인류는 수천 년 동안 철과 함께 진화해왔습니다. 불로 녹이고 망치로 두드려 형태를 만들며 문명을 세우고, 산업을 확장했는데요. 오늘날도 다르지 않습니다. 철은 여전히 세계 경제를 움직이는 가장 근본적인 힘입니다. 그러나 과거 불꽃 속에서만 경쟁력을 찾던 철강산업이 지금은 기술과 장벽, 미래를 위한 도전 앞에 서있다고 하는데요. 경제 전문 유튜브 채널 ‘삼프로TV’의 김프로와 함께 자세한 내용을 알아보겠습니다.

‘산업의 쌀’이라 불리는 철강. 쌀이 식탁에서 빠질 수 없듯이, 철강은 모든 산업에서 빠질 수 없는 기초 핵심 소재입니다. 철은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 많은 곳에 활용되고 있습니다. 그러나 지금 우리가 마주한 철은 더 이상 단순한 ‘소재’가 아닙니다. 산업의 성장과 경쟁력을 결정하는 철강의 정교한 진화가 산업 전반의 기초를 바꾸고 있습니다.

한국 철강산업은 끊임없는 기술 혁신과 품질 향상을 통해 글로벌 표준을 선도하고 있습니다. K-철강의 경쟁력은 세계 최고 수준의 기술력에서 비롯됩니다. 한국 철강 기업들은 극한의 환경에서도 성능을 유지하는 특수강 개발에 집중하며 기술적 우위를 점하고 있습니다.

포스코의 고망간강은 세계 최초로 독자 개발한 특수강으로, 철에 망간을 10~30% 첨가한 합금강입니다. 우수한 저온 인성(저온 환경에서 충격에 잘 견디는 성질)을 갖추고 있어 극저온 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘하며, 에너지 분야를 비롯한 다양한 산업에서 널리 활용되고 있습니다. 특히 고망간강은 LNG 저장탱크 및 선박 소재용 분야에서 세계 표준으로 자리매김하며 글로벌 시장을 선도하고 있습니다. 이순기 포스코 수석연구원은 “천연가스를 액화시키려면 -165℃가 돼야 하는데, 일반강은 이를 견딜 수 없다”라고 말했습니다.

1970년 포항제철소의 착공과 함께 우리나라의 중화학공업 시대*는 시작됐습니다. 철강은 국가 산업의 근대화부터 현대화까지, 모든 순간을 함께 해오며 지금도 든든하게 제조업을 받쳐주는 역할을 하고 있습니다.

*중화학공업 시대 : 국가 경제 발전 과정에서 철강, 조선, 기계, 석유화학, 자동차, 전자 등과 같은 산업이 중심이 되는 시기. 한국에서는 1970년대에 정부 주도로 본격적인 중화학공업 육성 정책이 추진되었다.

그러나 철강산업은 최근 새로운 도전에 직면했습니다. 무역 장벽이 더욱 높아진 것인데요. 미국이 철강을 다시 강조하기 시작한 건, 철강이 현재뿐만 아니라 미래를 결정지을 수 있는 주력산업이라는 인식에서 비롯됐다는 분석이 지배적입니다.

이에 질세라 유럽도 역내 산업 보호를 명분 삼아 철강 수입 장벽을 대폭 높이겠다고 발표했습니다. 대표적인 수출주도형 경제 모델인 한국 산업의 구조에서 철강은 직격탄을 맞을 수밖에 없었는데요. 이는 지속적인 수출 감소로도 이어졌습니다.

안팎으로 한국 철강의 위기가 계속되는 가운데, 철강은 탈탄소 전환이라는 새로운 도전에도 직면하고 있습니다. 기후 재난의 주요 원인인 온실가스 감축을 위해 세계 각국은 탄소 배출을 줄이고자 노력하고 있는데요. 그 일환으로 EU가 올해부터 ‘탄소국경조정제도(CBAM)’*을 시행한다고 밝혔습니다. 국내 온실가스 감축 목표도 강화되고 있고요.

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

미국의 관세 강화와 중국의 저가 공세에 탄소 규제까지. 이처럼 철강산업은 사면초가의 상황에 놓여 있습니다. 그렇다면 철강산업이 생존을 위해 찾은 전략은 무엇일까요?

무역 장벽 돌파! 해외 고수익·고성장 시장을 여는 ‘완결형 현지화 전략’

철강산업은 현지 생산에서 문제 해결 방법을 찾았습니다. 해외 고성장·고수익 시장에서 현지 생산 및 가공 판매 체계를 구축하는 ‘완결형 현지화 전략’이 그것이죠. 국내 자동차, 전자, 조선업 등이 현지 생산 전략을 선택하자 그 토대가 되는 철강산업 역시 우리 기업들의 든든한 지원군으로 함께 움직이기 시작했습니다.

