포스코홀딩스 미래기술연구원(이하 미래연)은 3월 12일 충북 청주에 위치한 환경부 온실가스 종합정보센터(Greenhouse Gas Inventory and Research Center, 이하 GIR)에서 ‘탄소중립 이행을 위한 수소 및 CCUS^* 부문 온실가스 감축경로 분석방법론 개발’ 연구과제의 착수보고회를 개최했다.

*CCUS: Carbon Capture Utilization and Storage의 약자로 공기 중에 배출되는 이산화탄소(CO₂)를 포집(Capture)하여 활용(Utilization) 또는 저장(Storage)하는 기술

▲포스코홀딩스가 3월 12일 환경부 GIR에서 「탄소중립 기술정보 종합 및 활용기반 구축-CCUS, 수소부문」 연구 착수보고회를 가졌다.

이번 착수보고회에는 과제 발주처인 GIR(센터장 정은해) 관계자와 자문위원(한국해양대 신영재 교수, 단국대 이창현 교수, 한국화학연구원 최지나 박사), 미래연 연구진 등 총 10여 명이 참석하여 과제 수행에 대한 논의와 질의응답의 시간을 가졌다.

이번 과제는 지난해 온실가스 감축방법론 과제를 수행한 포스코홀딩스 미래기술연구원의 분석 전문성을 고려하여 온실가스종합정보센터와 수의계약으로 진행됐다. 향후 미래연은 CCUS와 수소 분야의 온실가스 발생 사례를 모의 실험하고 국가 차원의 다양한 온실가스 감축 시나리오들의 효과를 분석하는 프로그램을 개발한다. 올해 11월까지 총 7개월간 진행될 이번 과제의 범위는 온실가스 감축 시나리오별 심층연구와 개략적인 비용의 추산까지 포함하고 있다.

특히 해당 과제는 미래연 산하 AI 연구소와의 협업으로 머신러닝 기반의 최적 온실가스 감축 시나리오를 도출할 뿐만 아니라 감축 시나리오 시각화와 분석 통합 어플리케이션까지 구축할 계획으로 보고회 참석자들은 차별화된 연구 결과물에 높은 기대감을 나타냈다.

미래연 수소저탄소에너지연구소장은 “해당 과제를 시작으로 대한민국의 탄소중립 목표 실현에 포스코그룹이 기여하고 나아가 탄소중립 선도 기업으로 자리매김할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

한편 연구책임기관인 포스코홀딩스 미래기술연구원은 탄소중립 목표 실현을 위해 지난 2022년 수소저탄소연구소를 설립했다. 현재 고온수전해, 암모니아 크래킹, 철강공정 연계 CO₂ 자원화 기술, CCUS 기술개발 등 수소산업 밸류체인 전반에 걸친 연구들을 수행하고 있다.

포스코홀딩스가 서호주에서 저탄소 철강 원료인 HBI 생산을 위한 2단계 그린수소* 생산 사업 개발에 첫 발을 내딛었다.

* 그린수소 : 탄소배출 없이 태양광, 풍력 등 재생에너지를 통해 생산한 전기로 물을 분해해 만든 청정수소

포스코홀딩스는 12일 호주 퍼스(Perth)에서 프랑스 엔지社(재생에너지 분야 글로벌 선도기업)와 공동조사 합의서(Joint Study Agreement)에 서명하고, 서호주 2단계 그린수소 생산 사업 개발을 위한 사전타당성 조사(Pre-Feasibility Study)에 착수했다. 서명식에는 릭 드 뷔세리어(Rik De Buyserie) 엔지社 호주 대표와 빌 존스턴(Bill Johnston) 서호주 광물수소장관, 조주익 포스코홀딩스 수소사업팀장 등이 참석했다.

이날 빌 존스턴 장관은 “서호주는 신재생 에너지의 사용과 그린스틸 생산을 위한 노력을 지속하고 있다. 이번 사전타당성 조사가 청정 에너지의 미래로 나아가는 중요한 한 걸음이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

포스코홀딩스는 엔지社와 2단계 그린수소 생산을 위한 재생에너지 발전 부지 확보, 수전해 설비를 비롯한 개발 컨셉 수립 및 호주 정부 자금 프로그램 지원 등에 관한 협업을 수행한다.

2단계 그린수소 생산사업은 포스코가 추진하는 HBI*생산에 필요한 환원제 중 10%를 수소로 사용하기 위해 연간 2~4만톤 규모의 그린수소를 생산해 공급하는 사업으로, 포스코홀딩스는 연내 사전타당성 조사를 완료하고, 개념설계(Pre-FEED) 등을 거쳐 2028년부터 상업 생산한다는 목표다.

