원과 협력 필요성을 강조했는데, 위기를 겪고 있는 국내 철강산업 현황을 점검해 보고 포스코그룹의 탈탄소 전환 전략을 살펴보고자 한다.

I 관세전쟁, 수입재 범람, 탄소감축 압력의 삼중고에 빠진 국내 철강산업

글로벌 철강산업의 공급과잉 이슈가 재점화하고 있다. 글로벌 조강 능력의 절반을 차지하는 중국과 함께 인도, 동남아 등 주요 신흥국도 최근 능력 증강 레이스에 가세하면서 2024년 과잉 생산능력은 6억 톤에 육박하고 있으며, 2027년에는 7.2억톤까지 증가할 것으로 전망된다. 하지만 중국, 인도 등 신흥국들은 능력 감축 요구에 강하게 반발하면서 과잉 설비 해결은 요원한 상황이다.

전 세계적인 공급과잉 심화와 함께, 국내는 수요 부진과 경쟁 심화로 인해 조강 생산량 7천만 톤 및 내수 철강수요 5천만톤 체제가 붕괴되고, 주요 철강기업의 수익성은 악화일로를 걷고 있다. 이는 수치로도 드러나고 있는데, 실제 국내 주요 철강사의 영업이익률은 2021년 13.9%에서 2023년 5.0%로 급감한 데 이어, 2024년 2.8%로 또다시 감소했다.

그러나 현 위기에 더해 보호주의, 수입재 범람, 탄소장벽이라는 당면한 3대 위협은 한국 철강산업의 미래에 더 큰 위기요인이 되고 있다.

먼저 미국, EU, 일본 등 주요 국가들은 관세조치, 지원정책 확대 등 보호주의 강화를 통해 자국 철강산업 경쟁력 제고에 적극 나서고 있다. 집권 2기를 맞은 미국 트럼프 대통령은 올해 3월부터 무역확장법 232조를 근거로 모든 수입산 철강과 알루미늄 제품을 비롯해 철강 2차 제품에 대해 예외 없이 25%의 관세를 부과하고 있다. EU도 철강 세이프가드 등 무역 방어 조치를 강화하는 한편, 청정에너지의 경제적 공급 등 철강 경쟁력 제고 정책을 추진하고 있다.

또한, 중국이 한국 등 무역장벽이 낮은 시장으로 저가 철강재를 집중 수출하면서 2024년 국내 철강 수입침투율(=수입/내수)은 28%로, 동북아 3국 중 가장 높은 수준(일본 11%, 중국 1%)을 기록하고 있다. 특히 중후판, 열연 등 중국산 수입재가 2020년 이후 큰 폭으로 증가함으로써 국내 철강산업 기반을 잠식하고 있는 상황이다.

아울러 높아지는 탄소장벽 아래 탈탄소 우위를 점하기 위한 주요 국가들의 정책경쟁이 본격화하면서 국내 철강산업이 탈탄소 경쟁에서 뒤쳐질 가능성도 커지고 있다. 주요 경쟁 업체들은 수소환원제철 기술개발, 전기로 도입 등 탄소저감 혁신기술 개발에 집중하고 있으며, 막대한 투자비가 투입되는 탈탄소 전환을 지원하기 위해 유럽, 일본 등 주요국들은 다양한 정책 지원과 함께 정부와 철강산업 간 긴밀한 공조를 추진하고 있다.

I 철강은 全 산업의 필수소재이자, 탈탄소 경제 전환의 Key Enabler

도널드 트럼프 미국 대통령은 지난 3월 의회 연설에서 “철강이 없다면 군대도 없고, 국가를 오래 유지할 수도 없을 것”이라고 하며 철강의 중요성을 강조했다. 철강은 방위 산업을 비롯해 교량·항만·전력 등 인프라, 자동차·조선·가전 등의 핵심 소재이며, 기간산업으로서 철강산업이 흔들리면 전방 산업 전체에 연쇄적으로 큰 영향을 미친다.

또한 전기차, 재생에너지, 수소 인프라 등의 필수 소재로서 탄소저감, 고품질 철강재의 안정적인 공급은 친환경 미래산업의 성장을 좌우하기 때문에 철강산업의 탈탄소 전환을 위한 혁신 기술개발이 필수적이다. 수소환원제철은 탄소저감 강재 생산을 위한 대표적인 혁신 기술이며, 포스코는 이를 위한 실증사업 및 상용화 기술 개발을 추진하고 있다.

I 철강산업의 ‘탈탄소’를 이끌 한국형 수소환원제철, 어디까지 왔나?

탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 수소환원제철 기술은 철강 업계의 탈탄소 해법으로 꼽히고 있으며, 수소환원제철은 국가 경제 및 안보 측면의 전략적 중요성을 인정받아 지난해 2월 국가전략기술로 지정되기도 했다. 포스코는 파이넥스(FINEX)의 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석을 수소로 환원시킨 후, 전기용융로(ESF·Electric Smelting Furnace) 설비를 활용하여 쇳물을 제조하는 한국형 수소환원제철 공법인 하이렉스(HyREX·Hydrogen Reduction Ironmaking) 기술을 개발하고 있다.

▲포스코는 지난해 1월 26일 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하고 2030년 수소환원제철 상용 기술 개발 완료를 목표로 연구개발을 지속하고 있다.

현재 LAB-scale의 기술개발과 실증설비 기본 설계(Basic Design)는 완료된 상태이며, 2030년까지 수소환원제철 기술 상용화를 목표로 국책과제와 연계한 ‘한국형 수소환원제철 실증사업’의 예비타당성 조사가 진행되고 있다. 상용 기술의 개발은 민간에서 할 수 있지만, 실제 상용화 설비로 전환하려면 설비 투자와 매몰 비용을 포함해 약 40조 원이라는 천문학적인 비용이 들어간다. 이 정도 규모의 투자를 기업 단독으로 결정하기에는 어려운 상황이다.

