세계 최대의 기술전시회 CES 2026이 성황리에 막을 내렸습니다. 올해 CES 현장을 한마디로 요약하자면 ‘로봇의 대공습’이라고 할 수 있는데요. 포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 CES 2026 현장과 로봇 산업에서 포스코그룹이 가진 핵심 경쟁력을 살펴봅니다.

세계 최대 IT·가전 전시회 ‘CES 2026’의 화두는 단연 ‘로봇’이었습니다. 심지어 로봇과는 관련이 없을 법한 기업의 전시관에도 곳곳에 로봇을 찾아볼 수 있었는데요. AI와 로보틱스가 결합해, 실생활과 산업 현장에 깊숙이 자리 잡을 피지컬 AI의 시대가 도래하고 있음을 예감할 수 있었습니다.

이번 전시에서 화제를 모은 로봇 중에 하나는 현대자동차 그룹의 로봇 계열사 보스턴다이내믹스가 선보인 휴머노이드 ‘아틀라스’였는데요. 56개 관절을 사용해 360도 움직이며, 50㎏ 이상의 고하중 작업을 수행할 수 있어 실제 산업 환경 적용 가능성을 보여줬습니다. 이와 함께 포스코와 보스턴다이내믹스와의 협업 사례도 소개됐는데요. 보스턴다이내믹스의 사족보행 로봇인 ‘스팟’이 포스코 제철소의 뜨거운 설비 사이를 누비는 모습이 스크린을 통해 상영됐습니다. 고온과 소음이 가득한 작업 환경에서 스팟은 가스 누출을 감지하고 시설물을 정밀 점검하는 모습이었는데요. 이제 로봇이 단순한 볼거리를 넘어 실제 산업 현장에서 함께 일하는 동료가 될 수 있음을 상징적으로 보여줬습니다.

이외에도 마치 로봇 슈트를 입은 것 같은 안마의자를 선보인 국내 기업 바디프랜드의 전시 부스도 이목을 끌었는데요. 로봇처럼 두 다리와 팔이 독립적으로 움직이면서 사용자의 몸 관절을 이해하고 늘려주는 ‘웨어러블 AI 헬스케어 로봇’이 현장의 큰 관심을 받았습니다.

스포츠 영역에서도 눈에 띄는 로봇이 많았습니다. 화려한 볼거리를 보여주는 탁구 로봇, 격투기 로봇 등이 올해도 큰 인기를 끌었습니다. 중국의 유니트리, 샤르파 같은 기업들이 선보인 스포츠 로봇들은 상대방 플레이어의 움직임과 공의 궤적까지 실시간으로 읽어 자세한 코칭을 해주는 수준으로 진화해 눈길을 끌었습니다.

CES 2026에서 확인한 것처럼 기술이 발전할수록 로봇의 움직임은 점점 더 정교해지고 있습니다. 로봇의 정교함을 설명할 때 많은 로봇 기업들이  공통적으로 홍보하는 것이 바로 ‘DoF(Degree of Freedom)’입니다.  DoF는 우리말로 하면 ‘자유도’라고 하는데요. 로봇의 자유도란, 쉽게 말해 ‘관절 축의 개수’를 의미합니다.

항상 일치하는 건 아니지만, 일반적으로 DoF가 클수록 독립적으로 제어 가능한 관절의 개수가 많습니다. 특히 DoF는 인간과 유사한 동작을 기대하는 휴머노이드 로봇에게 중요한데요. 자동화 공정에 투입되는 산업용 로봇 팔의 경우에는 6 DoF 수준이고, 휴머노이드는 30~60 DoF 수준입니다. 보스턴다이내믹스의 ‘아틀라스’는 56 DoF를 기록했는데, 이는 인간의 전신 관절 움직임 수준까지 모사하는 수치라고 볼 수 있습니다.

하지만 DoF가 증가하면 더 많은 모터, 감속기, 센서 등 액추에이터 구성 요소가 필요해집니다. 즉, 자유도가 높을수록 로봇 제작 비용도 함께 상승하게 되기 때문에, 기업들은 설계 단계에서 로봇의 용도에 맞춰 DoF를 신중하게 배분합니다.

액추에이터(actuator)는 로봇의 관절을 실제로 움직이게 하는 구동 장치로, 모터·감속기·센서와 이를 제어하는 회로가 결합된 일종의 ‘완성된 관절 시스템’입니다. 액추에이터에 들어가는 모터는 전기를 받아서 빙글빙글 도는 회전 운동만 합니다. 하지만 로봇의 팔을 직선으로 뻗게 하거나 정교하게 굽히려면 회전 운동만으로는 부족한데요. 이 때문에 액추에이터는 내부에 모터를 품고 있으면서 기어와 회로를 더해 회전 운동은 물론 직선 운동과 같은 복잡한 움직임도 만들어내게 됩니다. 모터가 근육 세포라면, 액추에이터는 팔다리를 실제로 움직이게 하는 완성된 근육 관절인겁니다. 휴머노이드 로봇은 56 DoF를 구현하기 위해 약 56개의 정교한 액추에이터가 필요합니다.

그렇다면 액추에이터의 핵심인 모터는 어떻게 구성될까요? 모터는 크게 고정된 고정자와 돌아가는 회전자로 나뉩니다. 고정자와 회전자는 얇은 전기강판을 수백 장 정교하게 쌓아서 만드는데요. 고정자에는 홈이 있어서 홈 사이사이로 구리선인 코일을 촘촘하게 감으면, 코일에 전기가 흐르면서 자기장이 생깁니다. 이때 전기강판 코어는 자기장을 한 곳으로 모아서 회전자를 밀어내는 역할을 합니다. 그래서 전기강판의 품질이 나쁘면, 자기장이 가다가 막히거나 흩어져 버리는데요. 이렇게 되면 모터의 효율이 크게 떨어지고 로봇이 금방 뜨거워지게 됩니다. 결국 전기강판이 모터의 성능을 좌우하게 되는 것이죠.

전기강판은 모터 제조원가 측면에서도 약 20~30%를 차지할 만큼 중요한 소재입니다. 특히 로봇용 모터의 경우 작지만 큰 힘을 내야 하기 때문에, 모터 내부에 들어가는 전기강판의 성능이 곧 모터 성능으로 이어집니다. 이를 위해 강판을 최대한 얇게 만들어야 하는 것이죠. 강판이 두꺼우면 그 안에서 와전류*가 생겨서 에너지가 열로 다 날아가기 때문입니다.

*와전류 : 도체 주변의 자기장이 급격하게 바뀔 때 전자기 유도에 의해 발생하는 소용돌이 형태의 전류.

포스코의 고성능 전기강판 ‘Hyper NO’는 종이처럼 얇은 두께에도 불구하고, 자석의 힘을 효과적으로 전달하는 성능을 극대화한 소재입니다. 전기강판은 얇아질수록 제조 난도가 급격히 높아지는데, Hyper NO급의 고성능 전기강판을 안정적으로 양산할 수 있는 철강사는 전 세계에서 포스코를 포함해 5~6곳에 불과합니다. 그만큼 기술 장벽이 높은, 로봇·전동화 시대의 핵심 전략 소재라고 할 수 있습니다.

로봇이 아무리 뛰어난 움직임을 구현하더라도 에너지가 부족하면 제대로 작동할 수 없습니다. 현재 휴머노이드 로봇의 연속 작동 시간은 대체로 2~4시간 수준으로, 배터리 기술이 가장 큰 제약 요인으로 꼽힙니다. 올해 CES에서는 이러한 한계를 보완하기 위해 교체형 배터리 시스템이 주요 트렌드로 부상했습니다. 보스턴다이내믹스의 ‘아틀라스’의 경우에는 약 4시간의 연속 작동이 가능하다고 알려져 있으며, 배터리가 부족하면 로봇이 스스로 배터리를 교체하는 기능까지 탑재했습니다.

최근 테슬라 CEO인 일론 머스크는 “25년 후 휴머노이드 로봇이 100억 대 등장”할 것이라고 예측했습니다. 100억 대의 로봇이 생산되면 그에 필요한 액추에이터는 수천억 개에 달하며, 핵심 소재인 고성능 전기강판의 수요는 증가할 수밖에 없습니다. 여기에 교체 수요까지 감안하면 배터리 또한 수백억 개 이상 필요할 것으로 예상되며, 특히 배터리 핵심 원료인 리튬의 수요는 현재와는 비교할 수 없는 수준으로 확대될 가능성이 큽니다. 이러한 측면에서 포스코그룹이 확보하고 있는 고성능 전기강판 기술과 리튬 자산은 앞으로 로봇 시장의 성장과 함께 더욱 주목 받게 될 것입니다.

