판타지를 현실로… 포스코, 무탄소 '수소환원제철 상용화' 실증 나서

[서울와이어 고정빈 기자] 포스코가 수소환원제철 데모플랜트 설계에 착수하면서 2050 탄소중립 로드맵의 첫발을 내디뎠다.

포스코는 최근 포항 기술연구원에서 영국의 플랜트 건설사 프라이메탈스와 수소환원제철 기술 협력을 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 지난 4일 밝혔다. 포스코는 이달부터 친환경 수소환원제철 모델인 ‘하이렉스(HyREX)’ 데모플랜트(시험 설비) 설계에 본격적으로 착수한다.

포스코는 이번 설계를 시작으로 데모플랜트 설계·조달·시공(EPC) 작업을 이어가고 오는 2030년까지 수소환원제철 상용화 가능성을 검증할 계획이다. 이후 제철소 고로(용광로)를 단계적으로 하이렉스 기반 설비로 교체해 2050년 탄소중립을 달성할 방침이다.

수소환원제철은 100% 수소를 사용해 철강 공정의 원료가 되는 직접환원철(DRI)을 만들고 이를 전기로에서 녹여 쇳물을 생산하는 기술이다. 해당 기술을 적용하는 과정에서 탄소배출이 전혀 없기때문에 철강업계 탄소중립을 위한 꿈의 해법으로 꼽힌다.

포스코는 현재 수소가 25% 포함된 환원가스를 사용하는 파이넥스 설비를 가동 중이고 파이넥스 기술을 기반으로 수소환원제철 모델인 하이렉스를 개발하고 있다. 파이넥스는 포스코가 2007년 세계 최초로 상용화에 성공한 기술로 제선 연·원료인 철광석과 석탄을 덩어리 형태로 만드는 소결 및 코크스 공정을 생략하고 가루 형태 그대로 사용하는 공법이다.

해외 주요 철강사들이 개발 중인 수소환원제철 모델 ‘샤프트 환원로(shaft furnace)’는 철광석을 단단한 덩어리 형태인 펠렛(pellet)으로 가공해야 하지만 하이렉스는 그 과정을 생략할 수 있다. 상대적으로 저품위 광석도 사용 가능해 원가 경쟁력 측면에서 유리할 것으로 기대된다.

김기수 포스코 저탄소공정연구소장은 “친환경 수소환원제철 기술 개발을 위해서는 철강사를 중심으로 원료, 엔지니어링, 수소 등 산업 부문을 넘나드는 협업이 중요하다”며 “양사의 기술력을 기반으로 창의적이고 성공적인 기술 개발이 이뤄지길 바란다”고 말했다.

아쉬쉬 굽타 총괄 임원은 “분광을 바로 사용하는 하이렉스 기술은 펠렛 사용이 어려운 여러 지역에서 장기적이고 근본적인 해결책이 될 수 있을 것”이라고 강조했다.