[COOLIT 2025] BHP, 철강 탈탄소화 생태계 조성…넷제로 전환 가속

BHP는 철강산업 탈탄소화를 위해 포스코·현대제철 등 한국 기업을 비롯 글로벌 유수의 기업·기관들과 협력해 DRI, ESF 등 차세대 기술을 통한 넷제로(Net Zero) 목표 달성을 가속화할 전망이다.

강윤배 포스텍 교수가 좌장을 맡은 DAY2 세션4에서 데미언 오데아(Damien O’Dea) BHP 지속가능성 마케팅 담당이 ‘철강 탈탄소화 전환을 위한 파트너십(Partnering to support Steel Decarbonization Pathways Development)’을 주제로 강연을 진행했다.

데미언 수석은 금번 강연을 통해 철강산업의 탈탄소화 전환을 위해 그린 수소와 재생에너지를 활용하는 저탄소 기술과 협력사례에 대해 소개했다.

그는 “핵심전략의 경우 그린 수소를 활용한 직접환원철(DRI) 개발, EAF 또는 ESF를 공정 체계에 통합하는 것이 포함된다”며 “이번 강연에서는 전력 기반 철강 생산을 위한 다양한 경로를 살펴보고 설비군 등을 중점적으로 다룰 예정”이라고 안내했다.

이어 “BHP는 최근 ▲인구증가 및 도시화 ▲생활수준 향상 ▲데이터센터 확대로 인한 전력 수요 증가 ▲에너지 전환 등 메가 트렌드에 연계된 자원과 산업에 집중하고 있다”며 “특히 에너지전환, 탈탄소화에 집중하고 있다”고 설명했다.

BHP는 Scope1·2 탄소 배출 감축 목표 2030년까지 탄소 배출량을 30% 감축하고, 2050년까지는 Net Zero를 달성하는 것을 목표로 삼고 있다. 실제로 재생에너지를 전력 수요에 적극 도입하는 방식으로 탄소배출량을 36% 감축시키는 성과를 달성했다.

또한 Scope3 배출량 감축에도 집중하고 있다. 이는 철강산업에서 가장 큰 배출량을 차지한다. 이 또한 2030년까지 배출량을 30% 저감하고, 2050년 Net Zero 달성이 목표다.

이와 관련해 고객사와의 파트너십을 바탕으로 배출량 저감을 위해 신기술 개발을 위한 공동연구를 진행 중이다. 구체적으로는 포스코, 현대제철과 같은 고객사를 비롯 글로벌 연구기관들과 협력 중이다. 새로운 기술을 위한 벤처투자에도 참여하는 등 큰 생태계 속에서 협력을 추구하며 탈탄소화 프로젝트를 추진하고 있다.

데미언 수석은 “BHP의 2050 넷제로 달성을 위한 과정은 ▲Modified Blast Furnace (BF) ▲ESF ▲EAF ▲ER 네 가지 경로에 걸쳐 진행된다”며 “이 과정에서 약 50여개의 파트너사와 협력 중이며, 이들은 전세계 생산량의 약 22% 차지한다”고 밝혔다.

먼저 개선된 고로(Modified Blast Furnace)에 대해 설명했다.

데미언 수석은 "고로는 인도와 중국을 중심으로 압도적인 설비 비중을 차지하고 있고, 2050년에도 운영될 것으로 예상된다"며 "따라서 해당 공정의 개선으로 배출량을 줄이는 것이 중요하다"고 강조했다.

특히 기존 고로에는 이미 막대한 자본이 투입됐기 때문에 이를 개조하는 방법으로 탈탄소화를 추진하는 것이 필요하다는 설명이다.

탄소배출을 줄일 수 있는 고로 개조 옵션으로는 ▲수소(H₂) 주입 ▲메탄/천연가스 사용 ▲산소 농축을 통한 연소 조성 변화 등을 고려할 수 있다.

이러한 옵션들은 석탄과 코크스를 대체하기 위해 수소 비중을 높힌다. 또 고로가스(BF Gas)를 재활용해 환원 반응에 활용한다는 장점이 있고, CCUS 기술 등이 필요하다.

그러나 대체 환원제로 고로내 수소 주입량이 증가하면 열균형이 흔들리게 된다. 이를 해결하기 위해 BHP는 원료(코크스, 소결광, 괴광 등)의 거동 변화를 중점적으로 연구하고 있다.

이와 더불어 CCUS 개발도 진행 중이다. 다양한 규모의 CCUS 기술 파일럿을 시도하고 있고 아시아 지역의 경우 이 기술에 대한 예비타당성 조사까지 진전됐다.

두 번째는 DRI→EAF/ESF에 대해 소개했다.

데미언 수석은 "DRI-ESF-BOF 공정은 중·저품위 철광석까지 활용할 수 있고, 인(P) 제거 공정으로 다양한 철광석을 활용할 수 있다는 장점이 있다"며 "이는 고품위 철광석 문제를 해결할 수 있고, CCUS 기술이 없더라도 넷제로 수준의 탄소배출 감축이 가능하다"고 설명했다.

BHP는 특히 유동층 환원 과정에서 발생하는 점착·응집 문제를 해결하기 위한 연구를 집중적으로 진행하고 있다. 최근에는 호주 필바라 철광석을 대상으로 100% 수소 환원 실험을 시도해본 결과 파일럿 규모에서 양호한 환원성을 확인했다. 전기용융로에서의 용선 생산도 성공했다.

또한 필바라 광석(저품위 광석)을 활용한 펠릿DRI 생산에 대한 연구도 병행했다. 중국 내 상업용 DRI 샤프트로 2기에 대해 10~30% 광석 펠릿 공급을 해 진행한 테스트는 성공적으로 마무리됐다. 향후 펠릿 내 필바라 광석 비율을 점진적으로 높여 50% 이상으로 끌어올리는 것을 목표로 지속 진행할 방침이다.

마지막으로 데미언 수석은 “ESF 기술을 연구 단계에서 상용 기술로 발전시키기 위해 여러 기업·기업과 전략적인 협력을 이어가고 있다”며 “블루스코프, 리오틴토 등과 네오스멜트(NeoSmelt) 컨소시엄을 결성해 호주 내 파일럿 플랜트를 건설하는 공동 프로젝트를 추진 중이다”라고 밝혔다.

이어 “해당 프로젝트는 오는 2018년 가동을 목표로 하고 있어, 기술 상용화는 2030년 이후에 가능할 전망”이라고 덧붙였다.