활용 범위가 넓은 팜유는 최근 식품뿐 아니라 다양한 산업 분야에서도 폭넓게 쓰이고 있는데요. 이러한 글로벌 수요 증가에 대응해 ‘팜사업 밸류체인’을 구축해 온 회사가 바로 포스코인터내셔널입니다! 오늘은 우리 삶의 필수 자원인 팜유의 재배·수확 과정부터 포스코인터내셔널의 글로벌 팜사업 밸류체인까지, 한눈에 살펴보겠습니다.

초콜릿, 라면, 비누, 화장품… 우리의 일상에서 너무나 친숙한 물건들이죠? 이 물건들에는 한 가지 공통점이 있습니다. 바로 ‘팜유(Palm oil)’라는 재료가 들어간다는 점이죠. 팜유는 열대 지역에서 자라는 야자수의 일종인 ‘팜나무(기름야자)’ 열매에서 짠 기름을 말해요. 가공식품에 적합한 물성, 단위 면적당 높은 생산성과 가격 경쟁력을 바탕으로 식물성 기름 가운데 전 세계 소비 점유율 1위를 차지하고 있습니다.

팜유는 어디서, 어떻게 만들어질까요? 뜨겁고 습하며 배수가 잘되는 토양에서 특히 잘 자라는 팜나무는 이런 조건에 딱 부합하는 인도네시아와 말레이시아에서 주로 재배됩니다. 이 두 나라가 전 세계 팜유 생산량의 무려 80%를 차지하고 있죠.

팜나무는 양묘소에서 건강한 씨앗을 선별해 1년간 묘목으로 키운 뒤, 농장으로 옮겨 심는데요. 이후 3년 동안 충분한 영양 공급과 잡초 제거 등 꾸준한 생육 관리를 하면 팜나무 줄기와 잎 사이에 열매 다발이 맺히기 시작합니다. 한 그루에 연간 약 8~12송이의 열매 다발을 수확할 수 있으며, 잘 익은 주황빛 열매 한 송이에는 무려 1000~3000개의 낱알이 들어 있다고 해요.

팜나무는 키가 크고 열매를 감싸는 잎이 단단해 수확에 상당한 기술과 힘이 필요합니다. 또 연중 내내 열매를 맺고, 기계로 대체하기 어려운 재배 환경 때문에 수확과 관리를 위한 인력도 항상 필요하죠.

정성껏 수확한 팜 열매는 기름의 신선함과 품질 유지를 위해 수확 즉시 공장으로 운반돼 다섯 차례의 착유와 정제 과정을 거치는데요. 이 단계에서 팜유의 품질이 결정됩니다.

공장에 도착한 열매는 먼저 깨끗하게 세척한 뒤 140~150℃의 고온 증기로 멸균합니다. 이 과정은 과육을 부드럽게 해 기름을 잘 짜낼 수 있도록 하고, 시간이 지나며 늘어나는 유리지방산(FFA)* 성분을 억제해 산패를 막는 중요한 역할을 하죠. 멸균이 끝나면 회전 드럼으로 송이와 열매를 분리하고, 잘게 으깬 뒤 스크류 프레스로 과육을 압착해 팜원유(CPO, Crude Palm Oil)를 추출합니다. 이후 침전과 정제를 거쳐 섬유질과 불순물을 제거합니다.

이렇게 추출한 팜유는 아직 원유 상태인데요. 불순물을 제거하는 탈검, 붉은빛을 없애는 탈색, 향과 맛을 정리하는 탈취 과정을 모두 거쳐야 비로소 깨끗한 팜유가 완성돼요. 마지막으로 분별 공정을 통해 다양한 제품 용도에 맞게 성분을 세분화합니다.

*유리지방산(FFA, Free Fatty Acid ) : 식물성 기름이 산소와 반응하거나 오래 저장되면서 자연스럽게 분해되어 생기는 산성 성분. 함량이 높아지면 맛과 향이 나빠지고 산패가 진행돼 품질이 떨어지며, 식용유와 팜유의 신선도와 품질을 판단하는 주요 지표로 사용

팜유가 식품, 에너지, 산업 원료 등 여러 분야에서 고부가가치 산업으로 주목받는 이유, 바로 부산물까지 모두 활용할 수 있기 때문이에요. 착유 과정에서 분리된 씨앗은 팜커널유(CPKO, Crude Palm Kernel Oil) 생산라인으로 보내져 화장품·세제 등 고급 합성 제품의 원료로 쓰입니다. 빈 열매 다발은 퇴비나 바이오 연료로 재활용되지요. 열매 하나에서 이렇게 많은 제품을 만들 수 있다니, 정말 ‘아낌없이 주는 유용한 자원’이죠?

포스코인터내셔널은 2011년 인도네시아에 PT.BIA 법인을 설립하며 팜사업에 빠르게 뛰어들었습니다. 이듬해 첫 식재를 시작했고, 2016년부터 본격적으로 팜원유 생산에 돌입했죠. 현재는 서울시 면적의 약 60% 달하는 부지에 약 350만 그루의 팜나무를 보유하고 있으며, 연간 20만 톤 이상의 팜유를 생산하고 있어요. 이러한 빠른 성장은 파푸아 지역의 뛰어난 입지 덕분이기도 하지만, 무엇보다 포스코인터내셔널의 체계적인 운영 방식과 차별화된 경쟁력이 뒷받침되었기에 가능했는데요. 그 비결이 궁금하시지 않나요? 지금부터 포스코인터내셔널만의 특별한 팜농장 운영방식을 소개합니다!

핵심 경쟁력 ① 우수한 생산 체계

포스코인터내셔널은 효율성을 극대화한 생산 체계를 갖추고 있습니다. 파푸아는 팜나무 재배에 최적의 환경을 갖추고 있지만, 인도네시아 동부 국경 지역의 미개발지로 도로·통신망·내륙 항만 등 인프라가 부족하다는 단점이 있는데요. 이에 포스코인터내셔널은 식재와 배수시설을 최적화하는 것은 물론, 정비가 필요했던 현지 도로와 인프라를 구축해 악조건 속에서도 수확량을 높였습니다. 또한 적정 수확 주기를 유지해 높은 수율을 확보하고 있죠. 수확 후 나온 부산물도 놓치지 않는다는 점! 연료·비료 등으로 재활용하고, 팜 폐수도 농업용수로 재사용하면서 환경까지 고려한 자원순환구조를 갖추고 있습니다.

핵심 경쟁력 ② 지역사회와의 상생

▲건강검진·예방접종부터 초등학교 3개 운영으로 교육·의료 인프라를 확충하며 지역사회와 함께 성장해나가는 포스코인터내셔널의 다양한 제도. 사진출처 : 포스코인터내셔널 매거진

현지에서 농장을 운영하는 만큼, 지역 주민과의 상생도 중요하게 생각합니다. 대표적으로 농장 일부를 지역 주민에게 양도해 경제적 자립을 돕는 ‘플라즈마 제도’를 2021년부터 운영하며, 주민이 직접 농업 활동에 참여해 안정적인 소득을 얻을 수 있도록 지원하고 있죠. 이 외에도 의료·교육·인프라 등 다양한 분야에서도 지역사회와 함께 성장하고 있습니다.

핵심 경쟁력 ③ 지속가능한 생산방식

최근에는 무분별한 자원 수확이 문제가 되면서 지속가능한 생산 방식이 중요해지고 있는데요. 포스코인터내셔널은 인도네시아 정부가 운영하는 의무 인증 제도 ‘ISPO(Indonesia Sustainable Palm Oil)’와 국제 민간 다자기구 인증 ‘RSPO(Roundtable on Sustainable Palm Oil)’를 모두 취득했습니다. 또한 국내 기업 최초로 산림 파괴, 이탄지 개발, 인권 침해를 금지하는 NDPE 정책(No Deforestation, No Peat, No Exploitation)을 선언했고, 농장 내 생태학적으로 중요한 고보존가치지역을 설정하는 등 국제 사회가 요구하는 지속가능한 운영 체계를 꾸준히 실천하고 있습니다.