실증사업 규모만 해도 약 8850억 원(정부 38%, 민간 62%)에 달한다. 게다가 수소환원제철은 무탄소 에너지와 청정수소 의존도가 높아 국가 차원의 인프라가 제대로 갖춰지지 않으면 경제성을 도출하기가 어렵다.

▲탈탄소 철강산업의 핵심인 포스코 수소환원제철 기술 HyREX 공정의 특징을 시각적으로 형상화한 모형. 4기의 유동환원로 설비와 전기용융로 설비를 나타낸다.

그리고 탄소저감 제품에 대한 시장 수용성 확보도 시급히 해결해야 과제이다. 이를 위해 한국산 철강과 탄소저감 소재 사용을 확대하는 법제화와 정책 지원이 필요하다는 목소리가 커지고 있다.

따라서 수소환원제철로 완전히 전환하기 전까지 국가온실가스감축목표(NDC)*를 달성하려면, 기존 고로 공정에서 탈탄소 원료와 스크랩 사용을 늘리고, 전기로를 도입하는 등 ‘브릿지(Bridge) 기술’을 활용한 탄소 저감이 가장 현실적인 대안이라고 볼 수 있다.

*국가온실가스감축목표(Nationally Determined Contribution·NDC) : 각 회원국이 온실가스 배출에 대한 책임과 역량을 고려해 자발적으로 얼마만큼의 온실가스 배출을 줄일 것인지를 유엔기후변화협약에 공식적으로 제출하는 계획.

I 수소환원제철 전환기를 대비하는 포스코그룹의 브릿지 기술

포스코는 현재 고로 기반의 철강 생산 공정에서 탄소배출을 줄이는 브릿지 기술로 수소환원제철 전환기를 대비하고 있다. 지난해 2월에는 약 6천억 원을 투자해 광양제철소 내 연산 250만 톤 규모의 대형 전기로 공장을 착공했으며, 이 공장은 내년에 준공되어 본격적인 가동에 들어갈 예정이다.

포스코는 전기로에서 생산한 쇳물을 바로 활용하거나 고로에서 생산한 쇳물과 혼합하는 용해스크랩 장입기술을 적용해 제품을 생산할 예정이다. 전기로를 조업하면서 발생하는 배가스는 스크랩 예열에 사용해 에너지 효율을 높일 계획이다. 전기로를 통해 연 250만 톤의 쇳물을 생산하면, 기존의 고로 방식 대비 연간 최대 약 350만 톤의 이산화탄소 감축 효과가 있을 것으로 기대하고 있다.

포스코는 기존 설비를 활용한 탈탄소 기술 개발(R&D)도 활발히 진행하고 있다. 이를 위해 HBI, 펠렛 등 탈탄소 원료 사용 및 고로 수소 취입기술 개발로 기존 고로에서 석탄 사용을 줄이고, 철스크랩 다량 사용을 위한 전로 HMR(Hot Metal Ratio)하향 및 상저취 전로 기술 개발과 CCUS(탄소포집·활용·저장) 기술 실증 등 다양한 노력을 하고 있다.

I 철강산업의 탈탄소 전환… 정부의 합리적 정책 지원이 절실

▲포항제철소 전경.

더 이상 탄소감축은 선택이 아닌 기업의 생존이 달린 문제이다. 포스코는 수소환원제철로 완전히 전환하기 전까지 국가 NDC 목표를 달성하면서도 철강산업의 경쟁력을 유지해야 하는 어려움에 처해 있다. 그러나 철강은 탈탄소 혁신 기술개발을 비롯한 무탄소 에너지 전환, 설비 전환 등 대규모 투자가 함께 이루어져야 하기 때문에, 단기간 내에 탈탄소 전환이 어려운 산업이다. 포스코는 이미 연간 수천억 원을 탄소감축에 투입하고 있으며, 앞으로도 NDC 달성을 위해 이를 지속적으로 확대할 전망이다.

현재 정부는 국내 배출권거래제 4기 진입(2026~2030년)을 위해 2024년 12월 기본계획 수립 후, 배출허용총량, 유·무상 할당비율 등을 포함한 상세 할당계획을 검토 중에 있다. 철강업계는 기존 3기 때 무상할당 100% 기조가 그대로 유지될 수 있도록 요청하고 있다.

중국, 일본 등은 철강업종에 대해 유상할당*을 적용하지 않거나 도입을 미루고 있는 상황이다. 유상할당을 확대하면 철강산업뿐만 아니라 자동차, 건설 등 연관 산업의 원가경쟁력이 악화할 우려가 크기 때문이다.

*유상할당 : 배출권(온실가스 배출 허용량)을 돈을 내고 사서 할당 받는 것을 의미. 반대로 무상할당은 공짜로 배출권을 받는 것을 말한다.

또, 발전부문 유상할당 비율 확대로 인해 제조업의 전기 요금이 크게 오를 것으로 예상된다. 이에 따라 철강업 등 제조업의 간접비용 상승*이 우려된다. 이러한 상황에서는 탄소 감축 목표 달성을 위한 자체 투자비와 함께 추가 비용 부담이 가중될 것으로 예상되므로, 철강을 비롯한 산업계가 전기요금 상승에 따른 부담을 완화할 수 있도록 정부 차원의 지원 정책이 절실하다.

