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 세계정세 속에서 주목해야 할 최신 글로벌 경제 및 산업 이슈는 무엇일까요? 포스코경영연구원 전문가들이 포스코그룹의 주요 사업과 관련한 글로벌 산업, 경제 동향을 심층 분석해 드립니다. 전기로 생산방식으로의 전환을 추진해 온 미국 철강사들은 중장기 저탄소 전환을 본격적으로 추진 중입니다. 포스코경영연구원 전기용 수석연구원과 함께 미국 전기로 조업 확대 배경을 알아보고, 북미 시장 진출 시 중장기적 의사결정에 참고할 수 있는 시사점을 도출해 봅니다.

포스코경영연구원 전기용 수석연구원

2024년 기준 연간 조강 생산량이 약 8천만 톤에 달하는 미국은 세계에서 네 번째로 큰 조강 생산국입니다. 2015~2018년 수입 감소와 내수 증가*, 코로나19의 영향으로 조강 생산량이 일시적 등락을 겪었지만, 이후 연간 약 8천만 톤 수준에서 안정적으로 유지 중입니다.
*중국발 공급과잉으로 인한 저가 수입재 유입 차단 목적으로 중국산 등 주요 수출국 제품에 AD(반덤핑관세), CVD(상계관세) 등 관세 부과. 2018년 무역확장법 232조 시행 등 보호무역조치 강화

현재 미국 조강 생산 중 전기로 조업 생산은 70% 수준에 달합니다. 미국 전기로 메이커의 대표 격인 뉴코어(Nucor)는 1969년 당시 미국 철강 생산 방식의 주류였던 고로 조업과는 다른 전기로 기반 미니밀을 사우스캐롤라이나주 달링턴에 설립 및 가동했는데요. 1989년 이후, 박판 압연 공장을 가동하면서 봉형강류 제품 생산뿐 아니라 판재류 제품도 생산하기 시작했습니다.

2000년 이후, 미세먼지·온실가스 배출 규제와 같은 대기오염 규제, 산업 폐기물 관리 규제 등이 강화되면서 상대적으로 환경친화적인 전기로 생산방식이 크게 확산했고, 여러 철강사가 전기로 생산 방식으로의 전환을 꾀했습니다. 일례로 US 스틸은 ‘Best of Both’ 전략의 일환으로 고로 기반 생산과 전기로 기반 생산을 결합하고자 아칸소 오세올라(Arkansas Osceola)에 위치한 빅 리버 스틸(Big River Steel)을 단계적으로 인수하기 시작해 2021년 1월, 전체 인수하는 데 성공했습니다.

또, 클리블랜드 클리프스(Cleveland-Cliffs)는 2020년 AK 스틸(AK Steel)을 인수해 연간 500만 톤 수준의 조강 생산 능력(AHSS, 초고장력강판)과 자동차 강재 생산기술을 확보하고, 아르셀로미탈 USA(ArcelorMittal USA)를 인수하여 연간 1,300만 톤 수준의 조강 생산 능력 확보와 차강판, 에너지산업향 판매 등 판매 영역 다각화에 성공했습니다. 이로써 철광석 생산 중심 회사에서 미국 내 고부가가치 제품을 생산하는 철강사로 도약하고 있습니다.

클리블랜드 클리프스는 버틀러 공장(Butler Works) 120만 톤, 코츠빌 공장(Coatesville Works) 80만 톤, 맨스필드 공장(Mansfield Works) 100만 톤까지 총 300만 톤 수준의 전기로 조강 생산 능력을 갖췄습니다. 약 2천만 톤 생산 능력 중 전기로 생산 능력은 15%에 불과하지만, 오하이오주 미들타운 공장(Middletown Works)에서 용광로를 전기로(EAF) 2기와 DRI(직접환원철) 설비로 전환해 전기로 비중을 30% 상향하는 등 전기로 기반 생산 비중을 확대할 계획입니다.

