포스코그룹 대표 사업 분야의 동향을 전문가가 직접 알기 쉽게 알려드립니다. 2편은 ‘탄소중립’에 대한 이슈를 포스코경영연구원 주영근 수석연구원과 함께 짚어봅니다. 산업 전반에 지대한 영향을 미칠 전 세계 무역 관세 제도와 2024년 탄소중립 트렌드를 알아봅시다.

지구 온도가 1°C 오르면 가뭄이 지속돼 물 부족 인구가 5천만 명에 이르고 육상생물 10%가 멸종 위기에 직면합니다. 이 경우 사망자는 30만 명에 이르는데요. 3°C가 오르면 기근과 기후 이상으로 식량 생산이 어려워져 사망자가 1~3백만 명, 20~50% 생물이 멸종 위기에 처하게 됩니다. 우리나라의 경우, 연평균 기온은 1908년 10.4℃에서 2022년 13.2℃로 단순히 계산했을 때 2.8℃ 상승했습니다. 이러한 지구 온난화의 주범은 온실가스인데요. 우리나라 산업 분야별 탄소배출량 비중을 보면 에너지 분야 86.9%(5억 9,060만 톤), 산업공정 7.5%(5,100만 톤), 농업 3.1%(2,120만 톤), 폐기물 분야가 2.5%(1,680만 톤)로 산업 분야에서 이산화탄소 배출량이 압도적입니다. 때문에 산업 전반에서 탄소를 줄여야 기후변화에 대응할 수 있습니다.

CBAM은 국경을 통과해 EU로 수입된 제품의 탄소배출량을 기준으로 관세를 부과하는 제도를 말합니다. 이 제도는 EU가 환경규제를 강화할수록 권역 내 제조업체들이 규제 수준이 낮은 지역으로 생산시설을 이전하거나, 저탄소 제품 생산을 위한 투자로 EU 제품의 생산 원가가 상승해 자사 제품이 역외국 상품 대비 가격경쟁력이 낮아지는 ‘탄소 누출(Carbon Leakage)’ 현상을 해결하고자 도입됐는데요. CBAM은 철강, 시멘트, 알루미늄, 비료, 전력, 수소까지 총 6개 업종에 적용되며 EU 수입업자(신고자)가 수입품에 내재된 탄소배출량 1톤당 인증서 1개를 구매해 제출해야 합니다.

영국 역시 자국 내에서 생산한 제품과 다른 지역에서 수입한 제품 간의 탄소배출 비용 격차를 줄이기 위해 2027년부터 수입품에 배출 비용을 부담하는 제도를 계획 중입니다. 철강, 알루미늄, 비료, 수소, 세라믹, 유리, 시멘트 등이 대상 품목이며, 2024년 산업계와 추가 협의를 거칠 예정입니다. 호주 연방정부 역시 2027년부터 온실가스 배출 감축이 어려운 철강, 알루미늄, 시멘트를 대상으로 CBAM을 적용할 계획입니다.

미국의 청정경쟁법 역시 EU CBAM과 비슷한 성격의 무역 관세로 2025년부터 시행될 예정입니다. 청정경쟁법의 핵심은 철강, 정유, 석유화학, 유리, 제지 등 에너지 집약 산업군에 속하는 12개 수입품목에 대해 온실가스 배출 1톤CO₂당 55달러를 부과한다는 것입니다. 대상 품목은 전기전자제품, 자동차 등 완제품으로 확대될 예정이며, 부과 금액도 첫해 1톤CO₂당 55달러에서 매년 물가상승률을 반영해(매년 실질 5% 인상) 2030년 기준 90달러까지 상승할 것으로 추정됩니다.