우리 삶에 깊숙이 자리 잡은 팜유는 이제 부산물까지 주목받으며 바이오 플라스틱, 고체 바이오연료 등 식품을 넘어 미래 산업의 핵심 자원으로 급부상하고 있습니다. 특히 지속가능한 항공유의 핵심 원료로 떠오르며 글로벌 항공사와 정유사들이 관련 기술 확보에 속도를 내고 있는데요. 포스코인터내셔널은 이러한 흐름에 발맞춰 대형 팜 기업 삼푸르나 아그로社를 인수하고, 인도네시아 현지에 정제 공장을 건설하며 사업을 확장해 나가고 있습니다.

재배를 넘어 정제·활용까지! 상생과 지속가능성을 기반으로 팜유 밸류체인을 구축해 나가고 있는 포스코인터내셔널. 앞으로 더 무궁무진해질 팜유의 쓰임새와 이를 바탕으로 글로벌 시장에서 활약해 나갈 포스코인터내셔널의 행보에 많은 관심과 응원 부탁드립니다!

▼포스코인터내셔널의 ‘글로벌 팜유 밸류체인’ 보러 가기

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

최근 개인정보 유출 사고가 잇따라 발생하면서 디지털 보안의 중요성이 날로 커지고 있죠. 이번 편에서는 포스코그룹의 디지털 보안을 책임지는 포스코DX의 보안기술그룹을 만나봅니다. 포스코그룹의 보안 전문가가 만드는 안전한 디지털 세상, 지금 만나보세요!

안녕하세요. 포스코DX 보안기술그룹의 김진욱 프로입니다. 보안기술그룹은 보안기획섹션, 포항보안섹션, 광양보안섹션으로 구성됩니다. 보안 시스템과 네트워크 시스템, 프로세스 컴퓨터, 데이터센터와 관련된 운영을 하고 있습니다. 그룹사들의 보안SM* 업무도 수행하고 있고요.
*SM(System Management) : 시스템을 운영하고 장애를 예방·대응하는 역할

안녕하세요. 보안기술그룹 최종철 프로입니다. 관제센터에서는 포스코그룹의 취약한 서버들이 노출되어 있지는 않은지 상시 점검하고 있습니다. 동시에 내부로 들어오는 공격에 대해서도 탐지를 하고 있고요. 이메일을 통해서 악성코드가 많이 들어오는데, 일일이 점검하면서 관리하고 있습니다.

안녕하세요. 보안기술그룹 화이트해커 김종완 프로입니다. 화이트 해킹팀은 모의해킹 업무를 주로 합니다. 웹, 인프라, 모바일 앱 대상으로 공격자의 관점으로 취약점을 진단하고 조치합니다.

포스코그룹을 대상으로 하루 평균 약 3천여 건의 해킹 공격이 일어납니다. 지금 이 순간에도요. 분당 2회가량 해킹 시도가 발생하는 것이죠. 이에 포스코그룹은 내부도 안전하지 않다고 보는 ‘제로 트러스트(Zero Trust)’*라는 개념에 따라 대응하고 있습니다. 하지만 모든 시스템을 다 검증해야 해서 많은 비용이 들어갑니다. 최소한 4~5년에 걸쳐서 대규모의 투자가 동반되어야 하고요. 2027년을 목표로 그룹사의 제로 트러스트 보안모델 체계를 확산해나갈 계획입니다.
*제로 트러스트(Zero Trust): ‘아무도 기본적으로 신뢰하지 않는다’는 원칙에 기반한 보안 모델이다. 내부·외부를 구분하지 않고 모든 접근 요청을 검증하며, 최소 권한 부여와 지속적인 모니터링을 통해 위협을 차단한다.

‘정보보호 3요소’라는 게 있습니다. 기밀성, 무결성, 가용성 세 가지인데, 산업 현장은 장애가 발생하더라도 생산 라인이 멈추면 안 되기 때문에 가용성이 특히 중요합니다. 그러다 보니 취약점이 발생해도 쉽게 조치를 취하지 못하는 어려움이 있습니다.

업데이트가 어려운 패치가 오래된 자산들은 보안이 취약할 수밖에 없습니다. 이에 외부로부터 내부로의 침입 경로를 차단하기 위해 망 분리나 차단을 꾸준히 해야 합니다.

2017년 5월 ‘워너크라이(Wanna Cry) 랜섬웨어’가 확산됐던 게 기억에 남습니다. 해외에서부터 확산되기 시작해 전 세계 20만 대 PC가 감염되기까지 2시간이 채 걸리지 않았는데요. 포스코그룹은 이에 선제적으로 대응하기 위해 관련된 악성 정보들을 수집했습니다. 악성 통신을 하는 서버의 IP, 워너크라이 랜섬웨어의 해시코드 등을 미리 수집해서 회사 내부로 침투하지 못하도록 선제적인 방어 조치를 취했습니다.

코딩을 잘하면 도움이 됩니다. 공격이나 유출에 대해서 프로그램을 통해 빠르게 자동화할 수 있어서 코딩을 하면 확실히 도움이 되고요.

시작하는 단계에서는 기본적으로 기술적 보안에 대해서 학습이 필요합니다. 많은 보안 장비들이 네트워크 기반으로 동작하기 때문에 네트워크의 기본적인 개념을 알고 있어야 합니다.

‘2025 Locked Shields’*에서 3일 동안 39개국 18개 팀과 공격과 방어를 하면서 점수를 획득하는 방식으로 훈련을 진행했습니다. 지난해에는 13위를 기록했는데, 올해에는 6위라는 기록을 달성할 수 있었습니다.
*락드 쉴즈(Locked Shields) : 나토 사이버방위센터가 주관하는 세계 최대 규모의 국제 사이버 방어 훈련. 나토 회원국 간 사이버 위기 대응 역량 강화를 목표로 2010년부터 매년 개최하고 있다.

보안기술 업무는 이익을 창출하지는 않지만, 회사에 이득을 줄 수는 있다고 생각합니다. 보안 사고가 발생하면 100억 원가량의 과징금이 부과될 수도 있기 때문에 사고를 미리 사전에 예방하고, 대비해 이에 따른 손실을 막을 수 있습니다. 모든 IT 기술의 근간은 보안으로 부터 시작됩니다. 포스코DX은 보안기술그룹은 앞으로도 흔들림없는 보안 기술로 포스코그룹 DX 전환에 단단한 기반을 만들어 갈 계획입니다.

포스코그룹은 날로 높아지는 보안 위협 속에서도 쉽게 뚫리지 않을 견고한 안전망을 유지하고 있는데요. 포스코그룹의 디지털 보안을 책임지는 포스코DX 보안기술그룹에 많은 관심 부탁드립니다!

▼포스코그룹의 디지털 보안 현황 만나보러 가기

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

튼튼한 뼈대로 건축물을 지탱해주는 철!
그러나 건축사에서 철은 단순히 튼튼한 재료가 아니라 건축의 패러다임을 바꾼 혁신의 원동력이었다고 하는데요.
서울대학교 건축학과 김광현 명예교수와 함께 철과 건축에 대해 자세히 알아보겠습니다.

철은 건축의 발전을 돕는 대표적인 재료입니다. 무게는 가볍지만 강도는 매우 강하죠. 철은 콘크리트나 목재와 비교해 밀도는 낮지만 항복 강도비*는 대단히 높습니다. 그래서 강철을 쓰면 크고 무거운 하중을 지탱할 수 있는데요. 운반이나 설치가 용이해 공사 기간이 짧다는 이점도 있습니다.
*항복 강도비 : 재료가 소성 변형 없이 처리할 수 있는 최대 응력의 비율

그렇다면 철은 건축에 어떤 변화를 일으켰을까요?  2세기 때 지어진 판테온의 돔을 보시죠. 지름이 43.2m인 이 돔은 돌을 차례로 쌓아 만들어졌습니다. 6세기의 아야 소피아 역시 돌로 지어진 돔인데, 지름이 32.7m으로 한 번에 1만 8000명이 들어갈 수 있는 규모였습니다. 그런데 두 건물을 기점으로 대공간이 나타나지 않았다고 해요. 돌로 짓는 조적 구조*에는 한계가 있었던 거죠.

