2020년 10월 일본은 오는 2050년까지 온실가스 배출을 제로로 하는 탄소중립 목표를 발표하였다. 이에 따라 일본은 탄소중립 목표달성을 위해 예산, 금융, 세제, 규제개혁 등과 같은 다양한 정책을 수립하고 추진 중에 있다.
일본 정부가 추진하고 있는 여러 정책들 중에서 가장 핵심적인 부분은 ‘에너지 및 산업부문의 구조개혁과 혁신’이다. ‘그린이노베이션(Green Innovation)’이라는 이름으로 ‘신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)’에서 향후 10년간 2조엔(약 20조원) 규모의 기금을 조성하여 민관협력을 통한 관련 기술개발 및 연구, 실증사업을 추진하고 있다.
신에너지산업기술종합개발기구에서는 탄소중립의 중점 기술 분야인 축전지, 해상풍력, 차세대 태양전지, 수소, CCUS 등에 대한 실행계획 수립과 2030년까지 달성하기 위한 각 기술의 성능, 도입률, 가격, 이산화탄소 저감률 등의 구체적인 목표를 세우고 있다. 이를 통해 민간부문에서는 혁신을 추진하고 정부는 규제개혁 등 제도적인 지원을 수립한다.
2022년 3월 기준으로 다음과 같은 총 11개의 사업이 사업자 선정과정을 거쳐 연구개발에 착수하여 진행되고 있다. ①대규모 수소 공급망 구축사업, ②그린수소 제조기술 개발사업, ③차세대 항공기 개발사업, ④차세대 선박 개발사업, ⑤제철공정에서 수소 활용사업, ⑥연료 암모니아 공급체인 구축사업, ⑦해상풍력발전의 저비용화, ⑧차세대형 태양전지 개발사업, ⑨이산화탄소를 이용한 플라스틱 원료 제조기술 개발사업, ⑩이산화탄소를 이용한 콘크리트 등 제조기술 개발사업, ⑪차세대 디지털 인프라 구축사업이다.
이 중 철강산업과 관련이 있는 제철공정에서의 수소 활용 기술개발 동향에 대해서 살펴보기로 한다.
제철공정에서 수소 활용 기술개발은 제조과정에서 이산화탄소 배출이 많은 철강산업의 탈탄소화를 위해 제철 생산공정에 수소를 활용하기 위한 목적으로 추진되고 있다. 총 사업금액은 1935억엔(약 1조935억원)이며, 수소를 직접 활용하는 것뿐만 아니라 수소환원기술 도입을 통해 이산화탄소 배출량을 오는 2030년까지 50% 이상 저감하는 기술개발을 목표로 하고 있다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫 번째 연구개발 주제는 수소환원 기술개발과 스케일업을 위해 반응조건의 변화나 이산화탄소 저감효과 검증 및 실증을 통한 적용기술 개발, 외부 수소나 고로 배기가스에 포함되는 이산화탄소를 활용한 저탄소화 기술개발이 포함되어 있다. 또한 수소 투입량을 늘려 대규모 수소환원을 일으키거나 고로 배기가스에 포함된 이산화탄소로부터 메탄을 생성하여 이를 환원제로 활용하거나 바이오매스 원료로 활용하는 기술, 환원철을 활용하여 고로로부터 배출되는 이산화탄소를 50% 저감하는 기술개발을 목표로 하고 있다.
두 번째 연구개발 주제는 수소만으로 저품위 철광석을 환원하는 직접 수소환원 기술을 개발하는 것으로 먼저 직접 수소환원 기술개발을 위해 저품위 철광석을 활용하여 직접환원법으로 천연가스 대신 수소를 이용해서 현재 고로생산 방식을 이용하여 작접환원으로부터 이산화탄소 배출량을 50% 이상 저감할 수 있는 기술개발을 목표로 하고 있다. 실제 고로의 1/250~1/140 규모로 축소한 시험로에서 요소기술 개발을 실시한 후 실제 고로의 1/25~1/5 규모의 직접환원로룰 만들어서 실증시험을 시행할 계획이다. 또한 직접환원철을 활용한 전로의 불순물 제거기술 개발과 고급강 대량생산을 위한 기술개발을 포함하고 있다.
이와 같이 일본은 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 그린이노베이션 기금을 조성하여 여러 연구개발과 정책을 추진하고 있다. 2022년 3월 기준으로 11개의 기술개발 사업이 선정되어 추진되고 있으며, 6개의 사업이 공모 중이거나 심사 중 또는 심사예정인 것으로 알려져 있다.
국내에서도 2030년 이산화탄소 발생량 40% 감축목표 달성이 발등에 떨어진 불이 되어 있는 상황에서 가까운 일본에서 추진 중인 탄소중립 실현을 위한 기술개발 및 정책 추진동향이 참고가 될 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 우리가 보다 혁신적이고 창의적인 아이디어를 찾아내고 또 정부정책에 반영되어 좋은 성과를 거둘 수 있기를 철강인의 한 사람으로서 간절히 바라는 마음이다.
