강초록이 오늘 김철석을 만나 같이 저녁을 먹기로 했는데요. 약속 시간 2시간 전… 갑자기 철석이에게 톡이 왔네요. “오늘은 에너지가 고갈돼서 못 나가겠다. 내일 볼까?” 에잇, 파투 났네요.

그런데 문득 ‘에너지’라는 이야기에 호기심이 생깁니다. 우리 몸의 에너지 원천은 물과 소금이라는데, 우리 일상을 돌아가게 하는 에너지의 원천은 뭘까요. 당장 석탄과 석유부터 떠오르는데요. 가장 많이 사용되지만 친환경과는 거리가 좀 멀잖아요? 초록창을 열어 검색해보니 그다음으로 우리가 많이 쓰는 게 LNG(Liquefied Natural Gas)라고 합니다. 그리고 ‘친환경’이라는 표현도 눈에 띄네요?

l 대세 에너지원으로 급부상하는 액화천연가스 LNG,

너 혹시 LNG에 대해서 좀 알아? LNG는 지하에 있는 천연가스를 채굴해서 액화시킨 거잖아. 근데 앞으로 LNG가 제2의 에너지원이 된다는 이야기가 있던데, 사실이야?

응 좀 알지. 우리 포스코 고객사들 중에 LNG선박, LNG탱크, LNG기자재를 제작하는 기업이 다수 있거든. 네 말대로 LNG가 앞으로 ‘대세’ 에너지원이 될 거래. 실제로 국제에너지기구 IEA(International Energy Agency)가 “향후 LNG가 석탄을 제치고 원유 다음으로 지배적인 에너지원이 될 것”이라고 발표하기도 했고. 2019년 세계 LNG 수요는 2018년보다 12.5% 증가한 3억 5,900만 톤을 기록했고 2040년에는 7억 톤으로 증가한다는 예측도 있어.

이유가 뭘까?

환경, 안전성이 키워드야. 이제 우리는 친환경적이지 않은 제품, 기술들과는 서서히 헤어지고 있잖아. 그간 에너지원으로 가장 많이 사용한 화석연료인 석탄, 석유는 미세먼지(PM 2.5)나 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx)들을 발생시키니 친환경과는 거리가 멀지. 또 원전은 후쿠시마 사고 이후 안전성에 대한 문제가 크게 제기됐고. 물론 풍력, 태양광 같은 신재생에너지들이 있지만 아직 화석연료를 완전히 대체하긴 어려워. LNG는 액화 과정에서 분진, 황, 질소 등이 제거되기 때문에 연소될 때 공해물질이 거의 발생하지 않아. 또 공기보다 가벼워서 누출이 돼도 쉽게 날아가고 발화 온도가 높아 폭발의 위험도 적지. 이렇게 친환경, 안전성 모두 잡으면서 경제성과 기술력에서도 크게 진보한 LNG가 각광받는 거야.

l LNG, 도대체 지구에 얼마나 좋길래 그래?

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특히 선박 시장은 IMO 2020 때문에 LNG추진선의 발주가 폭발적으로 증가했다던데. 이 또한 그런 이유겠지?

자동차도 친환경 전기차, 수소차, 하이브리드가 대세잖아. 그런데 전 세계 상위 규모 15척의 선박이 배출하는 SO₂(이산화황)양이 전 세계 모든 자동차의 배출량보다 많았대. 그러니 당연히 선박도 이제 친환경 연료로 운항해야 한다는 목소리가 커졌고, 벙커유에서 LNG로 연료의 세대교체가 빠르게 이뤄지고 있어.

그럼 기존 벙커유선박과 LNG추진선이 우리 환경에 어떤 영향을 주는지 비교해볼 수 있을까? 정말 LNG가 친환경적인 건지 확인해보자고.

