일본 공동 기술개발 계획도 변화 불가피
일본제철은 올해 수립할 장기 환경경영계획에 2050년 온실가스 배출량을 제로(0)화하는 목표를 포함시키기로 했다.
이산화탄소(CO₂) 배출을 대폭 줄일 수 있는 수소환원제철법 도입과 배출가스가 적은 전기로 활용을 늘리는 방법, CCS(Carbon Capture & Storage, 탄소 포집저장) 기술 등을 개발, 실용화할 계획이다.
제조업 중 이산화탄소 배출량이 가장 많은 철강업 중 일본 최대 업체인 일본제철이 실질 제로 감축시기를 선언함에 따라 여타 철강사들의 탈탄소 대응에도 가속이 붙을 전망이다.
2위 업체인 JFE스틸의 경우 페로코크스를 활용하는 방법으로 2030년까지 2013년 대비 20% 감축 계획을 밝히고 진행 중에 있으나 이번 일본제철 탈탄소 목표시기 설정으로 추가적인 계획을 마련할 것으로 보인다.
고베제강의 경우 미국 자회사인 미드렉스사가 보유한 직접환원제철(DRI : Direct Reduction Iron) 공정에 환원제로 코크스 대신 천연가스를 사용해 이산화탄소 배출량을 줄이는 기술을 상용화해 현재 이 기술을 판매 중에 있다.
한편 일본 고로 3사는 금속재료연구개발센터(JRCM)와 함께 탄소제로 스틸 실현을 위한 기술개발 담당으로 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)에 의해 선정돼 탈탄소 관련 유망 혁신기술들을 개발해 왔다. 특히 수소환원제철법은 COURSE50의 다음 단계 기술개발에 착수할 예정이었으나 정부의 2050년 탈탄소 선언으로 공동 기술개발에 변화가 불가피할 전망이다.
전 세계적으로 2050년 탄소 제로화 목표를 발표한 철강사는 아르셀로미탈과 포스코 등으로 일본제철이 세번째다.
[용어설명] 수소환원제철법, 탄소 제로화 최적(最適)
수소환원제철법은 철광석 내의 산소를 제거하는 제선기술 중 환원제로 석탄 대신 수소를 이용하는 방법이다. 이론상으로 수소는 산소와 결합하면 물(H₂O)이 되기 때문에 이산화탄소(CO₂)가 발생하지 않는다. 기술이 실용화되면 탄소 배출량을 대폭 줄일 수 있는 최적 방안이 될 것으로 기대된다.
기존 고로(용광로) 공정은 산화철인 철광석 중의 산소를 제거하기 위해 섭씨 2천도 이상의 고온에서 석탄을 증류한 코크스를 사용한다. 코크스의 탄소가 산소와 결합해 이산화탄소를 대량으로 발생시킬 수밖에 없었다. 또한 위 제선 공정에서 일관제철소의 전체 에너지의 약 80%를 소비하게 된다.
이에 따라 수소환원제철법이 기존 고로공법을 대체할 수 있는 유력한 기술로 부상했으며 일본의 경우 2000년대부터 일본제철 등이 기술개발 연구를 진행해 왔다.
일본 제조업에서 배출하는 이산화탄소 중 약 40%를 철강산업이 차지하고 있어 수소환원제철법에 대한 기대가 크다.
그러나 연구개발에 막대한 비용이 요구될 뿐만 아니라 저가의 청정(Green) 수소 대량 확보 역시 관건이다. 특히 기술적으로는 수소환원은 ‘흡열 반응’으로 고로 내의 온도를 떨어뜨린다는 기술적 장벽도 극복해야 할 중요한 과제다.