* HBI(Hot Briquetted Iron) : 철광석에서 산소를 제거하여 환원시킨 직접환원철(DRI, Direct Reduced Iron)을 조개탄 모양으로 성형한 것으로, 전기로 조업 시 고급강 생산을 위한 필수 철강 원료임

포스코그룹은 호주에서 태양광, 풍력 등 대규모 재생에너지를 바탕으로 그린수소를 생산하고, 이를 기반으로 HBI를 생산한다는 계획 하에 지난해 말 서호주 정부로부터 부다리(Boodarie) 전략산업단지 내 사업부지를 확보했으며, 2027년 상업 생산 개시를 목표로 연간 2천톤 규모의 1단계 그린수소 생산사업에 대한 기본설계(FEED)를 진행 중이다.

조주익 수소사업팀장은 “호주는 포스코그룹의 2050 탄소중립 달성과 그린수소, 그린스틸 사업 추진을 위한 주요 핵심 전략국가”이며, “그린스틸과 연계한 그린수소 사업 개발을 통해 그룹 차원의 시너지를 제고하고 안정적인 사업 구도를 구축하여 그린수소 생산모델의 성공사례를 만들겠다”고 밝혔다.

포스코그룹은 호주 HBI 생산에 필요한 수소 환원 비율을 점진적으로 확대해 나가고, 이를 위해 2027년부터 그린수소 생산을 시작해 2050년까지 호주에서만 수소 생산 200만톤 체제를 구축한다는 계획이다. 호주에서 생산하는 그린수소의 대부분은 호주 현지에서 HBI 환원제로 사용될 예정이며, 일부는 국내로 이송하여 수소환원제철용으로 제철소에 공급할 계획이다.

▲ 포스코홀딩스가 12일 호주 퍼스에서 프랑스 엔지社와 그린수소 생산사업 개발을 위한 공동조사 합의서에 서명했다. 왼쪽부터 릭 드 뷔세리어 엔지社 호주 대표, 빌 존스턴 서호주 광물장관, 조주익 포스코홀딩스 수소사업팀장.

포스코와 포스코퓨처엠이 철강과 배터리를 주제로 10월 11일부터 13일까지 대구 엑스코(EXCO)에서 열린 제7회 국제철강 및 비철금속 산업전(Steel & Metal Korea 2023 이하 ‘SMK 2023’)에 참가해 대중과 소통하고 철을 조금 더 가깝게 만날 수 있는 기회를 마련했다.

포스코는 이번 SMK 2023에서 관계자들을 비롯해 관람객들과 직접 만나는 시간을 가졌다. ‘미래 기초 소재산업으로의 재도약’이란 주제로 열린 이번 산업전에는 해외 39개 사를 포함한 169개 사가 참여해 554개 부스에서 철강 및 비철금속 소재•제품을 홍보한 것은 물론 콘퍼런스, 수출 상담회, 세미나, 채용 설명회 등 다양한 부대행사도 개최해 볼거리를 더했다.

포스코는 메인부스인 그리닛(Greenate)존을 비롯해 저탄소 공정으로 탄생한 탄소배출 저감 제품과 3대 친환경 브랜드를 소개하는 그리닛 스틸(Greenate steel)존, 메타버스 체험관 등의 테마로 전시 부스를 마련하고 포스코가 생산하는 다양한 철의 모습과 미래 비전을 관람객들에게 알렸다. 포스코퓨처엠도 단독 부스를 마련해 국내 유일의 양•음극재 동시 생산 기업으로서 이차전지소재 원료부터 생산, 폐배터리 리사이클링까지 배터리소재 풀 밸류체인을 소개하고, 온실가스 감축 계획 등 2050 탄소중립 로드맵을 제시했다.

먼저 포스코 부스를 가득 채운 다섯 개의 화면에서는 포스코의 역사와 현재, 미래 비전을 담은 영상이 동시에 흘러나왔다. 포스코의 통합 마스터브랜드 ‘그리닛(Greenate)’ 콘텐츠 영상을 메인으로, 포스코 50년 역사, 냉천범람 당시 각계각층의 지원으로 피해를 극복한 사례, 포스코의 3대 친환경 브랜드 소개, 직원들에게 듣는 포스코의 미래까지, 다채로운 스토리 영상이 관람객들의 시선을 사로잡았다.

○ 저탄소 공정으로 탄생한 포스코 탄소저감 강재, 그리닛 스틸

메인 존을 중심으로 부스 왼쪽에는 철강 생산과정 중 직접 탄소를 감축한 제품인 그리닛 스틸존이 있다. 먼저 ‘Greenate certified steel^TM은 제3자 검증으로 탄소감축량을 배분한 제품으로, 저탄소 생산공정 도입•저탄소 철원 사용 등을 통해 감축한 탄소 배출량을 고객이 요청한 특정 강재에 배분한 제품을 의미한다. 해당 제품을 구매한 고객사는 원재료 부문 탄소배출량(Scope3)에서 그에 상당하는 탄소 배출량을 저감한 것으로 산정, 보고할 수 있다.