단, 청정경쟁법은 CBAM과 달리 수입국의 배출집약도와 미국 산업 평균 배출집약도 차이를 고려해 가중치를 적용합니다. 자국 제조업의 탄소집약도*가 전 세계 평균의 50% 미만인데 중국은 3배, 인도는 약 4배가 높은 탄소집약도를 가진 제품을 생산하고 있어 시장경쟁 공정성을 위해 일부 국가에 높은 가중치를 부여할 가능성이 있습니다. 철강 산업의 탄소 관련 무역장벽은 현재 미국, 유럽 등 선진국에서 본격적으로 도입되고 있는데요. 유럽 및 미국을 대상으로 한 철강 수출 환경이 만만치 않을 것으로 예상합니다.
^*탄소집약도: 소비한 에너지에서 발생된 탄소의 양을 총 에너지 소비량으로 나눈 값을 말한다.

배출권거래제란 온실가스를 배출하는 사업장을 대상으로 정부가 연 단위로 배출권을 할당해 할당범위 내에서 온실가스를 배출하도록 하는 제도입니다. 우리나라는 대기오염을 예방하고 환경을 관리·보존하고자 제정된 대기환경보전법을 통해 2015년 배출권거래제를 처음 도입했는데요. 기업은 배출권거래제에 따라 사업장의 실질적 온실가스 배출량을 평가해 감축분 또는 초과분의 배출권을 타 사업장과 거래할 수 있습니다. 예를 들어 탄소저감 기술 등을 활용해 정부로부터 부여받은 배출량 이하로 탄소를 배출한 기업은 저감한 만큼의 배출권을 시장에 판매할 수 있습니다.

최근 정부와 한국거래소, 국내 증권사들이 협력해 국내 배출권 시세를 반영하는 상장지수증권(ETN, Exchange Traded Note)을 출시할 계획이라고 밝혔는데요. 향후에는 국내 탄소배출권 시세를 추종하는 상장지수펀드(ETF, Exchange Traded Fund)와 선물계약도 이뤄질 것으로 보입니다. 일반투자자들이 이를 통해 탄소배출권을 투자 자산으로 인식한다면 탄소배출권 시장이 활성화돼 탄소저감 사업이 더욱 활발해질 것으로 예상합니다.

항공기는 운송수단 중 탄소 배출량 1위를 차지합니다. 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)의 보고서에 따르면 항공기의 이산화탄소 배출량은 전체 배출량의 2%를 차지한다고 하는데요. 이에 국제민간항공기구(ICAO)는 항공 부문 온실가스 감축을 위해 2019년 세계 최초 항공업계 탄소규제인 CORSIA(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation, 국제항공 탄소상쇄･감축제도)를 도입했습니다.

이 제도는 국제항공 온실가스 배출량을 2019년 수준으로 동결하는 것을 목표로 하는데요. 만약 항공사가 2019년 온실가스 배출량의 85% 이상을 배출할 경우 그에 상응하는 배출권을 구매해야 합니다. 2023년 1월 기준 우리나라를 포함한 115개 국가가 해당 규제에 참여하고 있는데요. 우리나라 항공사들은 매년 검증기관으로부터 국제선 운항의 온실가스 배출량을 검증 받고, 국토교통부에 배출량 보고서와 검증 보고서를 제출하고 있습니다.

탄소시장은 정부가 직접적 규제하는 규제 시장과(Compliance) 민간에서 운영하는 자발적 시장으로(Voluntary) 구분됩니다.

규제 시장은 정부가 탄소배출량에 대해 산업별 또는 기업별로 목표치를 설정하고, 목표치 아래로 배출한 기업에는 감축한 만큼의 탄소배출권을 할당해 시장에서 판매할 수 있도록 하고, 배출량 목표치를 초과한 기업은 타기업의 배출권을 구매하거나 징벌적 과세를 내는 제도를 말합니다. 규제 시장은 정부 및 인증된 3자가 탄소배출량에 관한 측정, 보고, 인증 등에 직접적으로 관여하는 형태인데요. 이때 국가 탄소크레딧 레지스트리*에 탄소배출권을 등록해 거래할 수 있습니다.
^*탄소크레딧 레지스트리: 탄소크레딧은 온실가스 배출 저감 또는 흡수 프로젝트로 생성된 배출 저감·흡수량을 가치화한 것으로, 탄소크레딧 레지스트리는 탄소크레딧을 보관해 거래할 수 있도록 관리하는, 은행의 통장과 비슷한 역할을 한다.