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미국 철강사의 전기로 조업 확대는 철스크랩 조달 용이성, 낮은 원가, 환경 규제 대응, 기술 발전 등으로 경제성 및 지속가능성 측면에서 유리합니다. 미국은 연간 1억 톤 이상의 철스크랩이 발생하는 세계 최대 철스크랩 공급 국가로서 전기로에 필요한 철스크랩을 안정적으로 확보할 수 있습니다. 또, 셰일가스 기반 발전*으로 전기로 가동에 필요한 전력의 원가경쟁력을 확보하는 데 용이합니다.
*마셀러스 셰일(Marcellus Shale), 헤인즈빌 셰일(Haynesville Shale) 등 셰일가스 분지에서 천연가스를 생산 및 발전함에 따라 전기요금이 상대적으로 저렴하다.

고로 조업 대비 CO₂ 배출량이 70% 이상 적은 전기로 조업(0.4t~0.6CO2/t-s 수준) 비중이 높아 탄소 규제 대응에도 유리합니다. 또, DRI·HBI 등 활용 기술이 발전함에 따라 고급강 생산도 점차 확대되고 있습니다.

또한 미국 로컬밀들은 전기로 기반 생산의 수익성 강화 차원에서 철스크랩 및 DRI 등 원료 조달체계를 내재화하고 있는데요. 뉴코어는 북미 최대 철스크랩 확보 능력을 기반으로, DRI·HBI 생산공장을 운영함으로써 안정적인 전기로 조업체계를 구축했습니다. 대규모 철스크랩 처리 업체인 해리스 오토 파츠(Harris Auto Parts) 및 데이비드 J. 조셉 컴퍼니(The David J. Joseph Company, DJJ)를 자회사화한 뉴코어는 북미 전역에 철스크랩 처리 시설 네트워크를 확보하여 약 680만 톤 규모의 철스크랩을 자체적으로 조달할 수 있습니다. 또한, 300만 톤*의 DRI를 생산할 수 있는 루이지애나 공장과 200만 톤 규모의 HBI(열간 압축환원철)를 생산할 수 있는 트리니다드 토바고 공장도 보유하고 있습니다.
*2024년 하반기 가동 목표였으나 건설 지연으로 2025년 가동 예상

SDI는 북미 지역의 철스크랩 수집·처리·판매 회사인 옴니소스(OmniSource)를 인수해 철스크랩 공급망을 확보하고, 멕시코 기반의 철스크랩 수집·처리 네트워크를 보유한 짐머(Zimmer)를 인수해 원가 경쟁력을 강화했습니다. SDI는 두 기업을 인수하여 약 530만 톤의 철스크랩을 조달할 수 있게 됐습니다.

클리블랜드 클리프스는 약 300만톤 규모의 AK 스틸(AK Steel) 철스크랩 조달망 확보뿐 아니라 2021년 철스크랩 재활용업체 FPT(Ferrous Processing & Trading)를 인수해 내부 철스크랩 공급망을 강화했습니다. 더불어 자체 HBI 생산설비를 구축함으로써 원료 수급 안정성을 확보했는데요. 오하이오주 톨레도에 위치한 HBI 플랜트는 2020년 말 본격적으로 가동됐으며, 연간 약 160만 톤의 생산능력을 보유하고 있습니다.

마지막으로 US 스틸은 빅 리버 스틸 공장의 자가발생 철스크랩을 재활용하고 키택(Keetac) 광산 내 DR 펠릿 시설을 보유하고 있습니다.

미국 철강 시장은 수입재와 생산원가 경쟁에 한계가 있어 보호무역주의 기조를 이어가고 있습니다. 철강 생산의 70% 이상이 전기로 기반으로, 철스크랩 등의 원료를 사용해 에너지 효율*이 높지만, 인건비와 전기 요금 등 생산 단가가 높아 수입재와의 가격경쟁에서 불리하기 때문입니다. 이에 트럼프 2기 행정부는 2025년 2월 미국 철강산업을 보호하기 위해 ‘모든 국가로부터 수입되는 철강 제품’에 대해 25% 관세 부과 조치**를 단행했습니다.
*전기로 조업은 철광석을 제련하여 철강을 생산하는 고로 조업보다 상대적으로 에너지 소비가 낮다.
**기존 무역확장법 232조 면제 대상이었던 EU, 일본, 캐나다, 멕시코 등 국가들도 일괄 적용해 부과