이어 부스 오른쪽에는 최신식 대형 전기로를 통해 탄소배출을 30% 이상 저감한 ‘Greenate carbon reduced steel^TM (EAF Type)’과 수소환원제철공정인 하이렉스(HyREX) 모형을 전시했다. 포스코는 석탄 대신 수소로 저탄소철을 만드는 유동환원로 기반의 수소환원제철 기술 하이렉스를 개발 중이며, 2030년까지 수소환원제철 기술 실증을 완료하고 2050년에는 차질 없이 탄소중립을 달성한다는 계획을 수차례 발표한 바 있다. 생산 공정을 한눈에 볼 수 있는 모형도와 소개 영상을 배치했다.

○ 탄소중립을 위한 발걸음, 포스코의 3대 친환경 브랜드를 만나다!

그리닛 스틸에는 3대 친환경 브랜드가 있다. 이 브랜드에는 고객의 사용 및 폐기 과정에서 탄소배출 저감에 기여하는 제품과 솔루션이 모두 적용된다.

가장 먼저 관람객을 맞은 브랜드는 ‘이오토포스(e Autopos)’다. 이오토포스는 포스코의 친환경차 제품 솔루션 통합 브랜드로 더 가볍고, 안전하고, 멀리 달리는 미래의 친환경 자동차를 향한 혁신 기술을 선보인다.

이오토포스 솔루션은 친환경차의 차체, 섀시, 구동모터, 배터리팩, 수소연료전지에 이르기까지 다양한 부품에 고루 적용된다. 포스코 부스에는 이오토포스 제품이 적용된 친환경차 모형부터 차량의 효율 증대가 가능한 멀티머티리얼 배터리팩 및 기가스틸, 수소연료전지 분리판 등 다양한 제품들을 전시했다.

관람객들은 전시된 모형을 꼼꼼히 들여다보고, 직원들에게 질문을 하며 평소 친환경차와 관련한 궁금증을 해소하기도 했다. 앞으로 이오토포스는 국내를 넘어 아시아, 미주, 유럽 등 세계 톱 자동차 브랜드와 함께 협업한 기술력과 노하우를 바탕으로 친환경차 소재 분야를 선도해 나갈 예정이다.

이노빌트(INNOVILT)는 친환경 프리미엄 강건재·솔루션 브랜드다. 친환경 주거 콘셉트로 꾸민 이노빌트존에는 수직 증축 리모델링, 모듈러 공동주택 모형, 친환경 주택 모형, 강판일체형 BIPV 등이 있어 건축물에 어떻게 포스코의 친환경 기술이 적용되는지 살펴볼 수 있었다.

모듈러 건축은 공정의 80% 이상을 공장에서 사전에 생산하고 조립한 후 현장에서 건축하는 공법으로 소음과 먼지 발생이 현저하게 줄어드는 것은 물론, 일반 콘크리트 건축 대비 20% 이상 온실가스를 저감할 수 있는 혁신 기술이다.

▲ 한 관람객이 친환경 이노빌트 기술을 시뮬레이션으로 체험해보고 있다.

친환경 주택에는 더욱 다양한 친환경 기술을 적용할 수 있다. 현장에서 직접 석재패턴강판, 스틸커튼월, 포스아트(PosART), 포스코 강판을 적용한 주방가구, 지붕재, 단열재, 창호 등 주택 곳곳에 적용된 이노빌트의 기술을 시뮬레이션해 볼 수 있는 공간도 마련했다. 시뮬레이션을 직접 체험해 본 한 관람객은 “포스코가 보유한 친환경 기술을 적용한 제품이 이렇게 많다는 것에 놀랐다. 미래에는 꼭 친환경 주택에 살고 싶다”고 말했다.

세 번째로 만나 본 브랜드는 그린어블(Greenable)이다. 친환경을 대표하는 단어인 ‘Green’과 가능하게 하다를 뜻하는 ‘enable’을 합성해 만든 그린어블은 친환경 시대를 가능하게 하는 철강의 역할을 강조하는 브랜드다.

그린어블존에는 에너지아일랜드, 복합에너지 터미널을 비롯해 액화천연가스(LNG), 이산화탄소(CO₂), 수소(H₂)와 같은 에너지원을 저장 및 운반하기 위해 필요한 액화수소용 고망간(Mn)강, 수상태양광 포스맥(PosMAC), 수상태양광 부력체 STS 등 특화 강재와 모형들이 전시돼 있다. 포스코가 친환경 에너지원을 어떻게 저장하고 운반해 철강을 생산하는지 궁금했던 관람객들은 전시품 하나하나를 꼼꼼히 관찰하는 모습이었다.

○ 미리 만나는 포스코의 철강 메타버스 플랫폼

포스코 부스 오른편에는 고객들이 향후 경험하게 될 메타버스 플랫폼 콘텐츠와 직접 체험이 가능한 가상 전시관이 펼쳐진다. 포스코의 가상품질 서비스센터를 활용하면 고객이 클레임을 접수하고 디지털 현실에서 즉각적으로 해결해가는 미래 가상현실을 경험해 볼 수 있다. 또한 쇼룸 내의 데이터를 활용하면 해당 소재 적용 시 탄소 배출량이 어떻게 바뀌는지 알 수 있어 소재 선택에 큰 도움을 받을 수 있다.