*한국경제인협회(’25.4): 발전부문 유상할당 10%→50% 상향 시, 제조업 전체 5조원, 1차금속산업 3094억원 전기요금 상승 예상

배출권 할당량도 현실적으로 산정해야 한다. 자연재해, 설비보수 등으로 기준연도(배출권거래제 4기의 경우 2022년~2024년) 생산이 감소하면서 평균 배출량이 낮아져, 이 기준으로 할당량을 산정한다면 실제 감축 노력에도 불구하고 기업의 배출권 구매 부담이 과도하게 커질 우려가 있다. 생산량을 회복하는 경우에 추가 부담이 가중될 수 있으므로 기업 상황과 경쟁력을 반영한 현실적인 할당량 산정이 필요하다.

I 철강산업의 탈탄소 전환을 위한 세 가지 핵심 사항

최근 유럽에서 선도적으로 추진된 탈탄소 철강 프로젝트들의 잇따른 지연 사례는 기업의 기술개발 의지와 정부의 정책적 목표만으로는 실질적인 탈탄소 전환이 현실화하기 어렵다는 점을 시사한다. 글로벌 철강사 아르셀로미탈의 탈탄소 투자 공식 연기와 스웨덴 철강사 사브(SSAB)의 미국 내 HYBRIT 프로젝트 추진 철회는 시장의 불확실성, 청정수소 인프라 구축 지연과 높은 에너지 비용, 고금리 등의 제약이 산업 전환의 현실적 장애가 되고 있음을 보여주고 있다.

현재 국내 철강산업이 위기에 처한 상황에서 현실과 동떨어진 급진적인 탄소감축 요구는 철강산업뿐만 아니라 철강을 기초 소재로 하는 국가 제조업 전반의 경쟁력을 떨어뜨릴 우려가 있다. 일본의 GX와 같이 탈탄소 정책은 규제중심이 아닌 새로운 경제성장의 원동력과 산업경쟁력 확보라는 측면으로 접근해야 한다.

따라서 철강산업의 지속가능한 경쟁우위 확보를 위해서는 국가와 기업의 전향적인 협업(collaboration) 체제가 형성돼야 한다. 철강기업은 글로벌 요구 수준에 맞게 친환경 체질 혁신에 전력을 투구하는 한편, 정부는 ‘철강=안보’라는 관점에서 보다 세심하고 전폭적인 지원이 필요하다. 구체적으로 다음의 세 가지 지원책이 요구된다.

첫째는 ‘탄소 감축 목표 및 규제 합리화’이다. 여건을 종합적으로 고려한 합리적인 2035 국가 온실가스 감축 목표(NDC)의 수립과 함께 배출권거래제 4기(2026년~2030년)에도 무상할당 100% 유지가 필요하다.

둘째는 ‘탈탄소 친환경 생산체제 전환’을 위해 혁신적 탄소감축 기술에 대한 국가 R&D 개발, 기술 상용화, 운영 및 매몰비용 등 지원범위 확대와 함께 대기업/다배출 온실가스 감축시설 투자에 대한 세액공제가 확대돼야 한다.

이에 더해, 정부 공공조달 제도를 활용하여 탄소저감 강재에 대한 초기 시장 창출을 통해 수요 불확실성을 해소하고, 철강산업의 탄소감축 기술 개발이 지속될 수 있는 선순환 체계를 구축해야 한다. 아울러, 철강사의 탄소감축 비용이 공급망 전반에 걸쳐 정부·수요기업 등과 공동 분담하는 방식도 함께 고려돼야 한다.

마지막으로 ‘청정에너지 인프라 조성’ 측면에서 경제적인 대규모 청정수소와 무탄소 에너지 공급 인프라 확대가 필수적이다. 전력망과 같이 정부 주도로 대규모 청정수소 공급망 및 산업 공동 사용이 가능한 대용량 무탄소에너지 기반 시설 구축이 필요하다.

글로벌 경기 둔화와 에너지·기후 이슈 등 복합적인 불확실성이 가중되는 가운데, 국내 철강산업은 생존과 탈탄소 전환이라는 이중 과제에 직면해 있다. 이러한 도전적 상황을 슬기롭게 해결하기 위해서는, 철강산업 경쟁력 강화와 탄소중립 전환을 함께 뒷받침할 수 있는 철강산업 육성 특별법 제정을 통해, 정부가 관련 규제 체계와 산업 육성, 에너지 인프라 구축 전략 간 조율을 바탕으로 효율적이고 일관된 정책 뒷받침이 이루어져야 한다.

포스코그룹이 2024년 9월 4일부터 6일까지 부산 벡스코에서 개최된 ‘2024 기후산업국제박람회’에 참여해 그룹차원의 탄소저감 역량과 시너지를 선보였습니다. 지속가능한 미래를 위해 한걸음 한걸음 나아가는 포스코그룹의 여정을 ‘2024기후산업국제박람회’에서 만나봅니다.

각종 환경오염, 지구온난화 등으로 전세계 곳곳에서 심각한 이상기후 현상이 점점 늘어나고 있습니다. 급변하는 기후 위기를 극복하기 위해 각 국가 및 주요 기업들이 탄소중립 정책을 마련하고 적극적인 대응에 나서고 있죠.

포스코그룹도 저탄소 철강시대를 선도하겠다는 의지를 표명하고 각 사업 전반에서 탄소저감을 위한 중장기 전략 실천 및 기술 개발에 힘쓰고 있습니다.

▲지난 9월 4일 부산 벡스코에서 개최된 <2024 기후산업국제박람회>에 포스코그룹이 통합 전시관을 운영했다.

