[K스틸 재도약④] 수소환원 '투트랙' 시동…그린전력·수소 없인 '공염불'

철강산업이 기후위기 대응으로 인한 탄소중립 압박이 가중되고 있는 가운데, 전력·수소·원료 등의 핵심과제에 직면했다는 지적이 제기됐다. 그린 전력·수소 인프라 구축, 철스크랩 수급 안정 등 산업 전환을 뒷받침할 정책 지원체계 마련이 필요하다는 분석이다.

박유수 한국금속재료연구조합(KOMERA) 사무국장은 28일 개최된 ‘제3회 페로컨퍼런스’에서 ‘탄소중립 기술개발 현황과 과제’를 주제로 한 발표를 통해 이같이 밝혔다.

박유수 국장은 “산업계는 NDC, 온실가스 배출권거래제 등 기후위기 대응으로 인한 산업계 부담이 가중되고 있다”며 “이에 더해 수요산업에서 탄소중립 제품 수요가 대폭 증가할 것으로 예상돼 철강업계는 저탄소연료 대체, 에너지 효율 개선, 철스크랩 재활용 증대 등을 비롯 근본 대책 마련이 요구되고 있다”고 포문을 열었다.

이를 위한 탄소중립 사업의 추진 방향으로는 투트랙 로드맵을 제시했다. 하나는 수소환원제철을 통한 근본적 전환이며, 다른 하나는 상용화 이전까지의 공백 해소를 위한 기존공정 기반의 탄소 저감 기술이다.

박 국장은 “사실 국내 철강산업은 이미 에너지 고효율화를 달성함에 따라 향후 CO₂ 감축 여지가 작다”며 “그럼에도 기존 설비를 대상으로 혁신기술을 개발하면 중단기적으로 CO₂ 감축에 기여할 수 있을 것이며, 현재 3개 기술 개발을 동시에 진행 중”이라고 밝혔다.

우선 고로공정에서는 기존 석탄베이스 환원제를 수소가스로 일부 대체하고, 철광석 대비 탄소계 연원료 소모가 적은 대체철원을 투입하는 방법을 시도하고 있다.

전로 공정에서는 고탄소 용선을 대신해 스크랩을 다량 사용함으로써 CO2 배출을 저감하는 기술을 개발 중이다. 다만 해당 기술에는 열원이 부족함에 따라 이를 보완해야 한다는 과제가 있다. 해당 기술은 포스코, 현대제철 등 8개의 산학연 기관이 올해부터 공동 개발에 착수했다.

전기로 공정은 전력에너지 효율 극대화 및 고품질화를 목표로 하고 있다. 기존 전력열은 바이오매스나 폐열로 대체하고, 배출가스 데이터를 기반으로 연소기술을 향상해 전력을 30% 저감한다. 아울러 직접환원철(DRI)을 활용해 고급강을 제조하는 기술도 추진 중이다. 현대제철, 동국제강, 세아베스틸 등 16개 기관이 참여하고 있다.

박 국장은 “수소환원제철은 기존 탄소계 제철 공정을 수소계 제철 공정으로 전환하는 기술”이라며 “지난 6월 수소환원제철 실증기술 개발이 예타를 통과했다”고 밝혔다.

로드맵에 따르면 올해까지 기초 설계 기술 개발을 완료한 후 2030년까지 30만 톤 규모의 실증을 완료할 계획이다. 이후 스케일업 및 상용화를 진행해 단계적 전환을 이어간다는 구상이다.

그러나 탄소중립 전환과정에서 인프라 부문 등 다양한 이슈가 걸림돌로 지적됐다.

박 국장은 “무탄소 전원으로 생산되는 그린전력을 안정적으로 공급받는 것을 전제하고 있어 국가 차원의 그린전력 인프라 구축이 필요하다”며 “수소환원제철 상용화시 350만 톤의 수소가 필요 할 것으로 예상되는데 어떻게 경쟁력있는 가격으로 충분히 공급될 수 있을지도 문제”라고 말했다.

아울러 “철스크랩 사용량 증가로 향후 철스크랩 수급문제도 대두될 것”이라며 “한정된 예산 아래 철강만 더 많이 지원해주기는 어렵지만 해외 주요국 수준의 지원정책 수립이 필요하다”고 강조했다.