이노빌트 인증을 받은 다양한 업체의 제품을 만나볼 수 있는 이노빌트 공동관도 관람객들의 눈길을 사로잡았다. 포스코의 이노빌트 인증을 받은 ㈜대한가설산업, ㈜제일테크노스, ㈜대명에스이에스, ㈜대현목재, ㈜타스파일, ㈜플랜엠 이상 6개 업체가 참여해 업계 관계자 및 관람객들과 직접 소통하는 시간을 가졌다.

포스코는 명실상부한 국내 최고의 철강기업으로 2050 탄소중립 달성하고자 많은 노력을 기울이고 있습니다. ‘SMK 2023’을 통해 포스코의 노력을 보여드릴 수 있어서 기쁩니다.

부스 메인에 위치한 다섯 개의 영상에는 포스코의 과거부터 미래를 모두 담았습니다. 50년 전 준공식부터 냉천범람 당시 많은 분의 도움으로 극복했던 이야기, 포스코의 3대 친환경 브랜드 이야기, 직원들이 직접 말하는 포스코의 미래까지, 포스코가 걸어 온 길과 걸어갈 길을 생생하게 느낄 수 있도록 영상으로 표현해 봤습니다.

또한 ‘그리닛 스틸(Greenate steel)’ 이라는 커다란 테마를 중심으로 관객들이 철강을 조금 가깝게 느낄 수 있게 실물 제품, 모형, 시뮬레이션 체험 등을 마련했으며, 고객들이 미래에 만나보실 공간을 가상 세계에서 체험할 수 있는 메타버스 존도 특별히 마련했습니다. 다행히 많은 관람객이 포스코 부스를 찾아주시고, 적극적으로 참여해 주셔서 준비한 보람을 느낄 수 있었습니다.

이번 산업전에서는 포스코가 그려가는 녹색 지구를 대중이 조금 가깝게 느끼기를 바라는 마음을 담았습니다. 2050 탄소중립 목표를 성공적으로 실현함으로써, 지속가능한 친환경 미래소재 대표기업으로 포스코를 기억해주시면 좋겠습니다.

‘SMK 2023’을 통해서도 알 수 있듯, 포스코그룹은 기업의 사회적 책임을 다하고자 다양한 노력을 기울여 왔다. 이번 산업전의 핵심 키워드인 ‘그리닛(Greenate)’이야말로 녹색 지구를 만드는 포스코그룹의 강한 의지와 도전 정신을 나타내는 핵심이라 할 수 있다. 앞으로도 포스코그룹은 지속가능한 산업 생태계를 만들어 나가는데 총력을 다할 예정이다.

제철, 어디서 왔고 어디로 가는가

보스턴 미술관에는 폴 고갱의 <우리는 어디서 왔고, 우리는 무엇이며, 우리는 어디로 가는가>가 걸려있다. 건강도, 재산도 잃어버린 채 방탕한 삶을 살던 고갱이 타히티에서 아끼던 딸의 부고를 접한 이후 그린 대작이다. 제품의 탄생부터 폐기까지 일련의 과정도 이러한 인간의 삶과 닮았다. 그러니 같은 질문을 던져볼 수 있겠다. “이 제품은 어디서 왔고, 이 제품은 무엇이며, 이 제품은 어디로 가는가?”

세상의 모든 물질은 크게 유기물과 무기물로 구분할 수 있다. 유기물은 생명체의 근간을 이루는 물질로 탄소와 탄소 또는 탄소와 수소의 결합을 근간으로 이루어져 있다. 반면 무기물은 생명체와는 무관한 것으로 금속, 산화물, 기체 등을 포함한다. 생명체의 근원인 유기물은 무기물인 산소와 반응해 이산화탄소나 물의 형태로 바뀌는데, 이러한 반응은 생명체가 자연의 무기물로 돌아가는 과정이다.

생명체는 무기물을 흡수한 뒤 생명체 안에 새로운 세포들을 만드는데, 이러한 유기물과 무기물의 반복적 변화는 실로 놀라운 일이 아닐 수 없다. 유기물의 근본이 되는 탄소와 수소가 산소와 반응하는 것을 연소라고 부르며, 연소는 인류에게 열에너지를 공급하는 기본적인 수단이다. 또 탄소와 수소가 산소를 포함한 산화물과 반응하면 연소와 마찬가지로 이산화탄소와 물이 형성되고, 산화물을 구성하는 금속 성분을 얻게 되는데, 이것을 환원 반응이라 부른다. 열역학적으로 산화물의 환원반응은 흡열반응이어서 연소로 공급된 열에너지를 활용해 환원반응을 완성하며, 이것을 제련이라 부른다. 궁극적으로 금속을 얻기 위한 과정은 생명의 희생이 깃들여져 있으며, 그곳에 생명을 구성하는 탄소와 수소의 역할이 강조된다.