포스코그룹은 지난 9월 4일 부산 벡스코에서 개최된 ‘2024 기후산업국제박람회’에 참여해 탄소저감을 위한 강한 의지와 노력을 선보이는 자리를 마련했습니다. <기후산업국제박람회(World Climate Industry EXPO : WCE)>는 전 세계 기후위기 해결 및 에너지 안보를 강화하기 위해 산업통상자원부, 환경부, 국제에너지기구(IEA) 등이 주최하는 국제 행사로, 올해는 ‘기후기술로 열어가는 무탄소에너지(CFE) 시대’를 주제로 무탄소에너지 확산을 위한 국제적인 공조 필요성을 논의했습니다.

▲관람객들이 포스코형 수소환원제철 하이렉스(HyREX) 모형을 관람하고 있다.

포스코그룹은 포스코형 수소환원제철기술 ‘하이렉스(HyREX)’를 기반으로 한 철강 사업을 비롯, 각 사업 전반에서 탄소저감 역량과 경쟁력을 선보였는데요. 올해 처음으로 통합 전시관을 운영해 그룹사 사업 간 시너지를 강조했습니다. 포스코홀딩스, 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코이앤씨, 포스코퓨처엠, 포스코모빌리티솔루션 등 6개 그룹사의 탄소저감 기술과 사업 현황을 한 자리에서 확인할 수 있는 만큼 전시 부스도 전년에 비해 웅장한 규모를 자랑했습니다.

▲포스코그룹 전시관을 방문한 한덕수 국무총리가 2024년 7월 생산된 포스코 한국형 수소환원제철 하이렉스(HyREX) 시제품을 들고 기념촬영을 하고 있다. (오른쪽 두번째부터) 이시우 포스코 대표이사 사장, 한덕수 국무총리, 최남호 산업부2차관, 포스코홀딩스 김희 탄소중립전략담당.

▲포스코그룹 전시관을 방문한 한덕수 국무총리가 포스코홀딩스 김희 탄소중립전략담당의 설명을 듣고 있다.

이번 박람회에는 한덕수 국무총리, 최남호 산업부2차관, 박형준 부산시장, 김상협 탄소중립녹색성장위원회 위원장 등 행사에 참석한 정부 주요 인사들이 포스코그룹 부스를 방문해 포스코그룹의 탄소저감 여정에 대한 깊은 관심을 보여주었습니다. 포스코그룹에서는 포스코 이시우 대표이사 사장, 포스코홀딩스 천성래 탄소중립팀장이 참석하여 정부 주요 인사들에게 포스코그룹의 탄소저감 시너지를 소개했습니다.

박람회 2일차에 포스코그룹 전시관을 방문한 한덕수 국무총리는 한국형 수소환원제철 HyREX 모형을 유심히 살펴보며 포스코 이시우 대표이사 사장과 기술과 관련해 한참 이야기를 나누기도 했는데요. 한덕수 국무총리는 국가전략기술로서 수소환원제철 기술 개발의 중요성과 산업부와의 협력을 강조하며, 제철소의 탄소저감을 위한 대량의 청정수소 수급과 관련해 무탄소에너지(CFE) 관점에서 원전을 활용할 수 있도록 산업부의 지원을 당부했습니다.

지금부터 포스코그룹의 전시관을 자세히 살펴볼까요? 먼저 상단에 설치된 여러 개의 스크린이 눈길을 사로잡았는데요. 메인 테마인 HyREX를 중심으로 청정수소 생산, 저탄소에너지발전, 미래모빌리티용 소재 사업 등 포스코그룹의 전후방 산업의 탄소저감 시너지가 미디어 파사드로 표현되어 관람객들의 발걸음을 멈추게했습니다.

부스 메인 전시존에는 저탄소 철강 산업의 핵심인 포스코 수소환원제철기술 HyREX 공정의 특징을 시각적으로 형상화한 콘텐츠가 설치되었습니다. 4기의 유동환원로 설비와 전기용융로 설비, 원전을 통한 대량의 수소 조달 계획이 모형으로 제작되어 관람객들의 이해를 도왔습니다.

포스코의 HyREX 기술은 석탄 대신 수소를 활용해 탄소 발생을 줄이는 혁신적인 철강생산 기술입니다. 포스코 파이넥스(FINEX) 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석과 청정수소를 사용해 만든 직접환원철을 전기로에 녹여 쇳물을 제조하는 방식인데요. 포스코의 HyREX 기술은 가루 상태의 철광석을 그대로 사용할 수 있기 때문에 경쟁사의 수소환원제철 기술 대비, 원료 제한 없이 경제적으로 쇳물을 생산할 수 있는 강점이 있습니다. 포스코는 앞으로 HyREX 공정에 사용하는 전력 역시 무탄소 에너지로 대체할 예정입니다.

▲제선•제강 공정의 실제 원료들이 전시되어 있는 탄소저감 브릿지 기술 전시 부스 모습.

미래 수소환원제철로의 궁극적인 전환을 위해 포스코그룹은 현재 어떤 노력을 하고 있는지 상세히 둘러볼까요? 먼저 포스코의 탄소저감 브릿지 기술을 빼놓을 수 없는데요. ‘브릿지 기술’은 기존 설비를 활용하여 탄소저감 철강 제품을 생산하는 공정 기술을 말합니다. 포스코는 HyREX 기술이 상용화 되기 전 현재 고로 생산 방식에서도 점진적으로 탄소 배출을 줄이기 위해 노력하고 있습니다. 특히 이산화탄소 배출이 많은 제선, 제강 공정에서도 탄소저감 연•원료 기반 고로 공정 및 전로와 전기로를 도입할 계획입니다.

