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'탄소중립 시대'…포스코, 수소환원제철 등 그린 철강 주도

기사입력 : 2023년06월30일 09:01

최종수정 : 2023년06월30일 09:01

파이넥스 유동환원로 기술 기반 HyREX 개발 중
2030년까지 HyREX 기술 검증, 기술 리더십 강화
2050년 탄소 중립 앞둔 브릿지 기술 개발도 총력

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 탄소중립의 시대, 철강산업은 수십 년 간 지속해 온 제철공법을 설비부터 기술, 원료에 이르기까지 저탄소 체제로 대전환해야 하는 과제를 안는다. 포스코는 수소환원제철과 브릿지 기술을 개발하면서 시대적 과제 해결에 나서고 있다.

철강제품 생산시 이산화탄소가 배출되는 이유는 철광석을 철로 환원시킬 때 석탄, 천연가스 등 화석 연료가 쓰이기 때문인데 이를 차단하기 위해서는 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 환원제가 필요하다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 =김학동 포스코 부회장이 제2회 수소환원제철 국제포럼(HyIS Forum 2022) 개막식에서 인사말을 하고 있다.[사진=포스] 2023.06.30 dedanhi@newspim.com

글로벌 철강사들은 이 때문에 수소를 환원제로 사용하는 수소환원제철 기술을 개발하고 있는데 포스코도 파이넥스(FINEX) 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석과 수소를 사용하여 쇳물을 제조하는 수소환원제철 기술인 HyREX를 개발 중이다.

HyREX는 포스코가 보유하고 있는 파이넥스 유동환원로 기술을 기반으로 가루 상태의 철광석과 수소를 사용해 쇳물을 제조하는 수소환원제철 기술이다.

그러나 아직 전 세계적으로 100% 수소만을 사용하는 환원로가 상용화되지 않았다. 현재 기술로는 석탄 또는 천연가스를 사용하는 과정에서 발생하는 수소를 일부 활용해 직접환원철(DRI)를 생산하는 것이 가능한데 포스코의 FINEX 기술도 석탄을 사용하는 과정에서 발생하는 수소가 철광석의 환원에 약 25% 사용되고 있다.

포스코는 FINEX에 적용된 유동환원로 기술을 기반으로, 수소를 100% 사용하는 HyREX 기술 개발을 정부를 포함한 국내 철강사들과 함께 추진 준비 중이다.

포스코는 지난해 10월 세계 최초의 수소환원제철 국제포럼인 HyIS 2021을 개최했으며, 이 자리에서 HyREX 기술을 글로벌 철강사들에 처음으로 선보였다. HyREX에 적용되는 유동환원로는 해외 철강사들의 샤프트환원로 방식과는 철광석의 종류부터 수소와의 접촉방식까지 완전히 차별화된 수소환원제철기술이다.

포스코는 2030년까지 HyREX 기술을 검증함으로써 탄소중립으로 전환되는 미래 글로벌 철강 기술 리더십을 강화하고 그린철강 시대를 주도해나갈 계획이다.

포스코는 향후 FINEX 유동환원로 기술을 기반으로 한 수소환원제철 기술인 HyREX 기술의 상업화 가능성을 확인할 예정이다. 이는 기존 FINEX 유동환원로의 일산화탄소(CO)에 수소가 일부 혼합되어 있는 방식을 100% 수소로 전환하기 위해, 유동 환원 조업이 기존 FINEX와 어떻게 다른지 기술적으로 확인하는 것을 의미한다.

포스코는 FINEX 공정 개발과정 중 확보한 기술과 경험을 활용해 2050년까지 포항·광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 '2050 탄소중립'을 달성할 계획이다.

[서울=뉴스핌] 채송무 기자 = 스웨덴 스톡홀름 포토그라피스카(Fotografiska)에서 개최된 제2회 수소환원제철 국제포럼(HyIS Forum 2022)에 참석한 주요인사들이 기념촬영을 하고 있다. 왼쪽부터 민동준 연세대 교수, 고준형 포스코경영연구원장, 주세돈 포스코 기술연구원장, 마티아스 프루메리에 스웨덴 환경부 총리, 조아킹 누네스 디 알메이다 EU 집행위원회 디렉터, 마틴 린드크비스트 SSAB 회장, 로드 아데어 터너 ETC 의장, 김학동 포스코 부회장, 하태역 주스웨덴 대사, 에드윈 바쏜 세계철강협회 사무총장, 하대룡 포스코유럽 법인장 [사진=포스코]2023.06.30 dedanhi@newspim.com

다만 이 과정에서 기존 공정을 대체해 설비를 전환하고 유동환원로, 전기로 등 수소환원제철 신규 설비를 건설하는 데에는 시간이 소요된다. 또 대량의 그린수소가 경제적으로 공급될 인프라도 확보되어야 한다. 이 때문에 기존 고로, 전로 등 설비를 활용해 저탄소 철강제품을 생산하는 공정 기술인 '브릿지 기술'이 주목받고 있다.