탄소와 수소의 연소, 환원반응에서 불가피하게 탄소를 만들어 냈던 인류는 탄소중립 시대를 맞아, 수소의 기여를 높여 지속가능한 미래를 만드는 도전에 사활을 걸고 있다. 이는 고귀한 생명의 희생이 헛되지 않도록 지구의 균형 추를 맞추는 작업이기도 하다. 금속 제련 공정에서도 탄소 중심의 반응을 멈추고 수소에 중점을 둔 반응이 요구되는데, 가장 대표적인 것이 철강의 친환경 제련 공법인 수소환원제철이다.

인류가 가장 많이 사용하는 금속인 철은 약 30억 년 전 호상철광층(Banded Iron Formation)의 축적으로 시작됐다. 학자들은 원시시대에 박테리아가 내뿜은 산소가 물속에서 농도가 높아지며 철이온과 결합해 산화철을 형성한 뒤 얕은 바다에 가라앉았고, 이렇게 퇴적된 산화철층과 점토나 모래에 의한 퇴적층이 교대로 쌓여 호상철광층을 이루었다고 설명한다.

▲호주 카리지니 국립공원의 호상철광층

이후 지각의 융기와 탈수반응을 통해 지금의 철광석 광산이 만들어졌다. 철의 제련은 이렇게 만들어진 산화철을 탄소와 수소를 이용하고 고온에서 산소를 제거해 금속 철을 얻는 과정이다. 이러한 생성 기구로 인해 철광석에는 다양한 불순물인 맥석 성분이 존재하며 약 30~68%의 철 성분이 포함되어 있는데, 고로 조업에는 철 성분을 58% 이상 포함한 소결광이나 65% 이상을 포함한 펠렛을 제작해 사용한다.

한편, 전기로에 직접 투입하는 직접환원철(DRI)을 제조하려면 맥석 성분이 거의 포함되지 않은 철 성분 67% 이상의 펠렛이 요구되는데, 이러한 고급 펠렛은 전 세계 철광석 사용량의 약 2.4% 정도로 그 양은 매우 미미하다.

수소환원제철, 꿈은 이루어진다!

현재 전 세계에서 가장 앞서 나가는 수소환원제철법은 스웨덴의 SSAB, LKAB, VATTENFALL사에서 공동 개발한 하이브리트(Hybrit) 공법이다. 고순도 철광석을 원료로 바이오 오일과 플라즈마 가열법을 이용해 펠렛을 제작하고, 풍력과 태양광으로 얻은 전기에너지로 생산한 그린수소를 활용해 샤프트 반응로(Shaft Furnace)에서 펠렛을 환원시키는 공법으로, 이렇게 얻어진 직접환원철(DRI)은 전기로에서 용융해 고품질의 철강 제품을 제조하는 데 활용한다.

문제는 하이브리트(Hybrit)에서 사용하는 고급 펠렛은 원료가 극히 제한적이며, 스웨덴과 같이 신재생에너지의 단가가 낮은 국가가 드물다는 점이다. 결국에는 전 세계적으로 풍부한 저급 광석을 수소로 환원해 고순도 철을 얻는 수소환원제철법의 개발이 요구된다.

포스코는 지난 20년간 수소와 일산화탄소를 같이 사용하는 차세대 제선 기술인 파이넥스공정을 개발해 한국형 수소환원제철법인 하이렉스(HyREX) 공정의 기반 기술을 구축했다. 파이넥스공정을 개발하는 가운데 고로에서 사용하기 까다로운 저급 광석을 활용할 수 있는 기술을 확보했고, 더 나아가 수소에 의한 반응 기구 변화에 대한 지식도 축적했다. 특히 200만 톤 급 상용 설비를 운영하며 체득한 독보적인 파이넥스의 유동환원 기술은 전 세계 경쟁사에서 따라올 수 없는 수준에 있다. 전 세계 철강사들이 포스코의 수소환원제철법인 하이렉스(HyREX) 공정에 주목하는 이유다.

포스코는 한국에 첫 대형 고로를 도입해 산업화의 주춧돌을 놓았고, 파이넥스 기술 개발로 친환경 제선 기술의 최전선을 달리고 있다. 이제 꿈의 기술인 수소환원제철 공정 개발을 통해 인류가 지속가능하게 살아갈 터전인 지구의 균형을 맞추는 일을 감당하고자 한다.

세계반도체시장통계기구(WSTS)에 따르면 2022년 전 세계 반도체 시장은 약 6천억 달러에 이른다. 한편 세계철강협회(WSA)에 의하면 2022년 전 세계 철강 생산량은 18억 3000만 톤이고, e나라지표에서 밝힌 2022년 하반기 철강 제품의 가격은 철근 1133달러/톤, 후판 1850달러/톤, 열연 867달러/톤, 냉연 1259달러/톤 수준으로 대략 1000달러/톤 내외로 볼 수 있다. 이를 통해 대략적으로 추산해 보면, 전 세계 철강 시장은 약 1조 8000억 달러 이상인 것으로 추정할 수 있다. 이는 반도체 시장의 약 3배 이상의 규모이며, 전후방 산업 분야에 미치는 파급효과 또한 막대하다.

