탄소 중립 이슈 속 더욱 주목받는 철스크랩
수소환원제철 기술 개발 전 가장 현실적인 대안 평가
글로벌 확보 전쟁 속 철스크랩 산업 경쟁력 개선 절실

(편집자 주) 철강 산업을 둘러싼 세계적인 이슈를 꼽으라면 탄소 중립을 빼놓을 수 없다. 세계 각국이 기후변화 위기에 대응하기 위한 탄소 중립 선언 및 탄소 국경세 도입 등의 움직임을 이어가고 있고, 철강 산업을 둘러싼 탄소 저감 압박도 갈수록 거세지고 있다. 철강 산업의 탄소 중립을 이루기 위해서는 산업계뿐만 아니라 정부의 지원과 사회적 합의 등 넘어야 할 산도 많다. 이 가운데 철강 산업의 온실가스 배출 저감에서 철스크랩이 가장 손쉬운 방법으로 주목을 받으면서 세계적인 철스크랩 수급 이슈가 발생하는 등 탄소 중립 이슈 속에서 철스크랩의 중요성도 날로 확대되고 있다. 철강 산업의 온실가스 저감 과정에서 철스크랩의 중요성과 향후 철강 산업의 탄소 중립 전망을 다뤄봤다. 

 

■ 정부, ‘2050년 탄소 중립’ 목표 행보

탄소 중립 이슈 확대 속에 우리나라는 2021년 5월 말 문재인 대통령 직속으로 ‘2050 탄소중립위원회‘가 출범했다. 

탄소 중립은 온실가스를 최대한 줄여 실질적 배출량이 ’0‘이 되도록 하는 상태를 말한다.

 

 

탄소중립위원회는 2050년 탄소 중립 달성을 위해 앞으로 30년간 우리 경제·사회 모든 영역의 대전환을 주도하기 위한 ’최상위 컨트롤타워‘로, 대통령 직속 기관으로 꾸려졌다. 그동안 정부 조직으로 운영하던 녹색성장위원회와 미세먼지 문제 해결을 위한 국가기후환경회의, 지속가능발전위원회 등이 하나로 통합됐다. 

그동안 우리 정부는 2030년까지 이산화탄소 등 온실가스 배출을 2017년(7억910만톤) 대비 24.4% 감축한 5억3,600만톤으로 줄인다는 계획을 밝혀 왔다. 그러나 국제 사회에서 목표가 너무 낮다는 비판을 받은 뒤 문재인 대통령은 전격적으로 ’2050 탄소중립‘을 선언했다. 

 

■철강, 굴뚝에서 친환경 산업 탈바꿈 추진

한국철강협회와 산업통상자원부(장관 문승욱)는 정부의 탄소 중립 행보에 맞춰 2021년 탄소 중립 이슈에 대응하기 위한 그린철강위원회를 2월과 6월, 두 차례 개최했다. 

‘그린철강위원회’는 철강 산업의 2050 탄소 중립 논의를 위해 꾸려진 산?학?연?관 거버넌스로, 지난 2월 2일 철강업계의 산업계 최초 ‘2050 탄소중립 선언’과 함께 출범했다. 

그린철강위원회는 출범 이후 업계, 학계, 정부가 함께 수립해 온 ‘철강 탄소중립을 위한 R&D 로드맵’을 점검하고, ‘2050 탄소중립 시나리오’ 수립 현황을 공유하며, 산업 친환경화를 위한 업계?전문가 건의와 의견을 청취해 왔다. 

지난 6월 열렸던 2차 회의에서 산업연구원 정은미 본부장은 ‘철강 2050 탄소중립 시나리오 수립 현황’ 발표를 통해 “철강은 수소환원제철에 기초한 전기로 제강 확대를 통해 2050년까지 90% 이상 감축을 달성하는 것을 목표로 하며, 이를 위해서는 기존 고로?전로를 수소환원 유동로와 전기로로 대체하는 설비 교체와 수소기반 혁신 제철기술 R&D가 필요하다”라고 말했다. 