수소를 활용해 이산화탄소 배출을 줄이는 수소환원제철 공정에서는 수소의 역할이 매우 중요한데요. 포스코홀딩스 미래기술연구원은 700℃ 이상의 고온에서 스팀을 전기 분해하여 수소를 생산하는 ‘고온수전해’ 기술을 개발 중입니다. 앞으로 가동 원전 및 소형원자로(SMR) 등 차세대 원전과 연계하여 HyREX 전환에 필수적인 청정수소를 국내에서 경제적으로 생산할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 포스코홀딩스는 현재 5kw급 스택 제작 기술을 보유하고 있으며, 이를 모듈화하여 대량 생산 기술을 준비 중이라고 하는데요. 이를 완성하게 되면 수소환원제철 공정에 안정적인 대량 수소 공급이 가능해질 전망입니다.

산업 전반에서 ‘탄소 포집 및 저장 활용’ 기술은 저탄소 전환의 핵심 키로 주목받고 있죠. 포스코홀딩스는 제철 공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 저장하는 CCUS(이산화탄소 포집·활용·저장) 기술 개발을 위해 민관과 합동해 국가연구개발 사업을 진행하고 있습니다. 또한 포집한 이산화탄소로 액체탄산을 생산하고, 광물탄산화로 이산화탄소를 육상저장하는 기술의 상용화를 추진 중에 있습니다.

‘2024 기후산업국제박람회’에서 만나본 포스코그룹의 탄소저감 기술, 어떠셨나요? 철강을 중심으로한 탄소저감의 필요성 및 역량, 그룹사의 시너지를 한눈에 확인할 수 있었던 시간이었습니다.

▲(왼쪽)이시우 포스코 대표이사 사장이 포스코그룹 통합 전시관을 관람하고 있다. (오른쪽)2024년 7월 생산된 포스코 한국형 수소환원제철 하이렉스(HyREX) 시제품 모습.

포스코는 지난 1월 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하고 2030년까지 수소환원제철 상용 기술 개발 완료를 목표로 연구개발을 지속하고 있습니다. 최근 수소환원제철기술이 철강산업의 전략적 중요성과 국민경제에 미치는 영향력을 인정받아 국가전략기술로 선정되기도 했는데요. 이에 따라 탄소저감 실현의 핵심 키가 될 포스코형 HyREX 개발에도 가속도가 붙을 예정입니다.

앞으로 포스코그룹은 우수한 기술력과 지속적인 연구개발을 바탕으로 사업 전반에서 협력해 탄소저감 목표를 실현할 계획입니다. 포스코그룹이 보여줄 지속가능한 미래를 기대해주세요!

포스코가 2023년 12월 5일부터 12월 7일까지 아랍에미리트 아부다비에서 열린 ‘혁신기술 콘퍼런스’에 참가해 포스코형 수소환원제철(HyREX)을 소개하고 회사의 탄소중립 비전을 알렸습니다. 세계 각국의 철강사와 수소환원제철 및 탄소중립을 치열하게 논의했던 혁신기술 콘퍼런스 현장을 소개합니다.

‘혁신기술 콘퍼런스(Breakthrough Technology Conference)’는 포스코가 2021년에 세계 최초로 서울에서 개최한 ‘수소환원제철 국제포럼(Hydrogen Iron&Steel Making Forum)’의 주제와 참석 범위를 확대해 세계철강협회 주관으로 올해 처음 개최한 행사입니다.

혁신기술 콘퍼런스에는 철강사뿐 아니라 연구기관, 엔지니어링 업체 등 관계자 총 300여 명이 참석해 수소환원제철, CCUS(탄소 포집·활용·저장), 전기로 등 저탄소 기술분야를 전반적으로 논의했습니다.

포스코는 이번 혁신기술 콘퍼런스에서 포스코의 탄소중립 전략과 포스코 고유의 수소환원제철 기술인 ‘하이렉스(HyREX, Hydrogen Reduction)’를 집중적으로 알렸습니다. 콘퍼런스는 최정우 포스코그룹 회장의 연설로 포문을 열었습니다. 최정우 회장은 기조연설을 통해 대체할 수 없는 소재인 철의 중요성을 강조하며 전 세계 철강사들이 탄소중립을 위해 노력해야 하는 작금의 상황을 알렸습니다. 또한 포스코의 경우 1992년에 이미 파이넥스(FINEX)라는 수소를 활용한 고유의 제철기술을 개발하기 시작해 현재 수소를 100% 활용하는 하이렉스(HyREX) 기술 개발에 노력하고 있다고 했습니다.

▲최정우 포스코그룹 회장이 12월 5일 아부다비 ‘혁신기술 콘퍼런스’ 오프닝 세션에서 연설을 하고 있다.

이어 주세돈 기술연구원장이 포스코의 2050년 탄소중립 달성을 위한 마스터 전략을 발표했습니다. 저탄소 제철 기술, CCUS, 하이렉스(HyREX)까지 포스코의 탄소중립 활동을 전 세계에 알렸습니다.

▲주세돈 기술연구원장이 12월 5일 아부다비 ‘혁신기술 콘퍼런스’ 기조 연설에서 포스코 탄소중립 전략을 발표하고 있다.

마지막으로 신명균 연구소장이 포스코형 수소환원제철 기술인 하이렉스(HyREX)를 상세히 소개했습니다. 수소환원에 대한 기술 업데이트 현황, 수소 환원 테스트 결과, 수소환원제철 부지 등 포스코의 하이렉스(HyREX) 기술을 전 세계 철강사 공동의 발전을 위해서 기꺼이 공유했습니다. 그래서일까요? 많은 철강사들이 포스코의 발표 내용을 담고자 사진을 찍는 모습이 눈에 띄었습니다. 특히 포스코의 발표 자료 페이지가 넘어갈 때마다 연신 사진 촬영을 하는 일본 철강사 직원의 모습이 인상적이었습니다.