대한민국이 한국형 수소환원제철법인 하이렉스(HyREX) 상용화를 통해 전 세계 철강산업을 주도한다면, 이는 대한민국을 새롭게 다시 세우는 일이요, 인류의 지속가능한 미래에 공헌할 수 있는 기회가 될 것이다. 정부, 기업, 학계, 연구소가 하나로 힘을 합쳐 꿈의 기술을 현실로 이루어 내기를 간절히 기대한다. 꿈은 이루어진다!

포스코그룹이 지난 9월 13일부터 15일까지 일산 킨텍스에서 열린 국내 최대 규모의 수소산업 전시회 ‘H2 MEET 2023’에 참가해 수소사업의 핵심 역량을 펼쳐 보였다. 올해로 4회째를 맞은 ‘H2 MEET’는 우리나라 수소산업을 차세대 선도 산업으로 육성하는 것은 물론, 세계적인 산업 생태계 구축에 필요한 산업 특성을 반영한 국내 최대 규모의 국제 수소산업 전문 전시회다.

이번 전시에는 포스코홀딩스, 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코이앤씨, 포스코모빌리티솔루션, 포항산업과학연구원(RIST) 등 포스코그룹 6개 사가 참여해 청정수소 생산 및 운송부터 저장, 활용에 이르기까지 수소사업 밸류체인 전반에 걸친 청사진과 주요 성과를 총망라하며 수소산업을 이끌어가는 그룹사다운 면모를 보였다.

포스코그룹은 ▲글로벌수소생산존 ▲수소밸류체인존 ▲수소생산기술존 ▲수소플랜트EPC존 ▲CCS존 ▲수소인프라존 ▲수소발전존 ▲수소강재솔루션존 ▲모빌리티솔루션존 ▲HBI존 ▲HyREX존 등 11개 테마로 전시부스를 마련하고 전시 기간 내내 바쁘게 국내외 관람객들을 맞았다.

포스코 뉴스룸이 ‘H2 MEET 2023’ 특별 현장 취재로 각 테마별 부스를 자세히 만나보고, 관계자의 생생한 목소리로 포스코그룹 수소사업의 현주소와 경쟁력을 들어봤다.

▲ 관람객들이 전시관 정면의 스크린을 통해 포스코그룹의 청정수소 생산 프로젝트 영상을 관람하고 있다.

가장 먼저 관람객의 눈길을 사로잡은 것은 포스코그룹이 전 세계에서 추진 중인 청정수소 생산 프로젝트의 성과와 미래 비전을 담은 3D 파노라마 영상이었다. 부스 벽을 가득 채운 대형 스크린에는 그린수소, 블루수소, HBI 연계 수소를 생산하는 대표적인 글로벌 청정수소 프로젝트 현장이 생생하게 흘러나왔다. 마치 한 편의 광고처럼 다이내믹하게 펼쳐지는 포스코그룹의 수소사업 프로젝트에 많은 이들이 자리를 떠나지 않고 스크린에 집중하는 모습이었다. 포스코그룹이 이끄는 수소사회는 어떤 모습일까 하는 기대감을 가지기에 충분한 하이라이트 콘텐츠였다.

▲ 오만 그린수소 프로젝트의 규모와 생산 과정을 나타내는 모형도.

대형 스크린 앞에는 오만 그린수소 프로젝트를 나타낸 모형도가 자리하고 있었다. 오만 그린수소 프로젝트는 5GW 규모의 재생에너지 단지를 조성하고 연 22만 톤의 그린수소를 생산하는 사업으로, 포스코홀딩스는 지난 6월 오만 두쿰 지역에 서울시 면적 절반에 해당하는 대규모 부지를 확보하는 데 성공했다. 오만에서 생산된 수소는 2030년부터 국내로 도입해 수소환원제철, 발전용, 산업용으로 활용할 예정이다.

▲ 전시관 관계자가 포스코그룹의 수소사업 비전에 대해 설명하고 있다.

‘Hello! HYDROGEN WORLD’라고 적힌 입구로 들어서면 가장 첫 번째 콘텐츠로 포스코그룹의 수소사업 밸류체인을 만날 수 있다. 2050년 수소생산 700만 톤 생산 체제 구축을 위한 포스코그룹의 수소사업 비전과 그룹사 간 시너지를 도식화된 표를 통해 한눈에 확인할 수 있는 공간이었다.

포스코그룹이 해외에서 생산한 청정수소는 암모니아 형태로 합성해 도입한 후 암모니아 자체 또는 수소로 추출해 공급될 예정이다. 이 과정에서 소재-인프라-저장-운송 등 수소사업 전 밸류체인에서 그룹사의 전문 역량을 발휘해 세계 최고의 Hydrogen Player가 되는 것이 포스코그룹의 목표다.

