[경향신문]
포스코가 수소환원제철 구현을 향한 광폭 행진이 계속되고 있다.

포스코는 지난 8일부터 11일까지 킨텍스에서 개최된 ‘수소모빌리티+쇼’에서 제철용 석탄 대신 수소를 사용하는 공법인 수소환원제철의 사업 전략을 공개했다. 포스코그룹 최정우 회장은 “철강은 금속 소재 중 단위당 CO2배출량이 가장 적음에도 불구하고, 생산량이 압도적으로 많아 연간 총 CO2 배출량이 많을 수밖에 없는 기간산업” 이라며 “국가의 탄소중립을 위해서는 포스코가 선도적 역할을 해야 하고 이를 위해 우리는 CO2를 배출하지 않는 수소환원제철을 상용화해 철강 제조 공정을 근본적으로 혁신할 계획이다”라고 말했다. 포스코는 이 수소환원제철 공법(HyREX)을 지속 연구해 2050년까지 500만t 생산체제를 갖춘 수소환원제철소를 구현할 예정이다. 포스코는 향후 10~20년 내에 HyREX 시험 플랜트 설치 및 테스트를 완료하고 기존 고로 설비를 HyREX 설비로 단계적으로 전환하여 2050까지 상용 가동을 완료한다는 목표를 갖고 있다. 계획대로 2050년 수소환원제철공법이 성공적으로 안착하면 포스코는 사업장 내 실질적인 탄소배출량을 제로화할 수 있다. 그만이 아니다. 포스코 자체 수요인 연간 375t의 수소를 충당하고 100만t 이상의 수소가 남는다. 이는 포스코가 우리나라 최대의 수소 공급처이자 수용처가 되는 것을 의미한다.

수소환원제철 기술이 상용화되면 제철소에서 용광로가 사라진다. 석탄과 철광석을 한 데 담아 녹여서 환원 반응을 일으킬 필요가 없어지기 때문이다. 석탄을 용광로에 넣기 적절한 연료 형태로 가공하는 소결공장, 코크스공장 역시 사라지게 된다. 전로도 사라진다. 전로는 현재 용광로에서 생산한 쇳물(용선)에서 불순물을 걸러내는 역할을 한다.

사라진 설비들의 자리를 채우는 것은 ‘유동환원로’와 ‘전기로’다. 철광석을 유동환원로에 넣고 수소를 주입하면 수소가 철광석에서 산소를 분리시켜 순수한 철(Fe)인 ‘직접환원철(DRI, Direct Reduced Iron)’을 뽑아낼 수 있다. DRI는 고로에서 나오는 쇳물과 달리 고체 상태다. DRI가 수분과 반응하여 산화하기 쉬운 형태를 띠고 있기 때문에 이를 운반하기 쉬운 형태로 한번 더 가공하는데 이것을 HBI(Hot Briquetted Iron)라고 부른다. 이를 전로가 아닌 전기로에 투입하는 것이다. 전기로가 고철을 녹여 쇳물을 생산하는 것을 연상해보면 이해가 쉽다. 전기로 가동 역시 석탄이 아닌 재생에너지를 통해 이뤄진다. 즉, 전 공정이 ‘CO2 제로’다.

이렇듯 수소환원제철은 기존 일관제철소의 제선, 제강 기술을 뒤엎는 완전히 새로운 공법이기 때문에 상당한 기간의 연구개발이 필요할 것으로 보인다. 포스코는 현재 수소환원제철 기술과 근접한 기술인 파이넥스(FINEX)를 보유하고 있다.

파이넥스는 포스코가 지난 2007년 상용화한 독자적인 제선기술로 기존 고로에 필요한 소결 및 코크스 공정을 생략할 수 있는 혁신적인 공법이다. 결정적으로 수소를 25% 가량 사용하고 수소환원제철처럼 고로 대신 유동환원로를 통해 쇳물을 생산하기 때문에 포스코가 개발 중인 수소환원제철 모델에 근접해 있다.

한편 포스코는 오는 10월 세계 최초로 전 세계 철강사가 참여하는 ‘HyIS포럼 2021(Hydrogen Iron & Steel Making Forum) 2021’를 개최할 예정이다. 이 포럼에서는 유럽, 일본, 중국 등 각국의 탄소중립 정책과 각 철강사의 수소환원제철 개발 동향을 발표하고 공동 기술개발을 추진하는 논의의 장이 마련될 예정이다.

지난 8일부터 11일까지 킨텍스에서 열린 ‘2021 수소모빌리티+쇼’ 포스코 그룹 부스 전경<포스코 제공>

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‘2021 수소모빌리티+쇼’에 전시된 포스코 수소환원제철소 모형.<포스코 제공>

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김경은 기자 jjj@kyunghyang.com

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