좋아. LNG연료탱크로 실제 운항 중인 ‘그린 아이리스호(Green Iris)’라는 선박을 모델로 해서 9%니켈강 혹은 고망간강으로 제작한 연료탱크를 장착하고 LNG를 연료로 운항하는 경우와, 일반 후판 연료탱크에 벙커C유*로 달리는 경우를 비교해볼게. 아 참! 9%니켈강, 고망간강은 LNG탱크를 만들기 위한 소재인데.. 차차 설명하기로 하고. *벙커C유: 점착성이 가장 강한 중유로 선박 연료로 가장 많이 사용
부산에서 싱가포르까지 월 1회 왕복으로 25년 동안 운항하는 시나리오야. 배가 운항되는 25년뿐 아니라, 이 배의 연료탱크를 만들기 위해 제철소에서 9%니켈강, 고망간강, 일반후판이 생산되는 단계에서의 환경영향도까지 포함시켰어. 기존 벙커C유를 100%으로 놓고 산성화, 지구온난화, 자원소모 영향도를 비교해볼까?

와. 기존 벙커C유를 쓰는 선박 대비해서 LNG를 연료로 한 선박의 산성화 영향은 52%로 절반 수준으로 줄어드네. 지구온난화 영향도 73%, 자원소모 영향도 64% 수준으로 내려가는구나.

장기적으로 LNG를 사용하는 게 지구에 얼마나 이로운 지 보이지? 벙커C유에 대한 규제가 시작된 주원인이 바로 황산화물(SOx)이잖아. 이 황산화물을 포함한 산성화물질(SO2eq)의 발생량이 절반으로 줄어. 벙커C유 시나리오에서 1,220톤, LNG 시나리오에서 630톤이 나왔거든. 590톤이 저감되는거지.

황산화물 그거 미세먼지의 주범이지? LNG선으로 운항하면 거의 600톤을 줄일 수 있구나.

또 대표적으로 지구온난화에 영향을 주는 이산화탄소 등 온실가스(CO₂eq) 배출량은 벙커C유 시나리오에서 36만 톤, LNG 시나리오에서 26만 4천 톤이 나왔거든. LNG추진선이 벙커C유 선박보다  이산화탄소 배출량을 약 9만 톤 저감할 수 있다는 거야. 이 9만 톤이 지구에 쌓인다고 생각해봐. 소나무 한 그루가 연간 흡수할 수 있는 이산화탄소가 6.6kg 정도니까, 9만 톤이라 하면 소나무 1,360만 그루를 심어야 흡수할 수 있는 하는 양이야.

소나무 1,360만 그루라니. 엄청나다. 그럼 자원소모 영향? 이건 뭐야..?

자원소모 영향은 광물과 석유, LNG 등 화석연료의 소비로 인한 천연자원의 고갈 정도를 나타내. 단순히 천연자원이 얼마나 소모되나 양적인 절댓값만 따지는 게 아니라, 이 천연자원이 우리 지구에 얼마나 남아있는지도 고려해서 과한 자원 소모가 일어나지 않도록 알려주는 거지. 숫자가 높을수록 고갈 정도가 크다는 거니까 지구에 남은 자원량에 비해 현재 우리가 너무 많이 쓰고 있다는 뜻이 돼. LNG는 벙커유에 비해 자원소모 영향이 적다는 거지.

l 하지만 LNG는 너무 까다로워!

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아, 이렇게 좋은 LNG를 그동안 석탄, 석유 대신 썼으면 좋았잖아.

그러기엔 기술이 부족했어. LNG의 단점을 굳이 꼽자면 액화 과정과 운반, 저장이 까다롭다는 거야. 때문에 과거에는 수송과 처리에 막대한 비용이 소요되는 LNG가 크게 주목받지 못했어. 천연가스를 영하 163도 이하로 냉각해야 LNG가 되잖아. 이 조건에 적합한 기술과 소재를 개발하는데 꽤 긴 시간이 필요했던 거지.

그럼 가스전에서 가스를 뽑아서, 액화해서 액체로 우리가 쓰는 거야? 우리가 쓰는 도시가스가 LNG인 걸로 아는데, 그건 가스 형태잖아.

LNG는 공급망(Supply Chain)이 좀 길어. 우선 가스전에서 천연가스를 생산 후 파이프라인을 통해 LNG액화플랜트로 보내. 여기서 가스를 액화해서 LNG 형태로 만들어. 이 LNG는 LNG수송선이라는 특수 선박에 실려서 운송되고, 이렇게 바다를 건너온 LNG를 LNG터미널에서 받아서 저장해. 터미널에서는 이를 다시 한번 기체로 바꿔서, 파이프라인을 통해 발전소나 도시가스사 등 수요처로 보내지.