수소생산기술존은 포스코홀딩스와 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 상용화 개발을 추진하고 있는 암모니아 기반 수소추출 기술을 만나볼 수 있는 부스다. 수소밸류체인 상의 핵심 기술인 암모니아 크래킹 기술(암모니아에서 수소를 추출하는 기술)과 고온수전해 기술(고온에서 물을 전기 분해해 수소를 만드는 기술), 중조(탄산수소나트륨)를 활용한 블루수소 생산기술을 한눈에 확인할 수 있어 흥미로웠다. 수소저장탱크, 암모니아 저장탱크 등 수소생산에 필요한 실제 설비 시설을 모형으로 재현해 수소가 만들어지고 공급되는 과정을 쉽게 이해할 수 있었다.

▲ 포스코홀딩스의 암모니아 기반 수소 추출 과정이 모형으로 구현되어 있다.

▲ 전시관 관계자가 암모니아 기반 수소 수출 기술에 대해 설명하고 있다.

암모니아는 수소 함량이 높고 기존 인프라 활용이 가능하다는 장점이 있어 그린수소를 가장 효율적으로 저장하고 운송할 수 있는 소재로 주목받고 있다. 이에 포스코홀딩스는 국내 최초로 상용 암모니아 수소추출 기술을 확보하기 위해 2025년까지 데모플랜트 실증을 완료할 계획이다.

포스코이앤씨의 수소사업 EPC, 설계(engineering)에서부터 조달(procurement), 시공(construction)을 원스톱으로 제공하는 수행 역량을 소개하는 수소플랜트EPC존은 3D 영상과 모형으로 그린수소와 블루수소 생산 플랜트의 특징을 관람객들이 쉽게 이해할 수 있도록 구성했다. 포스코이앤씨는 글로벌 파트너사들과 함께 대규모 수소 프로젝트에 적극 참여하고 있으며, 수소 분야 EPC 사업을 선도해 탄소중립 구축에 적극적으로 이바지하겠다는 포부를 밝혔다.

CCS존과 수소인프라존, 수소발전존에서는 올해 1월 종합 에너지사업회사로 발돋움한 포스코인터내셔널의 CCS(탄소포집저장) 기술과 국내 수소복합터미널, 수소혼소발전 사업 현황이 전시되어 관람객들의 흥미를 끌었다. CCS에서 가장 중요한 것은 이산화탄소를 포집해 저장할 수 있는 저장소를 확보하는 것인데, 포스코인터내셔널은 다양한 해외 자원 개발 프로젝트 수행 경험을 바탕으로 글로벌 에너지 기업들과 CCS 공동 연구를 진행 중이며, 미국과 호주 등지에서 CCS 사업화를 추진 중이다.

또한 2035년까지 인천과 광양, 포항을 중심으로 총 126만 톤 규모의 친환경 수소복합터미널을 구축하고, 인천에서 운영 중인 LNG 발전소를 수소혼소 발전기로 대체해 세계 최초 GW(기가와트)급 상업용 수소혼소 발전소를 운영할 계획이다.

해외에서 생산된 수소는 어떻게 국내로 가져올까. 수소강재존에는 수소 운송에 쓰이는 고망간강 저장탱크를 비롯해, 모빌리티용 연료탱크, 수소배관 등의 실물들을 전시해 관람객들의 이해도를 한층 높였다. 포스코의 탄소중립 철강 브랜드인 그리닛(Greenate)은 수소저장/운송용으로 특화된 제품을 공급하고 있는데, 이 제품들은 안전하게 수소를 운송하는 것은 물론, 가격 경쟁력 확보와 소재 국산화에도 크게 기여한다는 평가를 받고 있다. 평소 접하기 어려운 소재인 만큼 제품 하나하나를 카메라에 담는 관람객들도 많았다.

포스코모빌리티솔루션은 포스코의 철강 소재를 사용해 친환경 모빌리티의 핵심 부품인 ‘구동모터코아’와 ‘수소연료전지 분리판’을 생산하고 있다. 이번 전시에서는 수소 전기차 구동모터코아, 하이브리드 차량용 구동모터코아, 수소연료전지 분리판에 사용하는 핵심 부품을 전시해 관람객들의 이해를 도왔다. 실제로 하이브리드 차량에 사용하는 부품인 만큼 자동차에 관심 있는 관람객들은 꽤 오랜 시간 모빌리티솔루션존을 머물며 꼼꼼히 관람하는 모습을 보이기도 했다.

구동모터코아는 포스코모빌리티솔루션의 다양한 적층 기술과 높은 정밀도를 자랑하며, 특히 Poss470FC 수소연료전지 분리판은 세계 최초로 ‘무코팅 표면처리’ 기술을 적용해 최고 수준의 전기 전도성과 경제성을 확보한 스테인리스 소재로 업계의 주목을 받고 있다.