행사장 내외에서 참석자들의 외교전 또한 치열했습니다. 콘퍼런스 본 행사 하루 전에는 참석자들이 자유롭게 교류할 수 있도록 세계철강협회에서 환영 리셉션을 마련했습니다. 이 자리에는 세계철강협회, 철강사, 엔지니어링사 등 다양한 업체 관계자들이 참석했습니다. 아부다비의 아름다운 저녁 불빛 아래 포스코 참석자들도 활발히 철강 외교전을 펼쳤습니다.

첫째 날 공식 만찬에서도 치열한 외교전이 이어졌습니다. 특히 행사장 로비의 스탠딩 테이블에서 참석자들이 만찬 전 자유롭게 네트워킹을 하는 모습이 인상적이었습니다. 환영 리셉션보다 더 많은 참석자들이 참여해 교류를 이어나갔고, 이날 역시 포스코 직원들은 쉴 새 없이 철강 외교에 최선을 다하는 모습이었습니다.

▲(왼쪽) 천성래 포스코홀딩스 철강팀장과 이재완 포스코홀딩스 국제협력팀장이 에드윈 바송(Edwin Basson) 세계철강협회 사무총장과 12월 5일 열린 공식 만찬에서 환담을 나누고 있다. (오른쪽) 주세돈 기술연구원장과 김기수 기술연구원 공정연구소장이 마이클 세터달(Michael Setterdahl) 前 미국 리버티 스틸(Liberty Steel) CEO와 교류하고 있다.

이번 현장 취재에서는 콘퍼런스에 참여한 세계철강협회, 철강사, 엔지니어링사 등 다양한 관계자들을 인터뷰했습니다. 세계의 철강 관계자들은 포스코의 탄소중립 여정을 어떻게 바라보는지 확인해 보시죠.

콘퍼런스가 진행되는 동안 포스코형 수소환원제철(HyREX)에 대한 글로벌 핵심인사들의 관심이 뜨거웠습니다. 포스코는 이번 혁신기술 콘퍼런스에서처럼 앞으로도 수소환원제철 기술을 선도하고 그 중요성을 알리는 데 앞장설 것입니다. 탄소중립을 향한 포스코의 노력과 저탄소 기술에 많은 관심 부탁드립니다!

I 1973년 대한민국의 오랜 염원, 최초의 일관제철소가 탄생하다

1973년 7월 3일 포항제철소 1기 설비 종합준공으로 국내 최초 일관제철소가 탄생했습니다. 1958년부터 정부 주도로 다섯 차례나 종합제철 건설 사업이 계획됐지만, 번번이 무산되다가 우여곡절 끝에 대일청구권 자금을 전용해 건설에 성공한 것입니다.

1973년 박정희 대통령은 연두교서에서 중화학공업화 선언을 하며 우리나라 경제발전의 구체적인 비전을 제시했는데, 이는 준공을 앞둔 포항제철소의 중요성을 보여줍니다. 성공적으로 건설 중인 포항제철소 1기 설비가 있었기에 철강을 비롯해 석유화학, 기계, 조선, 자동차, 전자 등 6대 전략사업을 집중 육성하겠다는 선언도 할 수 있었던 것입니다.

대한민국 경제사에 큰 획을 그은 1973년 7월 3일 종합준공식, 바로 그날의 현장으로 가볼까요?

▲종합준공식에서 단체 표창 수치를 달아주는 박정희 대통령.

포항제철은 1973년  7월 3일 오후 2시 박정희 대통령과 국내외 귀빈, 회사 임직원 그리고 건설 요원들이 참석한 가운데 포항 설비 1기 종합 준공식을 가졌습니다. 이날 박태준 사장은 “종합제철의 탄생은 정부의 강력한 지원과 온 국민의 열의의 소산이다” 라고 언급하며 한국 철강 공업의 기틀이 되리라는 각오를 밝혔습니다. 이에 박정희 대통령은 “조강 연산 103만톤의 종합제철공장을 완공한 것은 우리나라가 중화학공업의 문턱을 넘어서 훨씬 더 깊은 곳에 도달했음을 의미한다”는 축사로 포항제철소가 한국 산업의 핵심적인 역할을 할 것임을 천명했습니다. 또 곧이어 포스코 임직원에 대한 단체표창의 뜻으로 포스코 회사 깃발에 수치*를 달아주고, 고준식 부사장과 박종태 제철소장 등 건설에 중요한 역할을 담당했던 사람들에게 훈장과 표창장을 수여했습니다.

*수치(綬幟):유공단체를 포상할 때 주는 끈으로 된 깃발

I 일관제철소 탄생을 뒷받침한 범정부 차원의 전폭적인 지원과 뜨거운 관심

▲포항제철소 1기 종합 준공 기념우표(왼쪽)와 공장준공을 기념해 서울 광화문 거리에 세운 대형아치.

대한민국 역사의 수레바퀴를 돌린 사건이자 한국경제발전의 터닝포인트였던 포항 1기 종합 준공은 정부의 대대적인 지원과 뛰어난 인재들의 헌신이 있었기에 가능했습니다. 이는 경부고속도로 건설자금의 3배에 이르는 자금이 투입된 사상 초유의 대형 공사였습니다.