인하대학교 융합혁신기술원 장웅성 교수는 ‘철강업종 R&D 추진전략’ 발표에서 “탄소 중립을 위한 주요 감축 수단으로 ▲중단기에는 철스크랩 활용 확대, 설비 개선, 폐열?부산물 회수 확대 등 에너지 효율 개선이 필요하며, ▲장기적으로는 수소환원제철에 기초한 전기로 제강 확대가 필요하다”고 설명했다. 

현대제철 장영식 커뮤니케이션실장은 ‘순환자원으로서의 철스크랩의 중요성과 정책 제언’을 주제로 한 발표에서 “철스크랩(고철)은 전기로에 사용되는 제철 원료로서, 전기로는 철광석과 유연탄을 이용하는 고로에 비해 온실가스 배출이 약 4분의 1 수준으로 보다 친환경적인 제철 방식이나 원료 조달에 제한이 있는 특성이 있다”면서 “철스크랩은 현재 폐기물과 재생(순환)자원으로서의 이중적 지위를 갖고 있지만, 탄소 중립 추진이 본격화됨에 따라 앞으로 철스크랩의 순환자원으로서의 성격이 더욱 부각되고 수요도 크게 늘어날 전망”이라고 피력했다. 

이어 장 실장은 “철스크랩의 미래 친환경 전략자원으로서의 관리가 필요하고, 철스크랩, 전기로 업체에 대한 인센티브 제공 등 제도적 지원도 필요하다”면서 정부의 적극적인 관심을 요청했다. 

한편, 산업부는 “철강 산업은 산업 부문 1위 다배출 업종으로 다른 어떤 산업보다도 탄소 중립 도전이 어렵게 다가올 것이지만, 2050 탄소중립은 이제 피할 수 없는, 우리가 꼭 가야 할 길인 만큼 위기를 기회로 바꾸어 새로운 성장 동력과 글로벌 경쟁력 창출의 계기로 삼을 수 있도록 해야 한다”면서 “철강 산업의 수소·친환경 산업 전환을 전폭 지원할 예정”이라고 강조했다. 

 

 

■ 갈수록 주목받는 철스크랩

온실가스 배출 원죄 이미지가 강한 철강 산업 측면에서 탄소 중립은 항상 발등에 떨어진 불이다. 또한 최근 화두가 된 이른바 ’ESG(환경·사회·지배구조) 경영‘도 온실가스 배출량 감축에 무게 추를 더욱 기울게 하고 있다. 

그러나 환경 문제는 개별 기업이 홀로 해결하기 쉽지 않은 특징이 있다. 더구나 제조업 및 철강 제조 특성상 온실가스 배출량이 많은 철강 산업계에 탄소 중립 과제는 쉽지 않은 도전이다. 

환경부에 따르면 2019년 기준 국내 산업별 온실가스 배출 비중은 발전이 37.3%로 가장 많고, 그다음이 철강 산업으로 19.2%를 차지했다. 국가 기간산업으로서 발전과 철강 산업이 가지는 중요성은 두말할 필요가 없다. 

철강 산업의 탄소 중립 이슈 속에 가장 주목을 받고 있는 것은 철스크랩과 전기로 공정이다. 철강 산업의 탄소 배출은 고로(용광로)에서부터 시작한다. 용광로 공정에서 사용되는 코크스는 철강 산업뿐 아니라 증기기관을 탄생시켜 산업혁명을 이룬 핵심 기술이지만 온실가스를 대거 내뿜어 지구 온난화의 주범으로 지목된다. 

그런데 코크스가 아닌 철스크랩을 사용하는 철강 산업의 대표적인 공법 중 하나인 전기로 공법은 고로 공법보다 온실가스 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 방법으로 최근 뜨거운 감자가 되고 있다. 