소재를 공급해야 하는 철강산업은 제철소 현지 건립 등 생산 현지화에 더욱 집중하고 있습니다. 포스코그룹은 2029년 상업 생산을 목표로 하는 현대차그룹의 미국 루이지애나 제철소 건설 프로젝트에 참여하고, 인도 1위 철강사인 JSW그룹과 합작해 인도에 규모 600만 톤의 일관제철소 건설을 추진하고 있습니다. 이에 더해 미국 조강 생산량 1위 클리블랜드 클리프스(Cleveland-Cliffs) 철강사와도 협력에 나섰습니다.

이로써 현지 시장 진출을 강화하고 공급 체계를 확보했는데요. 이제 철강의 완결형 현지화 전략은 특히 미국에 진출한 한국 조선과 방산업을 지원하며 한미 간 중요한 산업 동맹인 MASGA* 프로젝트에서도 중요한 뒷받침을 할 것으로 예상됩니다.
*MASGA(Make American Shipbuilding Great Again, 마스가) : ‘미국 조선업을 다시 위대하게 만들자’는 뜻으로 한국 정부가 미국 조선업 재건을 돕기 위해 제안한 대규모 협력 프로젝트.

철강 탈탄소 전환의 유일한 해법 ‘수소환원제철’

그러나 철강산업의 도전은 여기서 끝이 아닙니다. 시장을 주도할 경쟁력을 갖추면서 탄소 배출도 획기적으로 줄이며 인류의 미래를 생각해야 하는 과제에도 직면해 있는 것인데요. 현재 유일한 대안으로 손꼽히는 것이 바로 수소환원제철(Hydrogen-based Direct Reduced Iron)입니다. 수소환원제철은 제선 공정에서 기존에 석탄을 사용해 철광석 속 산소를 제거하던 환원제를 수소로 대체하는 기술입니다. 수소환원을 통해 산소를 제거한 환원철을 전기용융로에 투입하면, 불순물을 효과적으로 제거하며 고품질 철강 제품을 생산할 수 있습니다. 이 방식은 기존 고로 공정 대비 약 5분의 1 수준으로 탄소 배출을 줄일 수 있어, 궁극의 탈탄소 제철 기술로 주목받고 있습니다. 때문에 수소환원제철 기술 개발과 상용화를 위해 세계 철강사들의 경쟁이 치열한 상황이죠.

▲(왼쪽) 포스코는 2024년 1월 26일 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하고 2030년 수소환원제철 상용 기술 개발 완료를 목표로 연구개발을 지속하고 있다. (오른쪽) 포스코 HyREX 추진반 김치환 리더가 HyREX 공법에 대해 설명하고 있다.

포스코는 2024년 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 짓고, 이곳에서 시험 설비 구축과 상용화 기술 개발에 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 포스코가 세계 최초로 개발한 파이넥스(FINEX) 공법의 유동환원로 기술을 확장해 수소를 최대 100%까지 사용하는 하이렉스(HyREX)의 상용화 기술을 개발하는 것입니다.

수소환원제철은 혁신적인 공정입니다. 정은미 선임연구위원은 “실험실에서 생각한 일반적인 화학식을 실제 대규모 공정 설비로 구현한다는 것이기 때문에 굉장히 도전적인 과제”라고 말했습니다. 그렇기에 우리는 수소환원제철을 ‘꿈의 기술’이라고 부르는 것이죠.

그럼에도 철강산업의 성장을 위해서는 반드시 우리가 먼저 성공시켜야만 합니다. 현재 포스코는 HyREX 데모플랜트(Demo Plant)를 건설하는 계획을 갖고 있습니다. 기술 개발이 완수되면 속도감 있게 상용화를 진행할 예정입니다. 또한, 수소환원제철 상용화를 위해서는 수소와 전기에너지가 대량으로 필요해 반드시 인프라가 함께 조성되어야 합니다.

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

수소환원제철은 미래를 결정짓는 핵심 사업으로서 그 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 이에 정부도 실증 설비 예비타당성 조사 통과, K-스틸법 추진 등으로 이 전환에 힘을 싣고 있습니다. K-스틸법은 국내 철강업계가 직면한 글로벌 수요 둔화, 저가 철강재 수입 증가, 미국 등 주요국의 관세 장벽 강화를 비롯해 탈탄소 규제 부담 심화에 대응하기 위한 종합 입법 패키지로, 지난해 11월 국회 본회의를 통과했습니다. K-스틸법은 탈탄소 전환이라는 시대적 과제를 해결하고 국내 철강산업의 새로운 도약을 위한 전환점이 될 전망입니다.

