친환경제철 전환으로 탄소감축 규제 시대 글로벌 경쟁력 확보

포스코, 파이넥스 유동환료 기술 발전으로 ‘하이렉스(HyREX)’ 기술 완성

현대제철, ‘하이큐브(Hy-Cube)’ 중심의 전기로-고로 프로세스 생산 구축

유럽연합(EU)이 오는 10월부터 탄소국경조정제도(CBAM)를 점진적으로 도입해나가기로 결정하면서 국내 철강업계도 비상이 걸렸다. 한국은 유럽에 철강을 수출하는 주요 5개국 중 하나로 CBAM의 직접적 영향을 받고 있다.

전환 기간이 종료된 2026년 1월1일부터는 수출품의 제조 과정에서 EU 기준을 넘어서는 탄소 배출량에 대해 배출권(CBAM 인증서)을 구매해야 한다. 사실상의 추가 관세, 이른바 ‘탄소세’인 셈이다.

먼저 포스코는 점차 강화되고 있는 탄소감축 규제에 대응하고 산업의 글로벌 경쟁력을 갖추는데 만전을 기하고 있다.

포스코는 ‘2050 탄소중립’을 선언하고 친환경 생산·판매 체제로의 전환을 추진 중에 있다. 1단계에서는 에너지효율 향상과 경제적 저탄소 연·원료 대체 추진, 2단계에서는 스크랩 활용 고도화와 CCUS(탄소포집저장 활용)기술을 적용하고, 3단계에서는 기존 파이넥스(FINEX) 기반의 수소환원제철 기술을 개발해 궁극적으로 철강 공정에서 CO2가 발생하지 않는 것이 목표이다.

수소환원제철 공정은 석탄 대신 철광석과 수소가 반응해 순수한 물이 발생하기 때문에 철강업계 탄소중립을 위한 솔루션으로 꼽힌다.

포스코는 현재 수소가 25% 포함된 환원가스를 사용하는 파이넥스의 유동환원로 기술을 발전시켜 2030년까지 포스코형 수소환원제철 모델 ‘하이렉스(HyREX)’ 기술을 완성하는 것을 목표로 하고 있다. 다만 저품위의 분철광석으로 사용하는 하이렉스에서 생산된 DRI 품질은 상대적으로 낮을 전망이다.

이에 포스코는 저품위 DRI를 용해하는데 적합한 전기로인 ESF(Electric Smelting Furnace) 기술을 개발해 최적의 수소환원제철 체계를 갖춰 저탄소 녹색성장이라는 미래의 환경 변화에 적극적으로 대응해 나가고 있다. 지난 2월 포스코는 광양제철소에 연산 250만톤 규모의 전기로를 신설하기로 결정했다. 2024년 1월 착공해 2026년부터 본격적인 가동을 목표로 하고 있다.

이어 현대제철은 2050년 넷제로(Net-Zero) 달성을 위해 2030년까지 직·간접 배출량을 12% 감축한다는 탄소중립 로드맵을 공개했다.

핵심은 현대제철이 보유한 국내 최고의 전기로 사업 노하우를 기반으로 탄소발자국을 저감함과 동시에 고로-전로-전기로의 기능을 모두 수행할 수 있는 ‘신(新)전기로(Hy-Arc)’를 도입해 탄소중립형 자동차용 고급제품 생산체제를 구축하는 것이다.

이를 위해 현대제철은 제품 저탄소화를 위한 새로운 수소 기반 철강 제조 및 생산공정 체제를 ‘하이큐브(Hy3, Hy-Cube)’로 명명하고, 오는 2030년까지 생산체제 전환을 통해 저탄소 고급판재를 생산할 계획이다.

하이큐브는 현대제철 고유의 수소기반 공정융합형 철강생산체제이다. 기존의 전기로 공정보다 발전돼 철 원료를 녹이는 것은 물론 불순물을 제거하고 성분을 추가하는 기능까지 모두 적용된 ‘새로운 개념의 전기로(HyArc)’를 실현하는 것이 핵심이다.

‘하이큐브’ 구축이 완료되면, 원료와 공정, 제품 등 세 측면 모두 탄소 저감 과제에 유연하게 대응할 수 있게 될 것으로 기대된다.

국내 최초로 전기로를 가동한 동국제강도 탄소 배출 저감형 ‘하이퍼 전기로’를 통해 친환경 사업을 확대한다. 하이퍼 전기로의 핵심은 속도와 에너지 효율인데, 동국제강은 철 스크랩 예열 및 장입 방식 개선 등으로 전기로 전력 효율을 높이고 에너지 효율을 향상시킨다는 계획이다.

동국제강은 산업부 ‘4대 업종 탄소중립 개발사업’ 중 철강 분야 ‘전기로 효율 향상을 위한 에너지 순환 하이퍼 공정 기술 개발’ 과제에 참여해 2028년까지 하이퍼 전기로 공정 연구를 완료한다는 계획이다.