자발적인 시장은 민간 인증 기관에서 탄소배출권을 등록하고, 이를 거래하는 시장입니다. 민간 기관은 베라(Verra), 골드스탠다드(Gold Standard), ACR(American Carbon Registry), 퓨로어스(Puro.Earth) 등이 있는데요. 이러한 민간 기관은 각기 다른 탄소크레딧 레지스트리를 보유하고 있으며, 여기에 등록할 수 있는 감축 방안도 기관별로 차이가 있습니다. 기업들은 이러한 자발적 배출권 시장에 등록된 탄소크레딧을 구매하고, 이를 자사 감축실적에 포함하고 있는데요. 마이크로소프트는 매년 자발적 시장에서 구매한 감축크레딧을 ESG 리포터에 기재하고 있습니다.

탄소배출권 확보를 위한 비용, 신뢰성 이슈로 민간 주도 시장에는 한계가 있습니다. 예를 들어 상대적으로 저렴한 자발적 시장에서 탄소크레딧을 구매해 탄소를 저감한 카본 뉴트럴(Carbon Neural) LNG를 도입할 경우, 전력 생산 입찰경쟁에서 일반 LNG 대비 탄소배출권 가격만큼 높은 가격을 제시해야 하므로 가격 경쟁력에서 뒤처질 수밖에 없습니다.

마이크로소프트 등 일부 기업들은 태양광 등 탄소저감 사업을 통해 탄소배출권을 확보하거나, 외부에서 탄소배출권을 구매합니다. 이때 탄소배출권을 자발적 시장에서 구매하는 경우가 많은데 자발적 시장의 탄소배출권 검증체계에 대한 불안정성, 불확실성이 문제가 될 수 있습니다. 예를 들어 태양광 사업, 조림 사업으로 탄소배출권을 확보하려던 목표만큼 탄소배출권을 생산하지 못하거나, 검증 오류로 탄소배출권 목표를 달성하지 못하는 경우가 발생할 수 있죠.

때문에 기업들은 탄소저감을 위해 정부가 법률과 규정으로 운영하는 국가 주도 시장을 활용할 것으로 전망합니다. 하지만 비용 측면, 신속성 등을 고려했을 때 자발적 탄소배출권 시장이 보완해 주는 역할도 있기 때문에 당분간 두 시장이 공존하는 체제가 될 것입니다.

직접적인 탄소저감 방법으로 최근 CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)* 중 CCS(Carbon Capture and Sequestration)가 각광받고 있습니다. CCS는 철강, 발전, 정유, 석유화학, 시멘트 등 이산화탄소를 직접 줄이기 어려운 산업에서 이산화탄소를 포집해 저장소에 격리하여 화석화하는 기술인데요. 블루소스(Blue Source), 엑손모빌(Exxon Mobil) 등 세계적인 IOC(International Oil Company)가 석유시추 효율성 향상을 위한 EOR(Enhanced Oil Recovery, 원유회수증진법)*로 탄소를 지하에 저장했습니다. 최근에는 노후 유전, 폐유가스전보다 저장소 확보 용이성, 저장 용량, 안정성 측면에서 장점이 있는 염대수층 저장방식***이 증가하는 추세입니다.
^*CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage): 연료연소 및 산업공정에서 배출된 이산화탄소를 포집해 저장 및 전환하여 활용하는 기술. CCUS는 이산화탄소를 포집해 저장소에 저장하는 CCS와 부가가치 있는 제품의 재료로 활용하는 CCU로 구분할 수 있다.
^**EOR(Enhanced Oil Recovery, 원유회수증진법): 이산화탄소를 유전에 주입해 석유의 생산량을 늘리는 기술.
^***염대수층 저장방식: 염분이 포함되어 수자원으로서의 가치가 없는 염대수층에 포집된 이산화탄소를 보내 저장시키는 기술

