[서울=뉴스핌] 조정한 기자 =  포스코가 파이넥스(FINEX) 유동환원로 기반의 수소환원제철(HyREX) 기술로 해외와 차별화된 수소 생태계를 조성할 계획이다. 이를 위해 20조~30조 규모의 대규모 투자도 이어질 전망이다.

포스코는 다음달 6일부터 8일까지 'HyIS 2021 국제 포럼(Hydrogen Iron & Steel Making Forum 2021)'을 개최한다. 최정우 포스코 회장의 주도로 첫 개최되는 포럼엔 전세계 철강사 등 총 29개 기관이 참여한다.

김학동 포스코 사장은 29일 열린 기자간담회에서 "탄소 대신 수소 활용재를 통한 수소환원제철은 현실화되지 않은 기술이나, 철강 기업들이 개별적으로 기술 개발하기에는 막대한 비용과 시간이 들어 공동협력이 절실하다"며 "1년 반에 걸쳐 뜻을 모아 포럼을 개최하게 됐다"고 설명했다.

김학동 포스코 대표이사[사진=포스코]

◆ 포스코 수소환원제철..."경제성 뛰어날 것"

포스코의 수소환원제철 기술은 당초 친환경 설비로 개발된 '파이넥스'에서 시작한다. 이미 상용 설비로 가동되고 있는 파이넥스 공법을 응용해 수소환원제철로 빠르게 전환한다는 구상이다.

포스코의 이 같은 수소환원제철은 해외 철강사와는 다른 원리를 채택하고 있다는 점이 특징이다. 포스코는 자사의 수소환원제철 방법이 해외 철강사들의 '샤프트(Shaft) 환원로' 방식보다 더욱 경제적이며 향후 생산량을 대폭 증가시킬 수 있는 기술로 보고 있다.

유럽과 중국 등은 '샤프트 환원로'에 분철광석에서 전처리가 필요한 지름 15~25mm의 '펠렛'을 활용, 환원철을 제조하고 있다. 포스코는 "천연가스로 환원철을 많이 만들어 이 방식을 쓰고 있지만, 이산화 탄소가 나오는 방식"이라며 "샤프트 방식은 펠렛 수급 문제 우려와 함께 환원반응 시 수소가 가져간 열을 추가로 공급해줘야 하는 데 구조상 공급이 어렵다는 단점이 있다"고 설명했다.

반면 포스코의 파이넥스 유동 환원로는 3~4개를 연결할 수 있어 1개에 불과한 샤프트 환원로보다 활용성이 높다. 아울러 광산에서 확보한 분철광석을 바로 집어넣어 수소 가스와의 반응을 기대할 수 있다. 또한 환원반응 시 추가로 필요한 열을 파이프를 통해 산소를 공급하고 화학반응을 통해 얻을 수 있어 설비 구조도 더욱 효율적일 것으로 보고 있다.

포스코는 "현재 파이넥스를 통해 250만톤급 상용 설비를 운용하고 있다. 조업 노하우는 갖춰져 있다고 보면 된다"면서 "수급이 쉬운 분철강석이 메인 원료가 될 것이고, 기술적으로나 경제적으로나 이 방법이 더욱 경쟁력이 있을 것으로 본다"고 내다봤다.

[자료=포스코]

◆ 상용화까진 먼 길...투자금·그린수소 확보 필요

수소환원제철은 석탄 대신 수소를 활용하는 혁신적인 기술로 연구개발(R&D) 단계에 있다. 상용화를 위해선 원료의 100%를 수소로 쓸 수 있는 환경 조성이 관건이다.

포스코는 "청정 에너지인 그린 수소는 중동지역과 호주지역에 집중돼 있다. 우리나라는 수소 생산 단가가 높다. 수소환원제철을 위해선 해외에서 대부분을 가져와야 하는 상황"이라며 "지금보다 원가를 낮춰야 하겠지만 기존의 석탄 기반 생산보다는 비싸질 수밖에 없다"고 우려했다.

이에 따라 포스코는 ▲수소 가격이 가장 저렴한 지역 ▲생산 기술 ▲역량 있는 파트너 물색 등 3가지 과제를 적절히 수행하며 수소환원제철로 나아가겠다는 계획이다. 포스코는 "고려할 사항이 많지만 그 중에서도 (청정 수소가 생산되는) 입지조건이 제일 중요하다"고 귀띔했다.

아울러 예의주시하는 해외 제철소로는 스웨덴의 SSAB를 꼽았다. SSAB는 '샤프트 환원로'를 통해 수소환원을 시도하고 있으며, 100만톤 규모의 데모 플랜트를 2026년께 조성할 것으로 봤다. 포스코 또한 2023년 데모 플랜트를 가동시킨 뒤 2026년 이후 시험 생산에 나설 계획으로, 양사의 생산량 등을 바탕으로 효율적인 수소환원제철 공법을 따져볼 수 있을 것으로 내다봤다.

한편 공정 전환에 따른 대규모 투자도 예상된다.

포스코는 "공정 전환에 따른 여러 대책을 강구하고 있다. 정부의 금융지원, 세제지원을 포함한 기술개발 측면에서도 정책적 지원이 필요할 것으로 생각하고 있다"면서 "설비는 1.5년~2년 마다 교체하고 있으나, 매몰비용은 대략 5조~10조로 보고 있다. 신규 투자비는 20조~30조 정도 보고 있으나 확정되지 않았다"고 말했다.

포스코는 2050년까지 500만톤의 수소를 생산하고 30조원의 매출을 올릴 계획이다. 시장 점유율은 30%가 목표다. 구체적으로 2025년까지 부생수소 생산 능력을 연간 7만 톤으로 늘리고, 2030년까지 글로벌기업과 손잡고 수소 생산과정에서 발생하는 이산화탄소를 분리, 포집해 땅속에 저장하는 블루수소를 연간 50만 톤까지 생산한다는 계획이다.

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