전기로 조업 방식에서는 재활용 자원인 철스크랩을 녹여 새로운 철강 제품을 만든다. 철강재가 다시 철스크랩이 되고 철스크랩이 다시 새 철강재가 되는 순환 과정을 반복하는 셈이다. 이 과정에서 철스크랩은 40차례 이상 재활용된다. 특히, 전기로 방식은 철광석에서 철을 뽑아내는 고로 방식과 비교하면 이산화탄소 배출량을 4분의 1 수준으로 줄일 수 있다. 

다만, 전기로 공법으로 생산한 철강 제품은 고로 대비 품질이 떨어지는 문제도 있다. 그러나 세계적인 탄소 중립 움직임 속에 고로 폐쇄와 전기로 증설을 통해 탄소 중립을 이루려는 움직임들이 확산하고 있어, 철스크랩에 대한 주목도는 더욱 높아지고 있다. 

한편, 전기로 공법 확대 외에 고로 생산 방식에서도 철스크랩 사용을 확대하는 방법으로 온실가스 배출을 줄일 수 있다. 고로 업체에서는 내부 온도 조절이나 원가 절감을 목적으로 약 15% 내외의 철스크랩을 투입해 왔는데 이 양을 갈수록 늘리고 있다. 고로 업체의 철스크랩 사용량을 늘리면 온실가스 배출량도 그만큼 줄일 수 있다는 계산이다. 

다만 철스크랩이 이처럼 탄소 중립에 빼놓을 수 없는 자원이 되면서 철스크랩 수요 확대와 이를 둘러싼 자원 무기화도 이슈가 되고 있다. 철스크랩 활용이 가장 쉽고 빠른 온실가스 저감 방법이다 보니 세계 여러 국가가 철스크랩 자원 수출을 막는 자원 보호 움직임을 보이고 있다. 

2021년 세계 최대 철강 생산국인 중국도 철스크랩 수입을 재개하고, 고로를 전기로로 대체하며, 철스크랩을 비롯한 자원의 수출에 세금을 부과하는 등 철스크랩 자원 보호에 나섰다. 중국은 세계 1위 철스크랩 소비국으로 연간 소비량은 2억8,000만톤에 달한다. 점유율도 43%를 차지한다. 2021년 한 해는 탄소 중립 이슈 속에 글로벌 수급 이슈로 철스크랩 가격이 급등하는 현상도 벌어졌다. 

세계 철강업계가 이산화탄소 배출량 감축을 목표로 하고 있는 상황에서 철스크랩 사용 확대는 불가피한 선택이다. 철스크랩 자원 무기화와 수급 이슈 속에 우리나라도 철스크랩 자원 보호와 산업 경쟁력 강화에 힘을 쏟아야 하는 이유다.

 

 

■철강업계, 수소환원제철 등 다양한 기술 개발 매진

탄소 중립 목표 달성을 위해 매진하는 철강업계가 주목하는 것에는 철스크랩 사용 확대 외에도 직접환원철(DRI) 방식 기술과 함께 수소환원제철 기술 개발 등이 있다. 

DRI 기술은 용광로를 이용하지 않고 가스 등으로 철광석을 가공하는 방식이다. 철광석에서 철을 분리하는 환원제로 천연가스 등을 사용하는 공법인데, 주로 고철이 부족하고 천연가스가 풍부한 지역에서 사용한다. 다만, 지금까지는 천연가스보다 석탄 가격이 저렴해 확산에 어려움이 있었다. 독일의 티센크루프는 2030년 이산화탄소 배출량 30% 감축을 목표로 2025년 친환경 DRI 공장을 완공할 계획이다. 

주요 철강업체인 아르셀로미탈과 일본제철은 CCUS 기술, 수소환원제철 등을 통해 2050년까지 탄소 배출 제로화 목표를 밝힌 바 있다.