미국, 호주 등에서는 정책 지원 및 보조금 지급으로 CCS 활성화에 힘쓰고 있는데요. 인도네시아, 말레이시아 등에서도 CCS를 활성화하기 위한 정책적·재정적 지원의 기반을 마련하고 있습니다. 우리나라도 이산화탄소 포집·수송·저장 및 활용에 관한 법률을 통과시켜 CCS 산업 육성과 지원을 위한 법적 근거를 마련했습니다. 우리나라, 일본 같은 이산화탄소 다배출 산업이 많은 국가가 미국, 호주, 인도네시아, 말레이시아, 중동 등 저장광구가 많은 국가와 긴밀하게 협의한다면 글로벌 CCS사업을 더욱 활성화할 수 있을 것으로 기대합니다.

자동차 산업은 수송부문 온실가스 배출량의 약 25%를 차지합니다. 지구 온난화에 대응하기 위한 세계 각국의 강력한 배출가스 저감정책으로 인해 기존의 내연기관을 사용하는 자동차에서도 배출 가스 저감을 위한 투자가 끊임없이 지속되어 왔는데요. 

내연기관에서는 다운사이징과 초고장력강 차체소재 사용 등을 통하여 연비 향상을 추구하고 있으며, 이러한 차량의 경량화는 연비를 높이고 이산화탄소(CO2)의 배출량을 줄이며 제동성 향상, 가속성 증대, 도로 보호, 안락성 증대, 주행거리 향상, 자원 재활용, 환경 개선 등의 많은 도전과제를 해결하고 있습니다.

이런 가운데 최근 대학생 자작자동차대회 전기차 부문에서 차량의 동력 효율과 주행성능 개선의 핵심인 차체 중량 절감을 성공적으로 달성하여 우승을 차지한 팀이 있어 화제입니다.

△ 서영대학교 튜닝엑스팀이 자작자동차대회 전기차(EV) 부문 우승을 차지한 뒤 기념촬영을 하고 있다.

10명의 멤버로 구성된 서영대학교 투닝엑스(Tuning-X)팀은 중요한 우승 요소로 포스코 마그네슘 판재를 꼽았는데요. 팀을 이끈 서영대학교 윤재곤 교수님을 통해, 전기차 개발 과정과 경량화 소재 트렌드 그리고 마그네슘 소재의 특장점에 대해 들어 보았습니다.

l 2017 KSAE 대학생 자작자동차대회

l 튜닝엑스 팀의 성공 비결

△ ‘2017 대학생 자작자동차대회’에 출전한 서영대 튜닝엑스팀이 포스코 마그네슘 판재를 적용해 제작한 자동차로 EV(전기차) 부문 우승을 차지했다.

전기차 부문에서 우승을 차지한 튜닝엑스 팀에게 가장 어려웠던 숙제는 바로 높은 배터리 효율성과 차량 경량화라는 두 마리 토끼를 잡는 것이었습니다. 특히 직류전기보다 출력 대비 무게가 높은 교류전기를 사용하는 전기모터를 사용한 튜닝엑스 팀에게는 차량의 무게 감소가 반드시 필요했던 상황이었는데요.

차세대 자동차 시장을 이끌어갈 전기자동차는 전기를 저장하는 핵심장치인 배터리가 ‘주행거리가 짧다’는 단점을 보완하기 위해 점점 대용량화(약 200~500kg) 되어 가고 있습니다. 윤재곤 교수님에 따르면 이러한 노력에도 불구하고 수백kg의 무게를 가지고 1회 충전으로 가능한 주행거리가 수백km를 넘기기 힘든 상황이라, 소비자들의 전기자동차 선택의 폭이 좁을 수밖에 없는 시장 구조라고 합니다.

△ 튜닝엑스팀은 운전자의 탑승 공간인 캐빈(Cabin)의 바닥면, 측면, 후면 판넬에 마그네슘 판재를 적용해 차체중량을 절감했다.