*조적 구조(組積構造) : 벽돌, 석재, 블록 등 개별 단위 재료를 쌓아 올려서 하중을 지지하는 구조 방식.

▲1851년 런던 만국박람회에 건립된 수정궁. ⓒ Dickinsons, Public Domain, Wikimedia Commons

반면, 철로 지은 건물은 훨씬 크고 정교했습니다. 특히 철과 유리의 결합은 대공간을 만드는 새로운 가능성을 열었습니다. 1847년 지어진 영국 큐가든의 팜하우스라는 온실은 주철을 일정한 크기로 커브를 만들고, 판유리를 굽혀 햇빛을 잘 받아들이도록 설계했습니다. 지금까지도 하자가 없고 아름다운 건물로 평가받고 있죠. 1851년 런던 만국박람회를 위해 건립된 수정궁은 길이만 무려 563m*139m에 달하는 거대한 공간이었습니다. 철과 유리로 같은 구조를 반복해 투명하고 경쾌한 공간을 만들었다는 점에서 완성도 높은 건물로 일컬어집니다.

철은 전통적인 미학을 넘어 경제적이고 효율적인 건물을 만드는 데에도 적합했습니다. 근대 발전과 함께 철골 구조의 대공간이 사용된 건물이 바로 공장인데요. 공장은 큰 기계가 움직일 수 있을 만큼 기둥 간격이 넓고 공간이 커야 했습니다. 다른 재료로는 공간의 쓰임새를 만족할 수 없었지만, 철은 이를 가능하게 했다는 점에서 건축사에서 큰 의미를 지닙니다.

▲1889년 파리 만국박람회를 기념한 에펠탑.  ⓒ Getty Images Bank

철골 구조는 당시 높이 기록을 압도적으로 뛰어넘는 고층 건축물을 가능하게 했습니다. 프랑스 파리를 생각하면 자연스럽게 떠오르는 건축물, 에펠탑 역시 철골 구조로 지어졌습니다. 에펠탑은 인체의 뼈대처럼 하중과 바람을 효율적으로 견디도록 설계된 혁신적인 철골 구조물이었죠. 다리를 건축하는 교량 기술자 귀스타브 에펠이 설계한 에펠탑은 1889년, 프랑스 혁명 100주년과 파리 만국박람회를 기념해 세워졌습니다. 높이는 무려 324m에 달하며, 사용된 철골 부재의 무게만 해도 약 7300톤에 이릅니다.

에펠탑은 건축되기 이전부터 논쟁의 중심에 있었습니다. 아름다운 고전 건축물들이 가득한 파리 도심에 300미터가 넘는 거대한 철탑이 들어서면 도시 경관을 훼손할 것이라는 우려의 목소리가 컸기 때문입니다. 그러나 당시 기술로서는 상식을 뒤엎는 구조물이었던 에펠탑은, 프랑스 건축사에서 ‘철의 시대’를 열어준 상징적인 건축물이 되었고 오늘날에는 파리의 대표적인 랜드마크이자 세계적인 명소로 자리잡았습니다.

철은 보다 자유롭고, 옷처럼 부드러운 건축 재료로 바뀌고 있습니다. 철골은 콘크리트보다 구조적 제약이 적어, 내부 기둥이나 벽 없이 넓고 개방적인 공간을 만들 수 있습니다. 이런 구조 덕분에 평면 설계의 자유도가 높아지고, 다양한 용도에 대응할 수 있죠.

1980년대가 지나면서 기술을 표현의 수단으로 삼는 하이테크 건축이 등장하기 시작했는데요. 그 시초는 1969년 렌조 피아노와 리처드 로저스가 설계한 퐁피두 센터입니다.

퐁피두 센터의 가장 큰 특징은 구조물의 바깥에서 내부를 관찰할 수 있다는 점인데요. 이 공간은 내부 공간을 자유롭게 만들기 위해 방화 칸막이 벽 말고는 벽과 내부 기둥을 모두 없앴다고 합니다. 말하자면 구조와 설비를 외부로 드러내 ‘기술을 표현의 수단’으로 삼은 것이죠. 1986년에 노먼 포스터가 설계한 홍콩 상하이 은행은 하이테크 건축의 정점을 보여줍니다. 세계 최초의 오픈플랜 사무실을 설계한 것으로 유명하죠.

철은 주택 건설에도 큰 영향을 미쳤습니다. 근대 이후 주택 건설의 중요한 과제는 ‘차별화된 공간 경험과 삶의 질 향상’이었는데요. 이 과정에서 강철이 모듈러 공법*을 만드는 아이디어 제공에 중요한 단초가 됐습니다. 다양한 요구에 대응하는 주택을 만들려면 자유롭게 활용할 수 있는 철이 필수적인 건축 요소가 되는 것이죠.
*모듈러 공법 : 공장에서 미리 집 구조물을 만들고 현장으로 가져와 조립하는 공법

이에 세계적인 건축가들은 실험주택을 보급하고자 노력했습니다. 건축가 발터 그로피우스는 80㎝의 정사각형 격자 강철 프레임의 시스템을 만들고, 보조합성 강철과 목재까지 포함한 실험주택을 보급하자고 주장했습니다. 세드릭 프라이스의 경우에는 ‘더 스틸 하우스’ 계획을 통해 벽을 움직여 시간과 생활 변화에 대응하는 유연한 주택을 보여줬죠.

강철 건물은 옷처럼 가볍습니다. 또한, 21세기 철은 구조체(몸)뿐만 아니라 외피로도 사용되죠. 1929년 크라이슬러 빌딩은 스테인리스강 크라운을 통해, 기능과 무관하게 외피로서 강철이 사용될 수 있음을 보여줬습니다.

철골·철재·강철은 공간의 가능성과 생산의 가능성을 동시에 제공합니다. 구조적 강점뿐 아니라 외피·미학·촉각적 표현까지 확장하죠. 마지막으로 철은 하이브리드 구조와 산업적 시스템을 통해 주거·도시 환경을 혁신할 수 있는 핵심 재료입니다. ‘새로운 재료가 새로운 건축을 만들다’는 원칙 아래, 철은 여전히 건축의 미래를 이끌 주역으로 평가 받고 있습니다. 앞으로도 철의 가능성에 주목해 주세요!

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최근 미국 텍사스에서 완전자율주행 기능을 탑재한 테슬라의 로보택시가 시범 운행에 들어갔다는 소식이 큰 화제가 됐습니다.
테슬라는 “2026년 하반기까지 수백만 대의 완전자율주행 차량이 미국 전역을 누비게 하겠다”라는 계획을 발표하며,
완전자율주행 시장의 성장을 주도하고 있는데요.
이번 편에서는 완전자율주행 자동차 시장의 현재와 미래를 정리하고,
그 중심에서 포스코그룹의 리튬 사업에도 어떤 영향이 있을지 포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 알아보겠습니다.

자율주행은 자동차를 포함한 운송 수단이 운전자의 개입 없이 스스로 주행하는 기술을 말합니다. 보통 자율주행 기술은 다섯 단계로 구분하는데, 미국 자동차공학회(Society of Automotive Engineers, SAE)가 레벨 1에서 레벨 5까지 정의를 내렸습니다. 우리나라의 국토교통부도 이와 비슷한 정의를 내리고 있고요. 이에 따르면 현재 많은 차량이 레벨 2까지 구현된 상태이며, 일부 차량은 레벨 3까지 업그레이드되어 있다고 합니다.

자율주행 기술의 단계를 쉽게 말하자면, 레벨 1은 핏 오프(Feet Off), 레벨 2는 핸즈 오프(Hands Off), 레벨 3는 아이즈 오프(Eyes Off), 레벨 4는 마인드 오프(Mind Off), 레벨 5는 드라이버 오프(Driver Off)라고 할 수 있는데요.

레벨 4에서는 핸들과 브레이크, 액셀러레이터 등이 있기는 하지만, 운전자가 실제 운전에는 개입하지 않고 유사시에만 잠시 개입합니다. 레벨 5는 궁극적으로 핸들, 브레이크, 액셀러레이터 자체가 없는 진정한 완전자율주행 상태를 의미하고요. 이 단계까지 가게 되면 모빌리티의 개념 자체가 완전히 달라질 테지만, 실제 구현하는 데까지는 시간이 좀 더 걸릴 것으로 예상됩니다.