‘수입 규제 → 자국 철강사 중심 독점 공급 → 고가격 유지’ 사이클이 형성되면서 미국 철강 가격은 상대적으로 높은 수준에 고착되고 있는데요. 미국 수입량 가운데 중국산 비중은 2% 이하 수준으로 중국 가격 영향력이 매우 낮은 데다가 미국 철강사가 주도하는 과점적 시장, 가격 경쟁 자제, 수입 규제에 따른 기대 심리 등으로 고가 시장이 형성될 수밖에 없습니다.

이와 같은 시장 특성에 대응하기 위해 아르셀로미탈(ArcelorMittal), 일본제철 등 해외 주요 철강사들은 북미 시장에 직접 진출하고 있습니다. 아르셀로미탈은 2020년 북미 사업을 클리블랜드 클리프스에 매각했으나 아르셀로미탈과 일본제철의 합작 철강회사 AMNS Calvert JV*를 통해 재진입했습니다. 2025년에 연간 150만 톤 규모의 전기로(EAF)를 가동할 예정으로 자동차 외판용 강재뿐 아니라 신규 공장을 건설해 NO(Non-Oriented electrical steel, 무방향성 전기강판)용 슬라브도 생산할 예정입니다.
*AMNS Calvert JV: 아르셀로미탈과 일본제철 북미 시장의 핵심적 역할을 수행하는 생산 기지로 앨라배마 캘버트(Alabama Calvert)에 위치해 있으며 연간 약 530만 톤의 조강 생산 능력을 보유하고 있다. US 스틸 인수 완료 시 일본제철은 지분 50%를 아르셀로미탈에 매각할 예정이다.

북미 시장을 주요 전략적 시장으로 삼기 위해서는 현지 생산·판매 구조를 구축하는 것이 최우선입니다. 전기로 생산 체제를 중심으로 한 진입 전략을 마련하고, 현지 업체 혹은 진입 고려 기업과의 협력 및 파트너십을 통해 비용 절감과 생산성 향상 방안을 모색하는 과정이 필요한데요.

▲포스코그룹과 현대자동차그룹이 지난 4월 현대차 강남대로 사옥에서 ‘철강 및 이차전지 분야의 상호 협력을 위한 업무협약서’를 체결했다. 참석자는 왼쪽부터 현대차그룹 기획조정본부장 한석원 부사장과 포스코홀딩스 미래전략본부장 이주태 사장.

이에 포스코그룹은 지난 4월 현대자동차그룹과 ‘철강 및 이차전지 분야의 상호 협력을 위한 업무협약서’ 체결식을 가지고, 현대자동차그룹이 발표한 대미 철강투자에 참여했습니다. 총 58억 달러가 투자되는 루이지애나 전기로 제철소는 원료부터 제품까지 일관 공정을 갖춘 자동차 강판 특화 제철소로, 고로 대비 탄소 배출량을 줄이면서 고품질의 제품을 생산할 수 있는 것이 특징인데요. 멕시코 자동차강판 공장(POSCO-Mexico)을 비롯해 북미 지역에 철강가공센터를 운영하며 다양한 완성차사를 고객으로 보유하고 있는 포스코그룹은 이번 프로젝트에 지분을 투자해 유연한 글로벌 생산 및 판매 체제를 구축할 계획입니다.

이를 교두보 삼아 미국 환경규제·정책에 대한 대응 방안을 마련하고 지속가능성 강조 전략을 수립함은 물론, 철스크랩과 DRI, HBI 조달 네트워크 및 안정적인 수요를 확보하고 가격 경쟁력을 강화하기 위한 전략을 마련한다면 미래 북미 시장을 개척하는 데 큰 도움이 될 것입니다.