따라서 ‘가볍지만 강력해야 한다.’라는 모순을 해결하기 위해 윤재곤 교수님과 튜닝엑스 팀은 포스코의 도움을 받기로 했는데요. 포스코에서 제작 초기부터 제공한 기술세미나와 마그네슘 개념과 제작 관련 기술교육 등의 도움을 받아, 팀은 시간대비 효과가 가장 좋은 마그네슘 판재를 운전자의 탑승 공간인 캐빈(Cabin)의 바닥면, 측면, 후면 판넬에 적용해 차량의 무게 감소를 달성했고요. 부족한 출력을 위해 전기모터를 트윈으로 설치하여 무게중심을 유지하고, 병렬 제어를 시행하여 배터리의 소모 전력도 고려할 수 있게 되었습니다.

윤재곤 교수님에 따르면 포스코의 사전교육을 통해 시행착오를 줄일 수 있었고, 대회까지 충분히 예비 시간을 가지고 준비함으로써 좋은 결과를 얻을 수 있었다고 합니다.

 

l 마그네슘 소재의 효과적인 경량화

그렇다면 마그네슘 판재를 적용함으로써 튜닝 엑스팀의 자작차는 얼마나 가벼워질 수 있었을까요?

기존 알루미늄 판재와 비교했을 때 자작차의 전체 중량을 177kg에서 172kg로 5kg의 감소를 이룰 수 있었는데요. 또한, 소재의 가공 시에 제조회사와 같은 전문적인 가공법이 아닌 일반적인 다양한 가공법에도 기존의 알루미늄과 비교하여 거의 유사한 가공성을 나타냈다고 합니다.

윤재곤 교수님은 “마그네슘 합금은 압궤 특성의 신뢰성 향상과 제작 단가 및 조립 단계 등의 현실화를 통해서 미래 경량화 기술 소재로서 자리매김을 할 수 있으리라 예측한다”라며 알루미늄, 복합재료와 함께 앞으로 가장 주목받을 경량화 기술/소재로 마그네슘을 꼽기도 했습니다.

“경량화와 더불어 마그네슘 합금의 여러 가지 장점 중에서 가장 부각되는 것은 단연 환경에 기여하는 부분입니다. 이는 마그네슘 합금의 제작 과정에서의 지구 온난화 촉진 물질을 감소시키는 방법이 가능해지고, 차량의 경량화를 통한 연비 향상으로, 전 세계 자동차 기업의 과제인 배출가스의 감소로 이어질 수 있기 때문입니다.”

대표적인 경량 소재이고 비강도와 비강성이 우수한 복합재료의 사용은 차세대 자동차 경량화 시장에서 가장 중요한 부분 중에 하나인데요.

“지금까지 복합재료는 주로 자동차의 비 구조 파트인 루프 (Roof)나 후드 (Hood) 등에 사용되고 있으며, 동일 용적에 사용 시에 1000kg 단위의 경량화까지 예상합니다. 역시 비강도와 비강성이 우수한 마그네슘도 이러한 비구조 파트에 사용을 늘리는 것과 더불어, 차량에서 너클(Knuckle), 허브(Hub), 휠(Wheel) 등을 기존의 알로이 휠에서 마그네슘으로 적용할 경우 개당 kg단위의 경량화가 가능하기 때문에, 전기차에 적용 시에 더욱 효과적인 경량화를 이룰 수 있으리라 봅니다.”

수많은 연구 조사와 기술 개발이 이뤄지고 있는 가운데, 마그네슘 합금은 폭넓은 시장성으로 운송, 항공우주, 의료, 레져 등 다양한 분야에서 활용되고 있는데요. 이를 통한 경량화로 운전자의 안전을 지켜주는 안전장치의 추가 장착이 가능해지면서 탑승자의 안전과 사회적 손실비용의 감소를 동시에 만족할 수 있을 것으로 예상합니다.