▲ 포스코 하이렉스(HyREX) 기술로 운영될 제철소 전경. (※가상 시뮬레이션으로 연출한 영상)

산업의 근간이 흔들리고 있습니다. 세계 제조업의 전환점을 지나고 있는 지금, 한국 철강산업은 선택의 기로에 서있습니다. 과거의 방식에 머물 것인가, 아니면 위기를 넘어 새로운 기준을 만들 것인가. 세계의 표준이 되어 경쟁력과 기술 주도권을 갖기 위해 K-철강은 끊임없이 변화하고 있습니다.

▼K-철강, 세계의 표준이 되다 보러 가기

올해 6월, 미국이 한국산 철강에 부과하는 관세를 기존 25%에서 50%로 인상한 후, 대미(對美) 철강 수출이 빠르게 감소했습니다. 이에 정부는 철강업의 구조적 위기에 선제적으로 대응하고 미래 경쟁력 강화를 촉진하기 위해 K-스틸법을 발의하고, 철강산업 고도화 방안을 발표하며 산업구조 재편에 나섰습니다. 철강업계의 든든한 방파제가 되어줄 K-스틸법과 철강산업 고도화 방안에 대해 자세히 살펴봅니다.

지난 8월 여야 의원들이 공동 발의한 뒤 3개월 넘게 국회에 계류돼 있던 ‘K-스틸법(철강산업 경쟁력 강화 및 녹색철강기술 전환을 위한 특별법안)’이 11월 27일 국회 본회의를 통과했습니다.

K-스틸법은 국내 철강업계가 직면한 글로벌 수요 둔화, 저가 철강재 수입 증가, 미국 등 주요국의 관세 장벽 강화, 그리고 탈탄소 규제 부담 심화에 대응하기 위한 종합 입법 패키지입니다. 법안에는 철강산업의 경쟁력 강화와 탈탄소 전환을 지원하기 위해 ▲저탄소 인증제 도입 ▲저탄소 철강 특구 신설 ▲기업결합 사전 심사 기간 단축 ▲공정거래법상 공동행위 예외 및 정보 공유 허용 등 다양한 특례 조항이 포함됐습니다.

또한 산업 구조의 장기적 전환을 위해 산업통상자원부 장관이 5년 단위로 ‘철강산업 경쟁력 강화 기본계획’을 수립하고, 이를 뒷받침할 연간 실행계획을 마련·시행하도록 의무화해 철강산업이 글로벌 경쟁 속에서도 성장할 수 있는 기반을 마련하도록 했습니다.

철강업계는 이번 K-스틸법 가결로 철강산업 정책 지원을 위한 법적 기반이 마련돼 최근 정부가 발표한 ‘철강산업 고도화 방안’과 맞물려 지원 정책이 속도감 있게 추진될 것으로 기대하고 있습니다. 더불어 이를 통해 국내 철강산업 구조가 고도화되고, 탈탄소 미래소재 산업으로 도약하는 데 중요한 발판이 될 것으로 전망하고 있습니다.

K-스틸법이 국회 본회의를 통과하기 전, 산업통상자원부는 ‘산업의 쌀’이자 국내 제조업 경쟁력의 근간을 이루는 철강산업의 위기 징후가 점차 확산되고 있음을 인식했습니다. 이에 철강산업의 생존력을 높이고 미래 경쟁력을 강화하기 위해 경제관계장관회의와 산업경쟁력강화관계장관회의를 열고, 관계 부처가 함께 마련한 ‘철강산업 고도화 방안’을 발표했습니다. 이 방안의 핵심은 철강산업을 한 단계 끌어올리고, 탈탄소 전환을 가속하는 데 있습니다.

정부는 공급과잉 품목과 관련해 ‘철강 설비 규모 조정의 3대 원칙’을 마련했습니다. 첫 번째 원칙은 경쟁력이 약화되어 공급 과잉 문제가 심각해진 형강·강관 등 일부 품목은 해당 기업이 설비 조정 계획을 제출하면, 고용을 최대한 유지하려는 노력과 책임 있는 경영을 전제로 정부가 지속적으로 지원하겠다는 방침입니다.