*Feet Off : 운전자가 발을 페달에서 떼는, 조금 더 발전된 단계
*Hands Off : 운전자가 스티어링 휠에서 손을 떼는 단계
*Eyes Off : 운전자가 도로를 보지 않고 다른 곳을 보는 것이 허용되는 단계
*Mind Off : 운전자가 다른 생각을 하거나 주의를 다른 곳으로 돌리는 것이 허용되는 단계
*Driver Off : 운전자가 없는 완전한 무인 자동차 단계

지난 6월 22일 미국 텍사스 오스틴에서 테슬라 로보택시 서비스가 시작됐습니다. 자율주행 기능이 탑재된 모델 Y 20여 대 이상이 투입된 건데요. 이곳에서 체험할 수 있는 자율주행 기능은 레벨 3에서 레벨 4 수준으로, 기술 초기 단계라 안전요원과 함께 운행하고 있습니다. 내년에는 LA와 샌프란시스코 같은 미국 스무 개 이상의 도시에서 로보택시를 운영할 계획이라고 합니다.

이번 도로주행에 투입된 테슬라 로보택시는 기존 모델 Y 차량에 풀 셀프 드라이빙(Full Self Driving, FSD) 베타 기능을 장착했는데요. 이는 여덟 대의 카메라가 설치돼 주변을 실시간으로 인식하고, FSD 칩이 뇌처럼 판단하면서 실시간 주행을 제어하는 방식입니다. 고성능 FSD 컴퓨터가 탑재되어 있고, 실시간으로 많은 연산이 필요해 전력 소모가 큰 것으로 알려져 있습니다.

테슬라보다 먼저 자율주행 택시 운영을 시작한 곳이 있죠. 바로 미국의 웨이모(Waymo)인데요. 웨이모는 2009년 구글 자율주행 사업부에서 시작해 2016년 분사한 자율주행 전문 기업입니다. 지난해 3월부터 LA에서 최초로 로보택시 서비스를 시작한 뒤, 현재는 미국 내 5개 도시에서 서비스하고 있습니다. 웨이모는 기술 완성도와 안정성에 집중하는 전략을 택하고 있는데요. 라이다, 레이더, 카메라 등 복합 센서를 활용해 도로 상황을 정밀하게 인식합니다.

중국은 미국과 함께 자율주행 기술을 이끄는 나라인데요. 완전자율주행 차량을 활용한 로보택시와 무인 배달 시스템을 적극적으로 추진하고 있습니다. 이미 우한에서는 자율주행 택시가 1000대 이상이라고도 알려져 있고요. 자율주행 사업에 뛰어든 기업은 화웨이, 바이두, 샤오미, 비야디(BYD) 등인데, 비야디(BYD)는 “모든 차종에 딥시크 AI 모델을 탑재할 것”이라며 중국의 AI 기업 딥시크와의 협업 계획을 발표하기도 했습니다.

중국은 전기차나 배터리와 마찬가지로 자율주행도 저렴한 가격을 앞세워서 글로벌 시장을 장악하려는 움직임을 보이고 있는데요. 이와 관련해 글로벌 컨설팅 기업인 맥킨지는 “2030년 중국의 자율주행 서비스 매출은 5000억 달러를 넘어서며 세계 최대 시장이 될 것”이라고 전망했습니다.

반면, 우리나라는 제한적인 시범 운행만 허용하고 있는 단계입니다. 서울 강남에서 카카오T 앱으로 호출 가능한 로보택시가 일부 운영되고 있지만, 조수석에 안전요원이 탑승한 상태로, 밤 11시부터 새벽 5시까지만 제한 운행되고 있죠. 국토교통부는 2027년 완전자율주행차 상용화를 목표로 하는 모빌리티 혁신 로드맵을 제시한 상태입니다.

완전자율주행차 상용화엔 하드웨어도 중요하지만, 무엇보다 이를 잘 제어하고 통제할 수 있는 AI 기술이 핵심인데요. 현재 대부분의 로보택시는 전기차를 기반으로 하고 있습니다. 이 때문에 완전자율주행차는 기존 내연기관 차보다 훨씬 전력 소모가 많을 수밖에 없죠. 운행시간 당 전력 소모를 봤을 때, 레벨 5가 구현되려면 레벨 2의 32배가량의 전력 소모가 필요하다는 연구 결과가 있을 정도입니다.

그런데 배터리를 많이 탑재하면 에너지의 양은 늘어나지만, 그만큼 차량의 무게가 늘어 효율이 떨어집니다. 따라서 앞으로는 배터리의 에너지 밀도가 중요해질 것으로 보이는데요. 이를 위해서는 배터리 소재 혁신을 통한 배터리 셀의 에너지 밀도 개선, 배터리 팩의 구조 개선과 같은 혁신이 필요합니다. 아울러 배터리 매니지먼트 시스템 개선을 통해 에너지를 효율화하는 것도 중요한 과제가 될 것으로 보입니다.

전기차가 혁신하기 위한 가장 좋은 방법은 전기차와 완전자율주행의 접목이라고 할 수 있습니다. 이는 중국 전기차의 판매량에서도 드러나는데요. 뛰어난 자율주행기술을 접목한 화웨이 자동차의 판매량이 지속적으로 증가하면서 중국 내에서 판매 순위를 끌어올리고 있거든요.

전기차 수요가 늘고, 전기차에 탑재되는 배터리 용량이 커지면, 포스코그룹이 집중하고 있는 리튬 사업에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 보입니다.

전기차 시장의 판도가 저가 경쟁에서 성능 중심 경쟁으로 전환된다면, 결국 배터리 용량이 중요해지는데요. 현재 시장의 주목을 받는 나트륨이온배터리는 고성능 전기차에는 부합하지 않습니다. 따라서 삼원계, LFP, LMR 배터리 등의 수요가 장기적으로 볼 때 확대될 것입니다. 에너지 밀도 증가에 용이하고 안전성도 획기적으로 개선할 수 있는 전고체 배터리에 대한 수요도 커질 것이고요. 무엇보다 리튬을 사용하지 않는 배터리는 성능이 떨어져 전기차 배터리로 적합하지 않기 때문에, 전기차 성능이 향상되고 완전자율주행 기능이 접목될수록 리튬의 수요는 더욱 확대될 것입니다.

빠르게 발전하는 기술만큼이나 우리의 일상과 산업에도 큰 변화가 다가오고 있다는 걸 실감하셨을 텐데요. 앞으로 완전자율주행차가 만들어갈 새로운 모빌리티 시대, 그 중심에 있는 배터리와 핵심 소재 산업의 성장에 주목해 주세요!

▼완전자율주행 자동차의 미래 영상으로 만나보기

최근 전기차와 ESS(에너지저장장치) 등 미래 에너지 산업이 빠르게 성장하면서 이차전지소재 산업도 변화의 바람이 불고 있습니다.
기존 소재 조합을 뛰어넘는 새로운 소재들이 속속 등장하면서 현재 상용화된 소재를 대체할 세대교체의 조짐까지 보이는 건데요!
그렇다면 지금 가장 주목받는 이차전지소재에는 어떤 것들이 있을까요?
이번 편에서는 새롭게 떠오르는 이차전지 소재들을 한눈에 정리하고, 그 중심에서 포스코그룹이 어떤 전략을 펼치고 있는지,
포스코경영연구원 박재범 수석연구원과 함께 알아보겠습니다. 지금 바로 만나보시죠!

여러분, 현재 가장 널리 상용화된 이차전지가 무엇인지 아시나요? 바로 ‘리튬이온 배터리’입니다. 지구상에서 가장 가벼운 금속인 리튬을 활용해 만든 리튬이온 배터리는, 가벼운 무게와 높은 에너지 밀도, 그리고 수명이 길다는 강점을 바탕으로 스마트폰, 노트북, 전기차, ESS(에너지저장장치) 등 다양한 분야에서 폭넓게 사용되고 있죠. 그런데 최근에는 이 리튬이온 배터리를 대체할 차세대 신흥 강자로 ‘나트륨이온 배터리’가 새롭게 주목받고 있습니다.

나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리와 작동 원리나 소재 구성 면에서 꽤 비슷합니다. 두 배터리 모두 충전과 방전을 반복하는 이차전지로, 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 네 가지 핵심 소재로 이루어져 있죠. 리튬이온 배터리는 충방전 시 리튬이온이 양극과 음극 사이를 오가며 에너지를 저장하고, 나트륨이온 배터리는 그 역할을 나트륨이온이 대신합니다. 기본적인 원리는 같지만, 이온의 종류와 소재의 차이가 있을 뿐입니다.