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와, 우리가 실제로 사용하기까지 엄청난 과정을 거치는구나. 진짜 복잡한 기술이 필요하겠다.

그 기술 중 핵심이 탱크 설계야. 또 설계에서 빼놓을 수 없는 건 바로 소재지. LNG플랜트가 상업적 규모로 본격 건설된 게 1941년 미국 클리블랜드(Cleveland) 플랜트인데, 당시 조업이 진행되다가 1944년에 탱크가 파괴되는 바람에 공장이 폐쇄됐어. 그 원인 중 하나가 탱크의 소재가 극저온인성에 약한 소재로 제작됐기 때문으로 알려졌고.

그때는 LNG탱크용 소재에 대한 연구가 많이 이뤄지지 못했나 보네. 극저온인성이 강한 소재가 쓰여야 하는구나.

물체에 힘을 주면 일정한 한계까지 버티다가 변형되고 결국 깨지잖자. ‘인성(認性)이 약하다’라고 하면 압력이 가해지자마자 버팀 없이 깨져버리는 걸 뜻해. 대부분의 소재는 저온일 때 인성이 약해. 영화에서 물건이나 사람이 급속도로 얼면 와장창 깨져버리는 거 본 적 있지 않아? LNG가 하역되고 저장될 때 상온과 영하 163도 이하까지 온도 변화가 급격하게 일어나는데, 이 조건에서도 저장탱크가 부서지면 안 되겠지. 또 원하는 탱크 구조로 만들 수 있는 가공성과 비용 효율성 조건도 만족하는 소재가 필요해.

그렇다면 LNG탱크에는 일반 강철은 쓸 수가 없겠네? 어떤 걸 써야 하는데?

거기에 바로 포스코의 스틸 솔루션이 있지! 궁금하면 지금부터 제대로 소개해 줄게.

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철강 제품의 주요 원료들은 일부 국가에 편중되어 있기 때문에 대다수의 철강사들은 수입에 의존해 원료를 확보하고 있다.

원료 가격은 철강제품 제조 원가의 60~70%를 차지할 정도로 크기 때문에 철강사들은 원가 경쟁력 강화와 원료 수급을 원활하게 하는데 사활을 걸어왔다.

그러나 대다수의 자원 보유국들은 주요 광물을 전략자원으로 분류해 외국 기업의 광산 투자 기회를 제한하고 있고, 원료 및 광산 투자에는 대규모 투자가 필요하기 때문에 수익으로 전환시킬 때까지 오랜 시간이 소요된다. 게다가 원료 시장의 시황이 일정하지 않아 투자에 따른 리스크가 상존한다.

포스코 뉴스룸에서는 지난 5월 8일 호주 로이힐 광산의 투자가 성공적으로 결실을 맺었다는 기사를 게재했는데(관련 기사 : 포스코, 호주 로이힐 광산 투자 성공적인 결실 맺어) 로이힐 광산의 첫 사업 시작이 2010년이었었고, 5,500만 톤 생산체제를 달성하는데 8년의 시간이 필요했다는 것만 보더라도 철광석 확보를 위한 광산 투자에는 시간과 비용에 따른 리스크를 감내해야 하는 어려운 점이 있다.

▲로이힐 광산에서 1,2차 분쇄 설비를 거친 철광석을 육로 컨베이어로 야적장에 운반하고 있다.

포스코의 해외 원료 개발 시작은 1981년 호주의 뉴사우스웨일스주 헌터밸리에 소재한 마운트솔리(Mt. Thorley) 석탄광산 지분 인수부터 시작되었다. 2018년 상반기까지 총 32건의 원료 개발 투자를 진행해 왔는데, 그 결과, 투자비 회수율은 87%, 원료 자급률 46%를 확보하는 실적을 기록하고 있다.

<표> 포스코의 주요 원료 개발 현황

포스코의 원료 개발은 캐나다, 호주, 브라질 등을 중심으로 이루어지고 있으며, 현재 23건의 사업을 추진 중이다. 원료별로는 철광석 6건, 석탄 9건, 제강원료 4건, 스테인리스 4건이며, 지역별로는 호주 7건, 브라질 3건, 캐나다 3건, 미국 2건, 인도네시아 1건, 아프리카 4건, 뉴칼레도니아 1건, 인도 1건, 한국 1건이다.