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시장에서 자율적으로 조정하기 어려운 철근처럼 수입재 침투율이 낮은 품목은 과거 석유화학 산업 구조개편 사례를 참고해 정부가 기업의 자발적인 사업 재편을 뒷받침할 수 있도록 할 계획입니다. 반면 열연·냉연·아연도금 강판처럼 수입재 침투율이 높은 품목은 먼저 수입 대응을 진행한 뒤, 시장 상황을 살펴 가며 설비 규모 조정 등을 단계적으로 추진할 것입니다. 경쟁력이 유지되고 공급과잉 위험이 상대적으로 적은 전기강판과 특수강 분야에 대해서는 과감한 선제 투자를 지원할 예정입니다.

정부는 미국의 철강 50% 관세와 EU 세이프가드 TRQ 전환* 제안에 대응하기 위해, 양국과 공식·비공식 협의를 이어가며 수출 기업들이 겪는 어려움을 덜어줄 후속 조치를 마련할 계획입니다.

*철강 TRQ(관세율 할당제도, Tariff Rate Quota) : 연간 면세 수입 쿼터를 기존 대비 약 47% 축소하고, 쿼터 초과 물량에 대해서는 25%에서 50%로 상향된 관세율 적용

특히 지난 9월 3일 발표한 미국 관세 협상 후속 지원 대책을 차질 없이 이행하면서, 4,000억 원 규모의 철강 수출 공급망 보증상품과 1,500억 원 규모의 철강·알루미늄·구리·파생상품 이차보전사업을 신설해 관련 기업들이 정책금융을 더 쉽게 활용할 수 있도록 지원할 예정입니다.

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이어서 반덤핑 등 무역 규제 조치를 공정하게 집행하는 동시에, 관세청·산업부·철강협회 등 관계 기관과 긴밀히 협력해 정보를 신속히 공유하고, 불공정 수입재를 철저히 단속할 계획입니다. 또한 수입 대응이 실제로 효과를 낼 수 있도록 관련 제도적 기반도 한층 강화하기로 했습니다.

한편 정부는 지난 3월 19일 발표한 철강·알루미늄 통상 리스크 대응 방안에 따라, 내년부터는 품질검사증명서 제출을 의무화해 수입 절차를 꼼꼼히 모니터링할 예정입니다. 제3국이나 보세구역을 거쳐 반덤핑 관세를 피하려는 불공정 행위를 막기 위해 기획재정부와 관세청과 협력해 관세법 시행령 개정, 원료 과세 신고 의무화, 보세구역 특허기간 단축 등을 추진하며 보세구역 관리도 강화할 계획입니다.

정부는 특수탄소강 분야를 초혁신경제 15대 선도프로젝트* 중 하나로 선정했습니다. 특수탄소강 분야의 미래 시장을 선점하기 위해 연구개발(R&D) 로드맵을 마련하고, 2,000억 원 규모의 지원으로 세계 최고 수준의 기술력과 생산 기반을 갖춰 나갈 계획입니다. 또한 기획재정부와 협력해 관련 기술을 신성장 원천기술로 지정해 세제 혜택을 줄 수 있는 방안도 검토할 예정입니다.

*초혁신경제 15대 선도프로젝트 : 첨단 소재·부품, 기후·에너지, 미래대응 등 15개 과제를 선정해 2025년부터 단계적으로 추진하는 국가 전략 프로젝트

정부는 국내 주요 사업에서 우수한 철강재가 더 많이 쓰일 수 있도록, 새로 개발된 제품의 국내 납품 실적(트랙레코드) 확보를 적극 지원할 예정입니다. 인프라 설비 입찰 과정과 시방서, 각 부처의 주요 법정 계획에도 안전성과 품질이 뛰어난 철강재를 활용하는 원칙을 단계적으로 반영하고, 국토교통부 등 관계 부처와 협력해 철강 소비를 늘릴 수 있는 다양한 프로젝트도 추진할 예정입니다.

▲진공흡착식 크레인으로 이송되고 있는 고망간강. 포스코가 독자개발한 고망간강은 자성을 띠지 않는 비자성 특성을 가진 강재이다. 사진 출처 : 포스코그룹 뉴스룸 DB

또한, 철강산업에 AI 기술을 적극 도입해 효율성·안정성 등을 강화할 것입니다. 철강 분야에서 속도감 있는 제조AX(Manufacturing AI Transformation, M.AX)를 달성하기 위해 AI팩토리와 AI솔루션 확산에 힘쓰고, 철강 특화 제조 AI 모델 개발을 추진해 세계적인 수준의 스마트 제조 시스템을 만들어 갈 예정입니다.