그렇다면 나트륨이온 배터리가 최근 들어 주목받고 있는 이유는 무엇일까요? 바로 ‘저온 환경에서의 우수한 성능’ 때문인데요. 리튬이온 배터리 중에서 가장 많이 사용되는 LFP 배터리(리튬인산철 배터리)는 영하 10도만 돼도 성능이 60~70%까지 크게 떨어지는 문제가 있지만, 나트륨이온 배터리는 같은 조건에서도 90% 이상의 성능을 유지할 수 있거든요. 요즘처럼 ‘더 빨리 충전되고, 더 오래 쓸 수 있는 배터리 소재’가 중요한 시대에, 겨울철이나 추운 지역에서도 안정적으로 사용할 수 있다는 점은 나트륨이온 배터리만의 큰 강점이라고 할 수 있습니다.

게다가 나트륨 매장량은 리튬에 비해 압도적으로 많다는 사실! 리튬은 지구상에 한정된 양만 존재하지만, 나트륨은 바닷물과 지각에 아주 풍부하게 분포해 있어요. 리튬의 무려 1000배에 달하는 매장량을 자랑해서 가격이 저렴하죠. 실제로 리튬 가격이 고점을 기록했던 2020~2021년 당시, 리튬보다 훨씬 저렴한 나트륨을 사용하는 나트륨이온 배터리가 큰 주목을 받기도 했답니다. 나트륨이온 배터리는 안정성도 뛰어나서 현재 높은 안정성과 저렴한 가격으로 전기차 시장에서 수요가 많은 LFP 배터리의 강력한 대안으로 떠오르고 있어요.

그런데, 여기서 한 가지 궁금증이 생깁니다. 이렇게 장점이 많은데도 왜 아직 나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리만큼 상용화되지 못한 걸까요?

주기율표를 한번 살펴볼까요? 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K)처럼 같은 세로줄에 있는 원소들을 알칼리 금속으로 분류합니다. 이 원소들은 전기와 열을 잘 전달하는 특성이 있어 이차전지를 만드는 데 활용돼 왔죠. 그중에서도 리튬은 나트륨이나 칼륨보다 전위차*와 전류용량**이 더 뛰어나서 에너지 용량이 높아, 이차전지소재로 가장 적합하다고 여겨져 왔어요. 반면 나트륨이온은 리튬이온에 비해 원자반경이 약 30% 이상 커서 충방전 과정에서 소재의 결정구조에 손상을 줄 수 있다는 단점 때문에 아직 상용화가 더딘 편이죠. 이러한 이유로, 지금까지는 리튬이온 배터리가 가장 ‘널리’ 사용되어 온 것입니다.

*전위차 : 전자가 한 지점에서 다른 지점으로 이동하려는 힘(전압)
**전류용량 : 회로나 장치가 안전하게 흘릴 수 있는 최대 전류의 양(용량)

이처럼 나트륨이온 배터리는 리튬이온 배터리와 비교했을 때 기술적으로나 경제적으로 아직 넘어야 할 벽이 많습니다. 나트륨의 매장량이 리튬보다 더 풍부하다면 가격적인 면에서 훨씬 경쟁력이 있을 거라고 생각하실 텐데요. 실제로는 그렇지 않습니다. 나트륨이온 배터리의 시장 가격은 LFP 배터리보다 무려 14~71%나 더 비싼데요. 이는 배터리의 핵심 소재를 나트륨이온에 맞게 전부 새로 개발해야 하기 때문이라고 해요. 특히 음극재로, 기존의 천연/인조 흑연계보다 3~4배 비싼 하드카본을 써야 하죠. 음극재뿐 아니라 다른 소재들도 추가적인 개발과 그에 따른 비용이 필요합니다. 따라서 나트륨이온 배터리가 리튬이온 배터리의 가격 경쟁력을 따라잡으려면 앞으로 시간이 더 필요할 것으로 보입니다.

그래도 긍정적인 점은, 이론적으로는 나트륨이온 배터리에 들어가는 소재들이 더 저렴하기 때문에, 소재 개발이 활발해지고, 공급망이 잘 갖춰진다면 LFP 배터리보다 더 저렴해질 가능성도 충분히 있다는 건데요. 그렇게 된다면 저가형 전기차나 전기 오토바이·자전거, 그리고 가격에 민감한 ESS 시장에서도 나트륨이온 배터리가 널리 쓰이는 날이 머지않아 올 수 있을 것으로 기대합니다!

단, 관건은 ‘수명’입니다. 만약 나트륨이온 배터리의 수명이 LFP 배터리보다 짧다면, 교체 주기가 빨라져서 아무리 초기 설치 비용이 저렴해도 잦은 교체로 인해 장기적으로는 더 큰 비용이 들 수밖에 없을 테죠. 나트륨이온 배터리의 수명은 사용되는 양극재에 따라 달라지기 때문에, 현재도 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 앞으로 나트륨이온 배터리가 어떤 경쟁력을 갖춰서  리튬이온 배터리를 위협하게 될지, 기대해 봐도 좋을 것 같습니다!

LFP 외에도 NCM, NCMA, NCA… 혹시 이런 용어 들어본 적 있으신가요? 금속의 조합에 따라 다양하게 분류되는 양극재의 명칭인데요. 이처럼 시장에서는 계속해서 다양한 종류의 양극재를 개발하기 위한 연구가 활발하게 이뤄지고 있어요. 대표적으로 인산철계(2원계) 배터리인 LFP와 세 가지 금속 원소(니켈·코발트·망간 또는 알루미늄)를 조합해 만든 삼원계 배터리(NCM, NCMA, NCA)가 현재 시장에서 가장 많이 쓰이고 있죠.

LFP 배터리는 가격 경쟁력과 안정성 면에서 뛰어납니다. 하지만 니켈이나 코발트를 쓰지 않다 보니, 에너지 밀도 면에서는 다소 아쉽죠. 삼원계 배터리는 LFP에 비해 에너지 밀도가 높아 고성능 전기차에 주로 사용되고 있는데요. 가격이 비싸고, 코발트 공급이 불안정하다는 점이 단점입니다. 이 두 가지 양극재의 장단점을 절묘하게 보완한 차세대 소재가 바로 LMR(리튬망간리치) 양극재입니다.

LMR은 기존 삼원계 배터리보다 니켈 함량을 대폭 줄이고, 비교적 저렴한 망간의 비율을 높인 소재입니다. 가격은 LFP 배터리와 비슷하지만, 전통적인 삼원계 양극재보다는 훨씬 저렴하죠. 에너지 밀도는 LFP보다 높고, 삼원계보다는 약간 낮아서 두 소재의 중간쯤에 위치한다고 볼 수 있습니다. LFP에 비해 주행거리를 크게 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 안정성이나 수명 면에서도 니켈 함량이 50~60%인 NCM(미드니켈) 양극재와 비교해도 뒤지지 않으니, 시장의 주목을 받는 것도 당연하겠죠!

▲포스코퓨처엠이 세종 기술연구소 파일럿 플랜트에서 LMR 양극재 제품 생산을 테스트하고 있다.

이런 흐름을 타고, 최근 글로벌 완성차 업체들이 잇달아 LMR 배터리를 장착한 전기차 출시 계획을 밝히며, 차세대 배터리 소재 경쟁에 합류하고 있는데요. 지난 5월 13일, GM 社는 2028년부터 LMR 배터리를 채택한 전기차를 출시하겠다고 밝혔고, 포드(Ford) 社 역시 2030년 이전까지 LMR 배터리를 상용화할 계획이며, 2세대 LMR 배터리도 파일럿 생산 중이라고 공식 발표한 바 있습니다. [관련기사 보기]

국내에서는 포스코퓨처엠이 LMR 양극재의 개발 및 상용화를 담당하고 있어요. 포스코퓨처엠은 포스코홀딩스 산하 미래기술연구원과 협업해 LMR 양극재의 에너지밀도와 충·방전 성능, 안정성 등을 꾸준히 개선해 온 결과, 지난해 파일럿 생산에 성공했고, 올해 안에 양산 기술을 확보해 대규모 계약 수주를 적극 추진할 계획이라고요. 향후 인증 절차를 거쳐 전기차에 실제로 탑재하는 시점은 2027~2028년쯤으로 예상한다고 합니다. 앞으로의 행보가 무척 기대됩니다!