제선, 제강, 압연, 지원 설비 등 일관체제를 갖춘 총 22개 공장과 설비로 구성된 포항 1기 종합 준공 사업에는 내자 493억 원, 외자 711억 원(1억 7800만 달러), 합계 1204억 원을 투입했습니다. 또, 일본과 오스트리아의 6개사가 설비공급을 담당하고 국내 11개 건설회사가 시공을 맡았습니다. 39개월에 이르는 포항 1기 설비 건설기간 중 공사에 투입된 연인원은 315만4884명이었으며, 9만9918명의 슈퍼바이저가 기술지도를 담당했습니다. 자원과 인력의 투입 규모를 살펴보면, 당시의 국가적 관심과 뜨거운 분위기를 느낄 수 있습니다.

I 조업 첫해 놀라운 성과, 전통이 된 ‘흑자경영’

▲포항제철소 첫 제품출하 모습.

포항 1기는 국내철강산업 성공의 신호탄과 같았습니다. 종합준공 이후 조업 4개월 만에 정상조업도를 달성했고, 조업 1년을 맞은 1974년 7월에는 242억 원의 흑자를 기록하는 놀라운 성과를 거뒀습니다. 동시에 이는 회사의 전통이 돼, ’창립 이래 흑자경영’은 계속 이어졌습니다. 특히 조업 1년간의 실적은 보는 이들을 놀라게 합니다. 조강 기준 102만 5000톤으로 공칭 능력 103만 2000톤의 99.4%를 달성했으며, 압연제품은 공칭 능력 83만 2000톤을 넘어선 86만 6000톤의 실적을 올린 것입니다. 품질도 국제수준에 도달해 후판의 경우 영국 로이드 선급협회를 비롯해 주요 국가의 권위 있는 기관으로부터 품질과 규격을 인정받아 1973년도 수출 실적이 21개국 2000만 달러에 달했습니다.

I 포스코 철강재는 대한민국 제조업 도약의 지렛대였다

포스코가 성장하고 철강 생산이 늘어나자 연이어 국내 주요 제조업도 함께 성장했습니다. 양질의 철강재를 국내에서 생산해 저렴하고 안정적으로 공급한 포스코가 지렛대 역할을 톡톡히 했기 때문입니다.

▲현대중공업이 처음으로 진수한 대형 유조선 애틀랜틱 배런호(왼쪽)과 포스코 제품으로 만든 현대자동차 첫 고유 모델 포니<※출처:동아일보(현대중공업제공), 경향신문(울산박물관 제공)>.

현대자동차, HD현대중공업 등 현재 글로벌 기업으로 발돋움한 회사들의 성장 뒤에는 포스코의 철강재가 있었습니다. 포스코가 철강을 생산하기 시작한 시점부터 대형 선박 건조나 고유 차량 모델 생산에 성공했습니다. 1974년 6월 HD현대중공업은 포스코 후판으로 대한민국의 첫 대형 선박인 유조선 ‘애틀랜틱 배런’호를 진수했고, 현대자동차 역시 같은 해 국내 최초의 고유 차량 모델 ‘포니’를 개발했습니다. 이를 시작으로 1988년에 현대자동차의 연간 생산량은 100만 대를 넘어섰습니다.

산업통상자원부에 따르면 포항제철소에서 첫 쇳물이 나온 1973년 국내 조선 건조량은 1만2000CGT(표준화물선환산t수), 자동차 생산은 2만5000여 대에 불과했는데요. 지난해 포스코의 철강 생산량은 3864만톤(국내)으로, 철을 재료로 만드는 조선 건조량은 781만CGT, 자동차 생산은 375만 7065대로 비약적으로 성장했습니다.

대한민국의 철강 역사 그 자체였던 포항제철소 1고로는 2021년 12월 수명을 다하고 48년 6개월 만에 멈췄습니다. 포스코 임직원뿐 아니라 한국의 발전을 지켜봐온 모든 분들이 1고로 종풍*을 바라보며 가슴 뭉클함을 느꼈을 것입니다. 그동안 1고로가 생산한 쇳물 5520만톤은 30만톤급 초대형 유조선 1380 척을 건조하거나, 중형 자동차 5520만대를 생산 할 수 있는 양입니다. 포스코는 말그대로 ‘제철보국(製鐵報國•좋은 철을 만들어 국가와 국민에 공헌한다)’을 50년간 실천해온 것입니다.

*종풍(終風):수명이 다한 고로의 불을 끄는 것

I 위기일수록 더 강한 포스코, 철강신화로 증명

2023년 현재, 포스코에는 고로 8기(포항제철소 3기, 광양제철소 5기)와 파이넥스(FINEX) 2기가 있습니다. 고로 개수 때마다 용량을 늘리는 등 출선량을 끌어올렸기 때문에 1고로가 종풍하고도 쇳물 생산량이 줄지 않았습니다. 포스코는 2021년 조강생산량 4533만톤, 연결기준 매출액 76조 3323억 원과 영업이익 9조 2381억 원으로 사상 최대 실적을 달성하며 매출과 영업이익 모두 창사 이래 처음으로 각각 70조 원, 9조 원을 돌파했습니다.

▲냉천범람 100일만에 재가동 후 첫 제품이 나오는 포항 2열연공장.

2022년 9월 태풍 힌남노로 포항제철소 인근 냉천이 범람하면서 여의도 면적 3배에 달하는 공장 일대가 침수되는 예기치 못한 시련도 겪었습니다. 그러나 포스코는 공장을 복구하는 데 아무리 짧아도 6개월은 필요하다는 전문가들의 예상을 깨고 135일 만인 지난 1월 19일 모든 공장을 정상 가동하는 놀라운 회복탄력성을 보여줬습니다. 위기에 강한 포스코, 유능한 직원들이 헌신적으로 회사를 이끌어가고 있기 때문이 아닐까요?

