[COOLIT 2025] JFE스틸, 2030년까지 CO₂ 30% 감축…GREINS 프로젝트 소개

JFE스틸이 2030년까지 CO₂ 배출량을 30% 감축할 전망이다. 고로 기반 수소환원 기술, 저품위 철광석을 활용한 DRI 기술, 고급강 생산을 위한 EAF 등 핵심기술을 바탕으로 일본 철강업계의 일원으로 GREINS(Green Innovation in Steelmaking, 탄소중립기술개발동향) 프로젝트를 진행해 탄소 감축을 가속화 할 것이라는 분석이다.

이준호 고려대학교 교수가 좌장을 맡은 첫 번째 세션에서 첫 번째 발표자로 나선 야스오 기시모토 JFE스틸 철강연구소 박사는 ‘탄소 중립 제철을 향한 일본의 과제와 JFE의 탄소 중립 전략’을 주제로 발표를 진행했다.

야스오 박사는 이번 발표에서 ▲고로 기반 수소 환원 기술 ▲저품위 철광석 활용 DRI 기술 ▲고급강 생산을 위한 전기로(EAF) 기술 등을 소개했다. 이와 더불어 GREINS 프로젝트 중 탄소중립 기술과 연구개발 방향을 설명했다.

그는 “일본 CO₂ 배출량 중 약 14%가 철강 산업에서 배출된다. 따라서 철강 산업의 탄소중립 전환은 매우 시급한 과제”라며 “현재 CO₂ 배출의 절반은 고로 공정에서 발생하기 때문에 이를 줄이는 것이 기술 개발의 핵심”이라고 강조했다.

이어 “이를 위해 JFE 등 철강업계는 2008년부터 ‘COURSE 50’이라는 수소환원제철 기술 개발 프로젝트를 시작했다”고 설명했다.

JFE는 해당 프로젝트를 바탕으로 2017년 세계 최초 CO₂를 10% 이상 감축하는데 성공했다. 이후 COURSE 50의 성과를 바탕으로 2021년 ‘철강 공정에서의 수소 활용(Hydrogen Utilization in Steelmaking Processes)’라는 새로운 프로젝트를 시작했다.

이는 수소 제철 컨소시엄(Hydrogen Steelmaking Consortium)의 주도로 진행돼, 일본제철, JFE스틸, 고베제강 등 고로 3사와 금속재료연구개발센터(JRCM) 등 13개 연구기관이 참여하고 있는 프로젝트다. 또한 일본 신에너지·산업기술종합개발기구(NEDO)의 지원을 받고 있다.

그는 “주요 기술은 세 가지다. 첫째는 고로를 활용한 수소 환원 기술, 둘째는 저품위 철광석을 활용한 DRI 기술, 셋째는 전기로 기반 고급강 생산 기술”이라며 “여기에는 CCU(탄소 포집·활용), 바이오매스 활용, 철스크랩 사용 촉진 등이 포함된다”고 짚었다.

이어  “우선 COURSE 50의 후속인 ‘Super COURSE 50’의 핵심 기술 개발 과제 중 하나가 가열된 수소를 주입하는 기술이다. 이를 통해 올해 초 진행된 가장 최근 실험에서는 최대 43%까지 감축된 것으로 확인됐다”고 밝혔다.

야스오 박사는 ‘Carbon Recycling Blast Furnace’에 대해서도 소개했다. 이 기술은 고로에서 발생하는 CO₂를 수소를 활용해 메탄으로 전환하는 기술이다. 이와 관련해 해당 프로젝트를 위한 파일럿 설비를 치바 제철소 내 150m³ 규모로 건설해 테스트를 시작했다고 밝혔다. 해당 실험 설비를 통해 일산화탄소와 수소의 최적 비율을 찾고 있다는 설명이다.

또한 저품위 철광석을 활용한 DRI 기술에 대해서는 기존 고로 대비 CO₂ 배출량을 50% 이상 줄일 수 있다고 밝혔다. 이를 위해 1톤 규모의 파일럿 플랜트를 짓고 있으며, 올해 일본제철 하사키 연구개발센터에서 테스트를 시작할 예정이다.

마지막으로 고급강 생산을 위한 EAF 기술 개발 현황에 대해서 설명했다. JFE는 2030년까지 약 300만 톤 규모의 대규모 EAF 공정을 통해 고로 공정과 동일한 수준으로 불순물을 정제할 수 있는 기술을 갖추는 것을 목표로 하고 있다.

아울러 전기로(EAF)와 고로를 합한 하이브리드 제철 기술을 개발 중이며, 해당 프로젝트에 일본 정부가 약 2900억 엔을 투자했으며, 이는 전체 비용의 1/3 규모라고 밝혔다.

야스오 박사는 “철스크랩 활용도를 높이기 위한 연구도 진행 중”이라며 “기존 15% 수준이던 전로 고철 투입률을 20% 이상으로 향상하는 것이 목표”라고 밝혔다.

이어 “CCUS(탄소포집·저장·활용) 기술과 수소 활용 기술도 매우 중요하다”며 “CCS 가치 사슬 구축을 위해 일본 내외 여러 기업과의 논의에 속도를 내고 있다”고 덧붙였다.

마지막으로 “우리의 목표는 2030년까지 CO₂ 배출을 30% 감축하는 것”이라며 “지난해 말 기준 18% 감축을 달성했다. 앞으로도 기술 개발을 이어가겠다”고 밝혔다.