포스코는 2016년 대회 이후 Formula와 EV 부문 우승 팀을 대상으로 마그네슘 판재와 압출재를 무상으로 공급하고 있으며 마그네슘 소재를 더 쉽게 접목할 수 있도록 기술 집합교육을 실시해 학생들이 차량에 마그네슘 소재를 사용할 수 있도록 돕고 있는데요. 앞으로도 이러한 협업을 발전시켜 산학협력 관계를 구축하고, 미래의 자동차 주역인 학생들에게 더욱더 많은 기회를 제공할 예정입니다.

2009년 창단 이후, 우리 바다의 생태계 보전을 위해 꾸준히 활약하고 있는 포스코패밀리 클린오션봉사단! 바다의 환경을 깨끗하게 할 뿐만 아니라 어민들의 경제적 수혜에도 도움이 되고 있는데요. 정유년 새해를 맞아 포항에서 수중정화 활동을 펼쳤다고 합니다.

생생한 봉사 현장의 모습과 더불어 2017년 연간 계획은 어떻게 될지 Hello, 포스코 블로그에서 함께 확인해 보시죠!

클린오션봉사단, 해양 생태계 복원에 앞장서다

지구 온난화로 해초나 플랑크톤 서식지가 줄어드는 사막화 현상이 진행되면서 해양생태계 파괴가 빠르게 진행되고 있습니다.

이렇게 오염되어 가고 있는 우리 바다의 생태 환경을 정화하고 보전하는데 앞장서고 있는 포스코 클린오션봉사단! 2009년 창단하여 2017년 현재까지 300여 명의 단원들이 포항, 광양, 서울, 인천에서 활약을 하고 있습니다.

포스코 클린오션봉사단은 창단 이래 지금까지 누적인원 1만 9천여 명이 동해, 남해, 서해 해양에서 450여 회의 정화활동을 진행해 왔는데요.

정화활동을 통해 각종 쓰레기와 어촌경제를 위협하고 있는 불가사리, 성게 등 1,366톤(누적)을 수거하여 우리나라의 해양 생태계를 복원하는데 앞장서고 있으며, 더 나아가 어민 소득증대에도 기여하고 있습니다.

2017년, 수중정화 활동으로 새해를 시작!

지난 1월 7일, 2017년 정유년의 해가 뜨기 무섭게 포항 클린오션봉사단은 포항시 남구 동해면 흥환1리를 시작으로 수중정화 활동을 시작했습니다.

클린오션봉사단은 올 한해 매월 정기 봉사활동을 하는 것은 물론 물의 날, 지구의 날, 바다 식목의 날, 바다의 날 등에 지역단체 및 환경단체와의 연합 봉사활동도 계획하고 있습니다.

특히 우리나라의 청정해역인 울릉도, 독도는 급증한 불가사리와 성게로 인해 해조류와 물고기가 사라지고 황폐화 되어가고 있는데요. 울릉도와 독도의 해양정화를 위해 2013년 9월 울릉군과 상호교류 및 협력에 대한 MOU를 체결하고 매년 울릉도와 독도에서 해양 생태계를 복원하는 해양정화활동을 펼쳐 나가고 있습니다. 올해에도 울릉도와 독도에서 펼쳐질 클린오션봉사단의 활동이 기대됩니다!

지열별로 보면, 올 한 해 포항은 정기봉사 및 연합봉사를 포함하여 38회, 광양은 매월 1회씩 총 12회, 서울 및 경기지역은 연 10회 정도의 수중 봉사 활동을 진행할 예정인데요.

앞으로도 클린오션봉사단은 삼면이 바다인 우리나라의 수자원과 바다의 생태계를 보전하기 위해 꾸준한 수중정화 활동은 물론 지역주민들에게 환경의 중요성을 앞장서 알리고, 친환경 기업으로 환경을 중요시하는 기업 역할을 다하는데 최선을 다할 것입니다.

정유년, 새해를 맞아 수중정화 활동을 펼친
클린오션봉사단 소식을 전해드렸습니다!
그동안 깨끗한 바다를 위해 고생한 봉사단원분들께 감사드리며,
2017년에도 멋진 활약을 기대하겠습니다.