CCUS(Carbon Capture Utilization and Storage)는 생산설비에서 발생하는 이산화탄소를 포집·저장·활용하는 기술을 말하고, 수소환원제철은 수소로 철광석의 산소를 분리해 철을 생산하는 공법을 이른다.

수소환원제철 공법은 환원제로 코크스나 천연가스가 아닌 수소를 사용한다. 청정에너지인 수소를 사용한다는 측면에서 철강 산업 탈탄소화의 궁극적 목표로 꼽힌다. 이 기술만 확보한다면 철강 산업은 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있다. 문제는 이 공법을 아직 상용화하지 못했다는 것이다. 우리나라를 비롯해 일본·독일 등이 상용화 연구를 시작했거나 하고 있지만, 아직 유의미한 결과를 얻지는 못했다. 

사실 수소환원제철은 중장기 목표인 만큼 아직 갈 길이 멀다. 그러나 앞으로 탄소 중립까지 이르기 위해서는 수소환원제철 공법의 완성이 꼭 필요하다. 물론, 이 단계에 이르기까지 국내외 철강업계는 온실가스 저감에 많은 도움이 되는 철스크랩 사용을 적극적으로 확대하는 등 다각도의 노력을 펼쳐야 할 것으로 보인다. 

 

■탄소 중립, 장기·단기 지원 모두 ‘절실’ 

온실가스 감축 노력, 장기적 지원과 즉각적인 지원책 투-트랙 바람직

산업계의 온실가스 저감을 위한 노력을 효과적으로 지원하기 위해서는 R&D 등 장기적인 기술 개발에 대한 세제 지원뿐만 아니라, 현재 시점에서 활용 가능한 기술에도 적극적인 지원을 펼치는 투-트랙 정책이 절실하다는 주장이 제기되고 있다. 

이와 관련해 한국상장회사협의회(회장 정구용)는 “정부의 정책 방향과 세제 지원 방안이 효과적·효율적으로 실현되고 기업의 관련 투자를 더욱더 유인하기 위해서는 2030년 이후로 상용화가 예상되는 탄소 중립 기술에 대한 세제 지원뿐만 아니라 현시점에서 기술 개발이 완료되어 즉각적으로 활용할 수 있는 온실가스 감축 설비 투자에 대한 인센티브 제공이 반드시 필요하다”라고 강조한 바 있다. 

정부도 2050 탄소 중립을 국가 비전으로 하고, 2030년 국가 온실가스 감축 목표를 40% 대폭 상향하는 것으로 의결하는 한편, 탄소 중립 실현을 통한 지속 가능한 성장을 지원하기 위해 신성장·원천기술 대상에 탄소 중립 기술을 추가하는 것으로 세제 개정안을 발표한 바 있다.

이와 관련 대한상공회의소를 비롯한 주요 경제단체에서는 “탄소 중립 달성을 위한 핵심 설비를 ‘신성장·원천기술’에 포함해 세제 지원을 확대하기로 했으나, 이는 대부분 미래 기술이기 때문에 지금 당장 2030 NDC(Nationally Determined Contributions, 국가 온실가스 감축 목표) 달성을 위해 필요한 핵심 기술들도 포함될 필요”가 있다는 공식 의견을 제출하면서 세법 개정안의 부족한 부분을 지적했다. 

이에 유가증권시장 상장법인을 대표하는 경제단체인 한국상장회사협의회도 “온실가스 감축 목표량 달성을 위해서는 산업 부문의 온실가스 감축 수단에 대한 대규모 투자가 필수적인 산업계가 즉각적으로 적용할 수 있도록 온실가스 감축 시설 관련 세액 공제율을 인상(중소기업: 10%→12%, 중견기업: 3%→5%, 대기업: 1%→3%)해야 한다”라면서 “(이를 통해) 적극적인 투자로 이어져 2050년 탄소 중립을 실현하고, 2030년의 국가 온실가스 감축 목표를 달성할 수 있는 효과적인 지원책이 될 것”이라고 피력했다.