나트륨이온 배터리, LMR 양극재 외에도 최근 핫한 배터리 소재가 또 하나 있습니다. 바로 ‘전고체 배터리’인데요. 전고체 배터리는 기존 배터리에 사용되던 액체 전해질을 고체로 대체한 차세대 배터리입니다. 기존 양·음극재의 한계를 개선할 수 있어, 에너지 밀도를 크게 높일 수 있죠. 그뿐만 아니라 외부 충격으로 인한 누액이나 폭발 위험이 적어 안전성 면에서도 주목받고 있어요. 꿈의 배터리라는 별명이 괜히 붙은 게 아니죠!

다만, 아직은 LFP 배터리보다 가격이 많이 비싸고, 기술적으로도 해결해야 할 과제들이 많아 상용화까지는 시간이 더 필요할 것으로 예상되는데요. 하지만 향후 초기 상용화 단계가 안정되고, 대량 생산으로 규모의 경제가 이루어진다면 가격도 점차 개선될 것으로 기대됩니다.

(자료 : 포스코퓨처엠, 포스코경영연구원)

포스코그룹은 이런 흐름에 발맞춰 전고체 배터리 개발에 힘을 쏟고 있는데요. 전고체 배터리에 들어가는 고체 전해질은 현재 포스코JK솔리드솔루션에서 생산 중이며, 황화물계 고체 전해질 생산에 필요한 황화리튬은 포스코홀딩스 산하 미래기술연구원에서 개발을 추진하고 있어요. 또한, 전고체 배터리의 음극 후보 물질 중 하나인 리튬메탈에 대한 연구도 미래기술연구원에서 활발히 진행 중입니다.

지금까지 새롭게 주목받는 이차전지소재 신흥 강자들을 소개해 드렸는데요. 각 소재의 존재감과 특성을 이해하는 데 도움이 되셨기를 바랍니다!

전 세계가 더 완벽한 이차전지를 만들기 위해 차세대 배터리 소재 기술 개발에 앞다퉈 뛰어들고 있는 요즘. 상용화를 위해 해결해야 할 도전 과제들도 아직 많이 남아 있는데요. 포스코그룹 역시 더 멀리 가고, 더 저렴하며, 더 안전한 이차전지소재를 만들기 위해 연구개발과 안정화에 지속적으로 힘쓸 예정입니다. 이차전지소재의 ‘탑 티어’를 목표로 성장해 나갈 포스코그룹의 여정을 앞으로도 쭉 지켜봐 주세요!

▼이차전지소재 총정리 모음.zip 영상으로 만나보기 

여러분의 소중한 시간을 절약해 드립니다. 긴 유튜브 영상을 단 3분 만에 만나볼 수 있는 3분 순삭 유튜브!
이번 편에서는 현대 군사기술에서 필수적인 전략 자원으로 꼽히는 리튬에 대해 알아보겠습니다.
리튬은 가벼우면서도 높은 에너지 밀도를 가진 금속으로,
배터리 기술을 포함한 다양한 군사적 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있는데요.
리튬 자원이 군사 장비에 가져온 엄청난 변화를 지금부터 살펴보시죠!

현대 무기 체계는 희토류·티타늄·리튬 같은 고부가 광물에 절대적으로 의존하고 있습니다. 무기 자체보다 무기를 만드는 재료가 중요해진 것인데요. 그중 ‘21세기 석유’로 불리는 리튬은 현대 군사력의 핵심 요소로 꼽힙니다. 리튬의 특성을 통해 그 이유를 알아봅시다.

리튬은 가볍습니다. 세계에서 가장 가벼운 금속이죠. 따라서 리튬으로 군사장비를 만들면 무기 체계, 장갑차, 드론, 전투기 등에서 기동성을 향상할 수 있습니다.

리튬은 또 다른 특징은 에너지 밀도가 높다는 점인데요. 리튬이온배터리는 전통적인 납축전지보다 에너지 저장 용량이 무려 3~5배는 많아, 군사장비의 작동 시간을 획기적으로 연장할 수 있습니다. 그뿐만 아니라 충전 속도도 개선할 수 있어 효율적 전력 공급이 가능하고요.

또, 리튬은 수명이 길어 군사작전 시 유지 보수가 용이합니다. 자주 충전하지 않아도 장시간 사용이 가능해, 전투 지속 능력을 향상할 수 있습니다.

마지막으로 리튬은 안정성을 갖고 있습니다. 군용 장비는 극저온과 고온 등 다양한 환경에서 운용되는데, 리튬 기반 배터리는 이러한 극한 환경에서도 안정적인 성능을 발휘할 수 있는 것이죠.

그렇다면 리튬은 실제 군사 분야에서 어떻게 활용될까요? 첫 번째, 군용 배터리 및 전력 시스템입니다. 군대가 전기 기반 장비에 더욱 의존하면서 리튬이온배터리는 군사 작전에 필수 요소가 됐습니다. 리튬이온배터리가 기존 배터리보다 가볍고 충전 효율이 높으면서도 휴대성이 뛰어난 전력 공급 체계를 구축한 것입니다.

다음은 차세대 로봇 병기입니다. 엔진이 장착된 로봇 병기 대신, 리튬이온배터리로 로봇 병기를 가볍게 만들고 전원을 안정적으로 공급하는 것이죠. 실제 미군의 경우, 군인들이 착용할 수 있는 리튬이온배터리 전력 시스템을 도입해 전투 지속력을 강화하고 있습니다.

세 번째는 군용 차량의 스텔스성*입니다. 엔진이 장착된 모든 장비는 소리가 크게 나는 반면, 리튬이온배터리가 장착된 군용 차량은 전장에서 정숙성을 유지해 스텔스성 향상에 기여할 수 있습니다. 또, 리튬이온배터리는 열 발생을 최소화해 야간 탐지에서도 피탐 능력을 향상시킵니다.

*스텔스성 : 적군의 다양한 탐지수단에 들키지 않는 군사 기술

리튬은 드론과 무인 항공기에 혁신을 가져올 수 있습니다. 리튬이온배터리가 장착된 무인기는 장시간 비행을 할 수 있고, 전장 감시와 정찰 능력을 극대화할 수 있거든요.

이뿐만 아니라 잠수함과 전기 추진 시스템에도 리튬은 혁신을 가져왔는데요. 기존 납축전지보다 경량화되고 충전 속도가 빠르며 잠항 시간을 크게 늘릴 수 있죠. 실제 일본 해상 자위대는 소류급 잠수함에 세계 최초로 리튬이온배터리를 도입해 장시간 잠항이 가능하도록 개선했고, 독일의 212A급 잠수함도 연료전지-리튬 배터리 하이브리드 시스템을 활용하고 있습니다. 우리 해군도 차기 3000톤 급 이상 잠수함에 리튬이온배터리 탑재 계획을 가지고 있는 것으로 알려졌습니다.

극초음속 무기와 첨단 미사일 시스템에서도 리튬은 굉장히 중요합니다. 리튬이온배터리는 유도 미사일, 극초음속 무기, 레이저 무기 등의 전력 공급 장치로 사용될 수 있습니다. 또, 레이저 무기와 레일건과 같은 차세대 무기의 고출력 전력 공급원으로도 연구 중에 있고요.

군사 분야에서 그야말로 ‘만능템’인 리튬은 전략적 광물로 분류돼 국가 간 공급망 경쟁이 치열한데요. 현재 전 세계 리튬 생산은 호주, 칠레, 아르헨티나, 중국 등 일부 국가에 집중돼 있습니다.

특히 중국은 리튬 가공과 배터리 생산에서 절대적인 우위를 차지하고 있습니다. 전 세계 공급량의 70%에 달할 정도로요. 문제는 중국이 서방 국가와의 군사 경쟁에서 리튬을 무기화할 가능성이 있다는 점입니다. 이런 이유로 최근 미국은 우크라이나와 광물 협정을 맺으려고 하고 있는데요. 우크라이나의 리튬 매장량은 약 50만 톤으로 유럽 최대를 자랑하죠.