▲2024 기후산업국제박람회 관람객들이 포스코형 수소환원제철 하이렉스(HyREX) 모형을 관람하고 있다. 사진 출처 : 포스코그룹 뉴스룸 DB

정부는 철강 산업의 저탄소 공정 전환을 본격적으로 지원해, 저탄소 철강 기준과 인증 제도를 마련하고 저탄소 철강재 수요를 늘릴 수 있는 기반을 마련할 것입니다. 특히 수소환원제철 전환은 미래 경쟁력 확보를 위해 꼭 필요한 과제인 만큼, 지난 6월 예비타당성 조사를 통과한 8,100억 원 규모의 ‘한국형 수소환원제철 실증사업’을 차질 없이 추진하고 기후부 등 관계 부처와 협력해 경제성이 있는 청정수소를 확보할 수 있도록 인센티브 제도 마련 등 다양한 지원책도 확대할 것입니다.

▲포스코는 지난해 1월 26일 포항제철소에 수소환원제철 개발센터를 개소하고, 2030년 수소환원제철 상용 기술 개발 완료를 목표로 연구개발을 지속하고 있다. 사진 출처 : 포스코그룹 뉴스룸 DB

저탄소 공정 전환에는 많은 비용이 드는 만큼 저탄소 전환에 필수적인 법적 지원 근거를 마련하고, 전기로에 꼭 필요한 원료인 철스크랩을 안정적으로 공급할 수 있도록 기후부와 협력해 철스크랩 산업을 키우는 방안도 추진할 예정입니다.

설비 규모 조정과 저탄소 전환 등 산업 구조 개편 과정에서 철강산업에 크게 의존하는 지역경제가 흔들리지 않도록 산업위기 선제대응지역으로 지정하고, 관련 지원책을 꾸준히 추진할 계획입니다.

또한 철강산업 집적지에서 단기적으로는 고용을 안정시키고, 중장기적으로는 경쟁력을 높일 수 있도록 철강 및 관련 산업에 대한 투자를 촉진할 예정이며 산업 구조를 다각화해 최종적으로는 지역의 철강 의존도를 줄일 수 있는 방향으로 정책을 추진할 것입니다.

더불어 기준 미달 제품의 국내 유입을 막아 국민의 안전을 지킬 수 있게 인증 기준을 강화하고, 시판재에 대한 공장 심사 등 사후 관리 체계도 보강해 KS 인증제도가 시장에 제대로 자리 잡을 수 있도록 할 계획입니다. 건설 현장에서 사용되는 비KS재 관리도 국토교통부·산업부·철강협회가 합동 점검으로 강화할 것입니다.

아울러 철강산업 내 중대재해를 예방하기 위해 AI 기반 사전 예방 시스템을 구축하고, 철강산단에 스마트 안전 솔루션 설치 지원, 모범사례 홍보와 사고예방 매뉴얼 배포 등을 통해 안전 인식을 높여 나갈 계획입니다. 이 밖에도 상·하공정 기업 간 소재 수급 협력 촉진, 철강사와 원료산업 간 가격·물량 안정화 협의, 철강과 수요산업 간 기술개발 지원을 통해 철강-원료-수요산업 전체가 함께 성장하는 상생 협력을 확대할 예정입니다.

정부는 K-스틸법과 철강산업 고도화 방안을 철강산업의 새로운 도약을 위한 전환점으로 삼아, 산업이 지속가능한 성장 궤도에 안착할 수 있도록 전방위적으로 지원할 계획입니다. 이에 기업은 K-스틸법이 실효성을 갖출 수 있도록 시행령을 만드는 과정에서 현장의 목소리를 적극적으로 전달해 업계 현실에 맞는 조항이 반영되도록 노력해야 합니다. 또한 탈탄소 전환을 위한 구체적인 지원책도 정부와 함께 논의하여 최적의 결과를 만들어 나가야 합니다.

철강산업의 경쟁력 강화와 탈탄소 전환이라는 시대적 과제를 해결하기 위한 발판이 될 K-스틸법. 국무회의 의결을 거쳐 공포된 후 6개월이 지난 날부터 본격적으로 시행될 예정인데요. 철강업계가 오랫동안 요구해 온 과제였던 만큼 철강산업 고도화 방안과 K-스틸법, 그리고 정책 법률이 맞물려 시너지 효과를 발휘할 수 있기를 기대합니다.

본 글의 ‘철강산업 고도화 방안’ 내용은 대한민국 정책브리핑 정책뉴스 ‘철강산업 구조 재편…과잉설비 줄이고 특수탄소강 등 경쟁력 키운다’를 토대로 작성하였으며,
공공누리 제1유형(출처표시) 조건에 따라 이용하였습니다.

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

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!