포스코 '전기로'로 500만t 쇳물 생산

'탄소 저감' 고로 → 전기로 대체
고로-전로 대비 CO₂ 4분의 1 수준
2025년 광양·2027년 포항에 도입
수소환원제철 공법 징검다리 역할
글로벌 업계도 전기로 확대 움직임

포스코 광양제철소 [포스코 제공]

2050년 탄소 중립을 실현하겠다고 선언한 포스코가 수소환원제철 등 궁극적인 탄소 중립 기술 개발 이전에라도 탄소 배출을 획기적으로 저감하기 위해 전기로(電氣爐·EAF) 사용을 늘릴 예정이다. 전기로는 ‘고로-전로(BF-BOF)’에 비해 쇳물을 생산할 때 발생하는 이산화탄소가 4분의 1에 불과하기 때문이다.

16일 포스코에 따르면 포항제철소와 광양제철소에 전기로를 각각 1기씩 도입할 계획이다. 각 전기로의 연간 생산규모는 250만t으로 총 500만t의 제강능력이 전기로로 대체될 예정이다. 광양제철소는 2025년, 포항제철소는 2027년에 도입을 완료할 것으로 확인됐다.

전기를 이용해 열을 발생해 철광석을 녹이는 전기로는 막대한 전기 사용량으로 인해 운용 부담이 큰 것으로 알려져 있다. 그럼에도 불구하고 포스코가 전기로 2기를 도입키로 한 것은 탄소 배출 저감이 시급하다고 판단했기 때문이다.

크게 탄소 배출 저감 기술은 현 제철 공정 기반의 혁신 기술과 수소환원제철로 나뉜다.

고로-전로 공정을 유지하는 혁신 기술은 고로에서 나오는 쇳물 대신 철 스크랩(고철) 비중을 높이는 ‘저 용선비율(HMR) 조업’이나 탄소 포집 및 저장기술(CCUS) 등이 대표적이다. 당장 일정 비율의 탄소 배출을 줄일 수 있다는 점에서는 유리하지만 완전히 탄소 배출을 없앨 수 없다는 점은 한계다.

한편 수소환원제철 기술은 철광석에서 산소를 떼어내는 환원과정에서 사용하는 석탄이나 천연가스 등 탄소 계 환원제를 수소로 대체하는 공법으로 궁극적인 탄소 중립 기술로 불리지만 기술 개발이 끝나지 않았다는 점이 문제다.

포스코는 2028년까지 100만t 규모의 데모 플랜트를 개발, 2030년 까지 독자적인 수소환원제철 기술인 하이렉스(HyREX) 기술을 개발할 계획이다.

이에 포스코는 중단 단계의 기술로서 전기로 도입이 필요하다고 판단했다. 고로-전로 기반의 현 공정은 쇳물 1t을 생산할 때 2t의 이산화탄소가 발생하는 반면 전기로의 경우 현 공정의 25% 수준인 0.5t의 이산화탄소만 배출하기 때문이다.

전기로는 주 원료로 철 스크랩과 직접환원철(HBI)을 원료로 사용한다. 직접환원철은 천연가스를 환원제로 사용해 철광석에서 산소를 분리해 만든 반제품이다. 포스코는 전기로에서 발생하는 탄소 배출량을 최소화하기 위해 철 스크랩과 HBI의 최적 비율을 검토하고 있다.

이종민 포스코경영연구원 수석연구위원은 “탄소 중립 과제는 불가피한 것이지만 수소환원제철 기술이 상용화 되기 전 까지는 상당시간이 소요될 것”이라며 “철 스크랩(고철) 기반의 전기로 공법이야말로 현재로선 가장 현실적인 탄소 저감 기술”이라고 설명했다.

글로벌 철강업계 역시 현재 30% 수준인 전기로 생산 비중을 높여 탄소 배출을 줄이려는 움직임을 보이고 있다. 글로벌 철강 기업들은 일제히 2050년을 탄소중립 실현 시기로 못 박고 탄소 배출을 저감하기 위한 다양한 방안을 강구하고 있다.

아르셀로미탈은 노후된 고로를 전기로로 대체하려는 움직임을 보이고 있다. US스틸도 지난해 9월 30억달러(약 2조 5000억원)을 투자해 연산 300만t 규모의 전기로를 건설하겠다고 밝혔다. 중국 철강업계 역시 현재 10% 수준인 전기로 생산 비중을 2025년까지 최대 20%로 늘릴 예정이다.

포스코 관계자는 “전기로가 도입되면 초기에는 생산능력의 30%를 가동한 이후 차츰 생산량을 늘려 가동률을 100%로 끌어올릴 계획”이라고 밝혔다. 원호연 기자

why37@heraldcorp.com