I 수소환원제철 기술로 두 번째 신화 쓴다

포스코는 지금 새로운 50년을 준비합니다. 50년 전 종합준공을 시작으로 세계에서 가장 영향력 있는 철강사(13년 연속 1위)로 성장하면서 첫 번째 신화를 완성했고, 다음 단계로 2050년 탄소중립을 목표로 석탄을 사용하지 않는 수소환원제철 기술을 개발해 두 번째 신화를 만드는 것입니다.

▲포스코 HyREX 수소환원제철 개념도.

포스코는 고로 등 기존 생산방식을 단계적으로 전환해 수소환원제철 생산체제를 완성할 계획입니다. 현재 포스코는 고유의 ‘파이넥스(FINEX)’* 유동환원로 기술을 기반으로 한 포스코형 수소환원제철 기술인 ‘하이렉스(HyREX)’를 바탕으로 수소환원제철 상용기술을 개발 중입니다.

지난해 7월에는 파이넥스(FINEX) 설비를 포스코와 공동으로 설계했던 영국의 플랜트 건설사 ‘프라이메탈스(Primetals)’와 수소환원제철 엔지니어링 기술 협력 업무협약을 체결하고 하이렉스(HyREX) 시험설비 설계에 착수했습니다. 이 시험설비는 2026년에 도입해 상업화 가능성을 확인할 예정인데요. 2030년까지 하이렉스(HyREX) 상용 기술개발을 완료한 후 2050년까지 포항•광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 ‘2050 탄소중립’을 달성할 계획입니다.

*파이넥스(FINEX) : 포스코가 고유기술로 개발해 ‘07년 세계 최초로 상용화한, 원료를 예비처리 하는 공정을 생략하고 값싼 가루 형태의 철광석과 유연탄을 바로 사용해 쇳물 생산이 가능한 설비.

I 포스코는 세계 철강산업 탄소저감의 구심점이다

포스코는 수소환원제철을 상용화하고자 지속적인 연구개발을 해오고 있으며, 글로벌 철강사와 탄소저감 실현을 위한 공감대 형성을 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다. 특히 2021년 세계 최초로 수소환원제철 국제포럼을 서울에 개최하며, 글로벌 철강사와 각국 철강협회, 원료공급, 에너지, 엔지니어링 기업과 정부•국제기구 관계자들을 한자리에 모았습니다.수소환원제철 기술로 일대 전환을 앞당길 지혜를 나누며 탄소저감 시대 철강산업의 구심점 역할을 해오고 있습니다. 그밖에도 포스코는 지속가능소재포럼, 기후산업국제박람회 등에 참여해 적극적으로 국제사회에 포스코가 만들어갈 탄소저감 비전과 목표를 제시하고 있습니다.

I 포스코의 수소환원제철 기술은 국가적 과제

‘수소환원제철’이라는 과제는 포스코의 힘만으로 해결할 수 있는 일은 아닙니다. 50년 전, 대한민국 정부가 철강산업의 필요성을 파악하고 일관제철소 건설 추진에 사활을 걸었던 때와 같은 국가적인 지원과 관심이 필요합니다. 당시 정부가 발벗고 나서서 부지조성, 철도, 항만, 댐 등 각종 인프라 구축 및 철강공업 육성법 등으로 제철소 건설을 적극 지원한 덕택에 오늘날 대한민국 철강산업이 세계적인 경쟁력을 갖게 된 것처럼 말입니다.

다시 철강산업의 패러다임을 주도해 대한민국의 새로운 기회를 잡으려면 국가와 기관의 적극적인 정책과 지원 체계 마련이 반드시 뒷받침돼야 합니다.이제 수소환원제철로 철강 생산방식 전환은 피해갈 수 없는 대전제이자 국가 산업의 생존 전략이기 때문입니다.

이를 통찰한 세계 각국 정부는 파격적인 철강 기업 지원안을 내놓고 있습니다. 독일 연방정부는 아르셀로미탈의 함부르크 공장에 750억 원 규모를 지원하고, 독일 연방 및 주정부는 제철사 잘츠기터에 1조 4000억 원을 각각 지원하기로 했습니다. EU는 스웨덴 철강기업 사브(SSAB)에 혁신기금 1900억 원을 지원하며 저탄소 철강 전환에 힘을 보탰습니다. 세계 각국은 정부 차원에서 의제를 설정하고 직접적으로 자금을 지원하며 탄소 중립 밸류체인 인프라 구축을 서두르고 있습니다.

새로운 패러다임을 향한 글로벌 경쟁 속에서 살아남기 위해서는 하이렉스(HyREX) 개발에 정책적 지원과 함께 수소 가격 경쟁력 확보를 위한 정부 차원의 인프라스트럭처 구축이 절실히 필요합니다. 국가경쟁력과 직결된 수소환원제철 기술을 국가전략기술로 지정해야 제조업의 근간인 철강산업의 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것입니다.

포스코는 종합준공 50주년을 맞아 불가능해 보이는 도전을 시작했던 그날의 각오로 철강산업의 2막을 엽니다. 대한민국 산업의 르네상스를 만든 주인공으로서 K-제조업의 미래를 지켜간다는 무거운 책임감도 느낍니다. 탄소저감이라는 산업 대전환 시대에 국내 제조업 경쟁력을 보호하고 경제성장의 기회로 삼기 위해서는 철강산업에 대한 정책적, 제도적 지원책 마련이 필요한 시기입니다.

변화의 중심에 선 포스코는 50년 동안 쌓은 경험과 역량을 바탕으로 앞으로의 50년도 단단히 다져나가겠습니다.