┃원료 개발 성공 사례

포스코가 투자한 원료 개발 사업 중 대표적인 사례로는 캐나다 AMMC 철광석 광산 투자, 호주 POSMAC 철광석 광산 투자, 브라질 KOBRASCO 철광석 광산 투자, 캐나다 Greenhills 석탄 광산 투자, 브라질 CBMM 페로니오븀 광산 투자 등을 들 수 있다.

▲포스코의 원료 개발 성공 사례

– 캐나다 AMMC 철광석 광산 투자
포스코는 2013년 세계 최대 철강사인 아르셀로-미탈과 합작해 캐나다 AMMC광산에 투자했다. 캐나다 광산 투자는 호주 철광석에 대한 의존도를 낮추고 공급원을 다변화하기 위해 실시했으며, 지분에 해당하는 물량을 안정적으로 확보함으로써 광산투자를 통해 원료비를 헷지한 대표적 사례로 평가받고 있다.

– 호주 POSMAC 철광석 광산 투자
포스코가 2002년에 BHP와 공동 투자한 호주 철광석 광산인 포스맥은 당시 철강사들이 주력으로 사용하던 양질의 적철광 계열 철광석이 아닌 마라맘바광 계열의 철광석 광산이다. 포스코는 안정적인 원료 확보를 위한 확고한 원료전략으로, 신규 철광석에 대한 시범 사용의 리스크를 안고 포스맥광산 투자를 실행했다. 포스코는 마라맘바광을 직접 국내로 들여와 실제 용광로에 넣고 쇳물을 뽑아내기까지 수많은 시행착오를 겪으며 안정적인 쇳물 생산 조업기술을 축적했다. 현재 포스맥 광산에서 생산하는 마라맘바광은 제철산업에서 대중적으로 판매, 사용되고 있다. 포스맥은 포스코가 해외 원료 개발 투자의 ‘선순환 사이클’을 구축하는 발판이 됐다는 점에서 의미가 있다. 2002년 포스코의 투자 결정 이후, 2000년대 중반 중국 철강산업의 고속 성장으로 철광석 가격은 최정점을 기록했으며, 포스맥은 현재까지 엄청난 투자 수익을 안겨주고 있다. 누계 수익률은 216%로 지금까지 회수한 금액은 12억 호주달러에 달한다. 포스코는 포스맥 광산 투자 회수금액을 해외 광산 및 자원 개발에 재투자하는 선순환 체제를 구축했다.

– 브라질 KOBRASCO 철광석 광산 투자
포스코는 광양 5고로 조업용 펠릿(Pellet, 철광석의 한 종류)을 안정적으로 확보하기 위해 1995년 7월 브라질 현지 국영 철광석 공급사인 CVRD(現 Vale)와 합작계약을 체결하고, 1996년 3월 현지 합작법인인 코브라스코를 설립했다. 포스코는 이를 통하여 세계 펠릿 시장의 수요 증가와 철광석 시장의 과점화에 대응하여, 안정적인 철광석 공급원을 확보할 수 있었다.

– 캐나다 Greenhills 석탄 광산 투자
강점탄 공급원의 다변화를 위하여 포스코 ‘82년 캐나다 브리시티컬럼비아주 동남부에 위치한 그린힐스(Greenhills) 탄광개발에 지분 20%를 투자하였다. 연간 500만 톤의 고품위 강점탄을 생산하는 그린힐스 광산은 합작계약을 체결한 이래 36여 년간 회사의 안정적이고 경제적인 원료탄 공급에 기여해 왔다.

– 브라질 CBMM 페로니오븀 광산 투자
포스코는 고급강 생산능력 확대에 따라 수요 증가가 예상되는 페로니오븀(고급강 제조에 필요한 제강원료)의 안정적인 확보를 위해 2011년 4월 브라질 CBMM의 지분 5%를 국민연금과 5:5 비율로 인수했다. 현재 이 사업은 페로니오븀 광산 선점에 따른 높은 시장점유율로 양호한 경영실적을 거두고 있다.

포스코는 적극적 해외 원료 개발 투자에 힘입어 철광석 자급률을 59%까지 끌어올렸고, 현재 20% 수준인 석탄 자급률을 높이기 위해 우량자산에 대한 투자기회를 지속적으로 모색해 나갈 계획이다.