미국, EU, 그리고 우리나라는 리튬 공급망을 확보하고자 자원 외교를 강화하고 있습니다. 우리나라 역시 공급망 안정화와 기술 고도화에 전력을 다하고 있죠. 포스코홀딩스는 북미 리튬 공급망 구축을 위해 국내 기업 최초로 북미 현지에서 *‘리튬직접추출(DLE, Direct Lithium Extraction) 기술’ 실증 사업에 나서고 있습니다.

*[관련기사] 포스코홀딩스, 美 현지서 리튬직접추출(DLE) 실증 추진… 북미 리튬 공급망 구축 속도 낸다

이를 통해 알 수 있는 건, 리튬이 현대 군사력의 핵심 요소라는 점입니다. 앞으로도 전투 지속력과 첨단 무기 개발에 중요한 역할을 하게 될 거고요. 그만큼 리튬이 우리에게 필수적이고 전략적인 자원으로 다가왔다는 것, 이제 잘 아시겠죠?

▼리튬의 군사적 활용 분야를 영상으로 만나보기

전 세계적으로 전고체 전지 기술 개발 경쟁이 뜨거운 만큼 포스코그룹도 전고체 전지의 원료와 핵심 소재를 활발하게 연구 개발해 오고 있는데요. 실제 연구가 이루어지는 곳이 바로 포항 포스코홀딩스 미래기술연구원입니다. 그래서! 최현정 아나운서가 직접 포항으로 찾아가 전고체 전지 전문가인 권오민 수석연구원을 만나 뵙고 알면 알수록 흥미로운 전고체 전지 이야기를 나눴는데요. 포스코그룹이 준비하는 전고체 전지 핵심 소재 사업이 궁금하셨던 분들은 주목해 주세요~ 지금 바로 시작합니다!

현재 전기차에 가장 많이 사용되는 이차전지 종류가 무엇인지 아시나요? 바로 리튬이온 전지입니다. 리튬이온 전지를 이루는 구성요소 중 양극과 음극 사이로 리튬 이온이 원활하게 이동할 수 있도록 돕는 전해질은 액체로 이루어져 있는데요. 액체 전해질은 가연성 유기용매를 포함하고 있어 고온 환경이나 외부 충격 상황에서 화재나 폭발 위험이 크다는 문제가 있습니다.

이때, 분리막은 양극과 음극의 직접적인 접촉을 막는 방패막이 역할을 하는데, 리튬이온 전지 분리막의 경우 우리가 흔히 아는 비닐봉지의 주성분인 폴리머(Polymer)로 이루어져 있죠. 실제 비닐봉지에 열을 가하면 수축하면서 소멸하듯, 리튬이온 전지의 분리막 또한 열을 받으면 손상되고, 그렇게 되면 양극과 음극의 단락*이 발생하게 됩니다.

*단락 : 전기 회로의 두 점 사이의 절연이 잘되지 않아 두 점 사이가 접속되는 현상

전고체 전지는 기존 리튬이온 전지에서 사용하는 액체 전해질을 고체 전해질로 대체한 타입의 전지입니다. 강성이 낮은 폴리머(Polymer) 성질의 리튬이온 전지의 분리막과는 달리 분리막이 세라믹(Ceramics)으로 이루어져 있어 강성이 높죠. 그뿐만 아니라 휘발성이 없고 발화점이 높으므로 열을 받더라도 형상을 잘 유지해 화재로부터 안전합니다.

안전성이 향상되면 배터리에 들어가는 외장 케이스나 냉각장치 등의 열 관리 시스템을 단순화할 수 있어 배터리 팩(Pack) 단위에서 보다 향상된 에너지 밀도를 구현할 수 있는데요. 에너지 밀도가 향상되면 전기차 한 번 충전 시 주행가능 거리를 크게 늘릴 수 있습니다. 또한 리튬이온 전지에서는 위험성이 높아 사용할 수 없었던 리튬메탈 음극, 실리콘 음극, 실버/카본 나노 복합 음극체 등의 소재를 적용할 가능성도 높아져 기존 흑연 음극재 대비 에너지 밀도가 10배 가까이 늘어날 것으로 기대합니다. 내연기관 차에서 전기차로의 완전한 전환에 대응할 차세대 배터리로 전고체 전지가 떠오르는 이유, 이제 잘 아시겠죠?

설명만으로는 이해하기 어려운 분들을 위해 권오민 수석연구원이 직접 포스코그룹에서 생산하는 전고체 전지 샘플을 가져와 성능 테스트를 진행했는데요. 결과를 만나 보기 전에! 먼저 포스코그룹의 전고체 전지 스펙을 하나하나 자세히 뜯어 볼까요?

언뜻 보기에 얇은 종이 조각처럼 보이는 전지에 양극과 음극을 연결해 불이 들어오게 한 다음, 가위로 전지 면을 절단해 봤는데요. 과연 잘라도 불은 그대로 들어올까요?

전지를 반으로 잘라도 불빛이 꺼지지 않는 마법~ 이 놀라운 비결은 바로 전고체 전지를 이루고 있는 고체 전해질이 그 자체로도 분리막 역할을 하므로 강성이 높아 외부 충격 요인에도 멀쩡한 상태를 유지할 수 있기 때문인데요. 만약 전지 내부가 액체 전해질로 채워져 있었다면, 분리막이 손상돼 전해질이 누액·산화되고, 결국 전지는 구동되지 않아 제 역할을 하지 못했겠죠! 전고체 전지, 차세대 배터리 대표주자로 인정합니다!

그렇다면 이런 전고체 전지의 핵심 소재인 고체 전해질의 종류에는 어떤 게 있을까요? 전고체 전지에 쓰이는 고체 전해질은 황화물계, 고분자계, 산화물계 세 가지로 나뉘는데요. 이중 황화물계 고체 전해질은 상대적으로 부드러운 성질로, 전극과 전해질 간의 계면을 넓게 형성해 리튬 이온 전도도가 높아 전기차용으로 상용화 가능성이 가장 높습니다. 그러므로 전 세계 많은 기업이 가장 눈여겨보는 소재죠.

고체 전해질을 만들려면 황화리튬, 오황화인, 염화리튬 세 가지 핵심 원료가 필요합니다. 이 세 가지 원료를 균일하게 혼합한 다음, 열처리를 통해 아지로다이트(Argyrodite, 은, 게르마늄, 황이 결합된 희귀 광물)를 합성하는데요. 이때 중요한 건 고체 전해질의 입자 크기를 적절하게 형성해야 한다는 겁니다. 분쇄*와 해쇄** 공정을 거쳐 입자 크기를 조절하면 고체 전해질이 완성됩니다.

*분쇄 : 단단한 물체를 가루처럼 잘게 부스러뜨림

**해쇄 : 뭉쳐진 입자들을 원래의 입자들로 분리해 주는 작업

포스코그룹도 전고체 전지 시장을 선점하고자 황화물계 고체 전해질 사업에 집중하고 있다는 사실 아셨나요? 먼저 포스코홀딩스는 고이온 전도 소재나 수분 안정형 고체 전해질의 조성 기술 개발에 한창입니다. 시제품 내부 테스트 결과, 리튬이온 전지와 동등한 수준의 전지 성능을 구현할 수 있다는 걸 확인했다고 해요.

2022년 2월에는 디스플레이 소재·부품 전문 기업인 ㈜정관에 지분 40%를 투자해 포스코JK솔리드솔루션을 합작 설립하고, 연간 24톤의 황화물계 고체 전해질을 양산할 수 있는 규모의 생산 공장을 준공했는데요. 최근에는 신규 공정 기술을 적용하는 데 성공해 생산량을 7200톤으로 늘리고자 단계적인 규모 확장을 준비하고 있으며, 다양한 고객사를 대상으로 전고체 전지 제품 테스트를 진행하고 있다고요!

포스코그룹은 국내에서 유일하게 염수리튬, 광석리튬, 수산화리튬, 탄산리튬을 생산하고 있는 기업입니다. 그 외에도 고부가 리튬 화합물에 대한 연구 개발도 활발하게 진행 중인데요. 고체 전해질을 생산하려면 필수적으로 황화리튬, 염화리튬 등의 리튬 화합물 확보가 필요한 만큼, 리튬 생산 인프라를 보유한 포스코그룹이 황화물계 고체 전해질 사업 분야에서 상당한 경쟁력을 갖췄다고 할 수 있겠네요!

▼포스코그룹의 전고체 전지 성능 풀 영상으로 확인하기