브릿지 기술은 기존 고로를 활용한 방법으로는 소결광을 대체해 철광석을 파쇄·선별한 후 일정한 크기의 구형으로 가공한 원료인 펠렛을 고로에 투입, 이미 환원 처리된 원료인 HBI를 고로에 투입, 석탄 대신 저탄소 연료인 천연가스를 환원제로 사용하는 방법 등이 꼽힌다.

전로를 이용하는 방법의 핵심은 용선의 양을 줄이는 것인데 이는 고로 용선과 전기로 용강을 혼합해 전로의 용선 사용량을 줄이는 전기로 합탕 기술과 전로 상하부에서 산소를 불어넣어 출가 열원을 확보하는 상저취전로 기술이 꼽힌다.

포스코는 가루 상태의 철광석과 석탄을 사용하여 쇳물을 생산하는 파이넥스(FINEX) 공법을 개발했는데 현재 파이넥스 유동환원로에는 철광석 환원에 수소가 약 25% 사용되고 있다. 포스코는 유동환원로에 수소를 추가 공급하여 수소환원을 증대시키는 기술을 연구개발 중이다.

한편, 포스코는 파이넥스 설비에서 포집된 이산화탄소를 재활용하거나 저장하는 CCUS 방안을 검토 중이다. CCUS는 산업시설로부터 이산화탄소를 포집한 후 90% 이상의 고농도로 압축해 화학 전환 또는 광물탄산화 등의 방법으로 재활용하거나, 육상 또는 해양의 지하저장소에 안전하게 저장하는 일련의 과정 또는 기술이다. 

dedanhi@newspim.com

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SPC "8시간 넘는 야간근무 없앤다" [서울=뉴스핌] 최원진 기자= SPC그룹이 27일 대표이사 협의체인 'SPC 커미티'를 열고 장시간 야간 근로를 폐지하고, 앞으로 생산직의 야근 시간을 8시간 이내로 제한하기로 했다고 밝혔다. SPC그룹은 야간 생산이 불가피한 일부 필수 품목을 제외하고, 가능하면 야간 가동 자체를 줄여나가겠다는 방침이다. 그룹 관계자는 "8시간 초과 야근 폐지를 위해 △인력 확충 △생산 품목 및 생산량 조정 △라인 재편 등 전반적 생산 구조를 완전히 바꿀 계획이다. 각 (계열)사별 실행 방안을 마련해 10월1일부터 전면 시행한다"고 설명했다. 이재명 대통령이 지난 25일 경기 시흥시 SPC 삼립 시흥 공장에서 열린 산업재해 근절 현장 노사간담회에서 발언을 하는 모습. [사진=대통령실]  주간 근무 시간 역시 단계적으로 단축해 장시간 노동에 따른 피로 누적과 사고 위험을 사전에 차단한다는 계획이다. 또한 이번 근무체계 전환이 현장에서 안정적으로 정착될 수 있도록 노조와 협의를 병행하고, 내부 교육 및 매뉴얼 정비 작업도 함께 추진할 예정이다. SPC는 "생산 현장의 장시간 야간 근로에 대한 지적과 우려를 무겁게 받아들여 근무 형태를 비롯한 생산 시스템 전반에 대한 개혁을 추진하기로 했다"며 "앞으로 근로자 안전이 최우선시되는 일터를 만들 수 있도록 적극 개선하고 투자하겠다"고 밝혔다. 이번 결정은 지난 25일 이재명 대통령이 SPC삼립 시화공장을 직접 찾아 현장 간담회를 주재하며 야간 노동과 과도한 업무 강도를 지적한 데 따른 것이다.  이 대통령은 지난 5월 SPC 시화공장에서 발생한 여성 노동자 사망 사고와 관련해 "수십 년이 흘렀지만 여전히 현장에서 노동자가 죽고 있다"며 "같은 방식의 사고가 반복되는 건 심각한 문제"라고 강하게 비판했다. 이어 "돈과 비용 때문에 안전과 생명을 희생하는 구조라면 반드시 바뀌어야 한다"며 "이번을 계기로 산재 사망률을 줄이기 위한 현실적이고 구체적인 대책이 마련되길 바란다"고 강조했다. 이날 간담회에는 김영훈 고용노동부 장관, 김용범 정책실장, 문진영 사회수석 등 청와대 주요 인사들이 배석했으며, SPC 측에선 허영인 회장과 김범수 SPC삼립 대표, 김지형 컴플라이언스위원장, 김희성 안전보건총괄책임자, 김인혁 노조위원장 등이 참석했다. CJ푸드빌, 크라운제과 등 타 식품업체의 현장 책임자들도 함께 자리를 했다. wonjc6@newspim.com 2025-07-27 13:22
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