[K철강, 탈탄소 해법은] 전기로·수소환원제철 투 트랙… 포스코 “2050년 넷제로 달성”

2025년 6980만톤 배출… 감축 직면
전기로·HyREX 등 생산 전환 구상
수소·무탄소 전력·시장 확보 관건

국내 최대 철강기업 포스코가 연간 7000만톤에 육박하는 온실가스를 줄이기 위한 대전환에 나섰다. 기존 고로의 배출을 낮추는 동시에 전기로와 수소환원제철로 생산공정을 바꾸는 '투 트랙' 전략을 통해 2050년 '넷제로(Net Zero)'를 달성한다는 목표다. 자동차·조선·가전 등 국가 주력산업에 철강재를 안정적으로 공급하면서 탄소까지 줄여야 하는 고난도 과제인 만큼 정부의 정책 지원이 필수적이라는 분석이다.

31일 포스코에 따르면 2025년 직간접 배출(Scope 1·2) 온실가스 배출량은 6984만6050tCO₂eq(이산화탄소환산톤)로 집계됐다. 조강 1톤당 배출량도 2.02tCO₂eq에 달했다.

Scope 1·2는 제철소에서 직접 발생한 배출과 외부에서 구매한 전력·열 사용에 따른 간접 배출을 합친 수치다. 포스코가 맞닥뜨린 감축 과제가 사실상 7000만톤에 이르는 셈이다.

최종 목적지는 2050년 넷제로다. 생산 과정의 배출을 기술적으로 가능한 수준까지 줄이고, 불가피하게 남은 탄소는 포집·저장하거나 흡수·제거해 순배출량을 '0'으로 만드는 개념이다. 포스코는 전환기에는 전기로와 기존 고로의 저탄소 기술을 활용하고, 장기적으로 석탄 대신 수소를 쓰는 수소환원제철로 생산체제를 전환한다는 구상이다.

첫 승부수는 지난 6월 광양제철소에 준공한 연산 250만톤 규모의 대형 전기로다. 총투자비 6000억원이 투입된 국내 최대 규모 전기로로, 고철인 스크랩을 전기로 녹여 쇳물을 만든다. 포스코는 전기로가 기존 고로보다 탄소 배출을 최대 약 75% 줄여 연간 최대 약 350만톤의 감축 효과를 낼 것으로 보고 있다.

관건은 품질이다. 전기로는 스크랩에 포함된 구리 등 불순물 때문에 자동차강판과 전기강판 같은 고급강 생산이 까다롭다. 포스코는 고로와 전기로에서 만든 쇳물을 섞어 정련하는 '합탕' 기술로 이를 보완하고, 스크랩 선별·분류와 성분 제어 기술을 고도화해 2030년까지 전기로 기반 자동차강판과 전기강판을 양산할 계획이다.

중장기 핵심은 포스코형 수소환원제철 기술 'HyREX'다. 석탄을 환원제와 열원으로 사용하는 고로와 달리 수소로 철광석에서 산소를 제거해 탄소 배출을 줄인다. 포스코가 보유한 FINEX 유동환원로 기술을 기반으로 해 가루 형태의 철광석을 그대로 사용할 수 있고 공정 온도 제어에 유리하다는 게 회사 측 설명이다.

포스코는 지난 4월 연산 30만톤 규모 HyREX 실증플랜트 건설에 착수했다. 2028년 준공한 뒤 2030년까지 단계적인 시험조업을 거쳐 최적의 운전 조건을 확보하고, 이후 설비 규모를 키워 기존 생산설비를 단계적으로 전환할 방침이다.

HyREX가 상용화되기 전까지는 기존 고로·전로 공정의 배출량도 줄인다. 고로에 함수소 가스를 투입하고 직접환원철(HBI) 사용을 늘리는 한편, 전로에는 스크랩을 녹여 넣고 위·아래에서 산소를 동시에 공급하는 상저취전로 기술을 적용한다. 기존 생산능력을 유지하면서 석탄과 용선 투입량을 줄이는 '브리지 전략'이다.

탄소 포집·활용·저장(CCUS) 기술도 병행한다. 포스코는 2021~2025년 포항산업과학연구원(RIST)과 약 250억원을 투입해 코크스로에 이산화탄소를 취입·전환하는 기술을 실증하고 코크스로가스 발열량을 약 7% 높였다. 포항제철소에서는 연간 1만6000톤의 이산화탄소를 포집해 합성가스와 메탄올로 전환하는 CCU 메가프로젝트 실증을 추진 중이다.

기술만으로 넷제로가 완성되는 것은 아니다. HyREX를 가동할 대규모 청정수소와 무탄소 전력, 고급 스크랩 공급망은 물론 탄소저감 철강재의 추가 비용을 받아들일 시장도 필요하다. 포스코 관계자는 "수소환원제철 상용화를 위해서는 기술 완성뿐 아니라 수소·에너지 인프라와 탄소저감 제품의 시장 수용성이 함께 확보돼야 한다"며 "철강산업과 대한민국 제조업의 경쟁력을 유지하려면 정부의 정책적 지원이 필수적"이라고 말했다.