이번 H2 MEET 행사에서 첫 신설된 HBI은 친환경 철강 원료인 HBI 연계 수소 프로젝트를 선보이는 자리였다. HBI는 철광석에서 산소를 제거(환원)한 환원철을 조개탄 모양으로 성형한 가공품이다. HBI존에서는 HBI를 비롯해 분광, 괴광, 펠렛 등 친환경 저탄소 원료를 실물로 전시해 수소사업에 대한 이해를 도왔다. 일부 관람객들은 전시된 친환경 저탄소 원료가 궁금한지 해당 부스 담당자에게 원료와 관련한 질문을 하고 함께 사진을 찍기도 했다.

포스코는 궁극적인 그린철강 생산기술로 ‘수소환원제철’ 기술을 개발함과 동시에 브릿지 기술로 전기로를 도입해 이산화탄소 배출을 줄여나간다는 계획을 공표한 바 있다. 이에 포스코는 철광석과 재생에너지 자원이 풍부한 호주에서 그린수소를 생산하고 수소를 환원제로 사용하는 저탄소 철강 원료 HBI를 생산할 계획이며, 현재 서호주에서 HBI 플랜트 건설 및 그린수소 생산 프로젝트를 동시에 추진 중이다.

마지막으로 HyREX전시존은 포스코그룹이 수소사업을 추진하는 가장 근원적인 이유인 수소환원제철을 소개하는 공간이다. 포스코는 석탄 대신 수소로 친환경 철을 만드는 유동환원로 기반의 수소환원제철 기술 HyREX를 개발 중이며, 2030년까지 수소환원제철 기술 실증을 완료하고, 대규모 상용 플랜트를 운영해 2050년에 차질 없이 탄소중립을 달성한다는 계획이다.

▲ 오만 그린수소 프로젝트 모형 앞에서 도슨트 설명을 듣는 관람객들의 모습.

포스코 전시장에는 하루에 2번 전문 도슨트가 관람객들에게 해당 전시의 내용을 상세하게 설명하는 시간을 가졌다. 다소 멀게 느껴지던 수소산업에 대해 쉽게 이해할 수 있는 시간으로, 국내외 많은 관람객이 도슨트의 설명을 들으며 포스코 전시관을 흥미롭게 관람했다. 도슨트의 설명을 들은 한 관람객은 “포스코가 진행하는 수소산업에 대해 전반적으로 이해할 수 있는 자리였다”며 “수소 생산부터 저장, 운반까지 전 밸류체인을 실물과 모형으로 볼 수 있어서 무척 뜻깊은 전시였다”고 소감을 전했다.

‘H2 MEET’는 국내최대 수소산업 비즈니스 전시회로 포스코그룹은 수소사업을 효과적으로 대외에 알리고자 3년 연속 참여하고 있습니다. 올해는 포스코홀딩스, 포스코, 포스코인터내셔널, 포스코이앤씨, 포스코모빌리티솔루션, RIST가 함께 전시에 참여해, 글로벌 청정수소 생산부터 운송, 저장, 활용 등 전 밸류체인에 걸친 포스코그룹사의 수소사업 역량과 성과를 선보입니다.

작년까지는 포스코그룹의 장기적 수소 생산 비전을 보여주었다면 올해에는 보다 현실화된 사업 내용으로 준비했습니다. 모형과 영상 콘텐츠를 활용해 오만, 북미, 호주 등 각국에서 진행하고 있는 청정수소 생산 프로젝트를 쉽게 이해할 수 있도록 하였고 또한 새롭게 친환경 철강원료인 HBI를 소개하는 ‘HBI 존’을 신설하였습니다. 서호주 필바라 지역에서 27년 시운전을 목표로 진행하고 있는 HBI플랜트 건설 프로젝트를 모형으로 준비했습니다. 이번 전시에서는 QR코드 스캔을 통한 관람객 참여형 E-도슨트를 준비해 쉽게 사업 내용을 이해할 수 있도록 했습니다.

포스코그룹은 수소사업 주도권 확보를 위해 수소 밸류체인 내 핵심기술인 암모니아 수소추출, 고온수전해, 중조 기반 블루수소 생산 기술을 개발하고 있습니다. 전세계 98%의 수소사업 프로젝트에서 암모니아 합성,운송 방식을 검토할 정도로 현재로서는 암모니아가 가장 효율적인 수소 운반수단입니다. 포스코홀딩스는 암모니아 수소추출 기술을 자체 개발 중으로 2025년 데모 플랜트 설립을 목표로 하고 있습니다.

또한 고온수전해는 수증기를 700℃ 이상의 고온에서 전기분해하는 기술로 적은 양의 전기에너지를 필요로 하기 때문에 효율적으로 수소 생산이 가능한 기술입니다. 현재 상용화를 목표로 시스템 개발을 진행하고 있습니다. 마지막으로 중조 기반 블루수소 생산은 이산화탄소와 제철소 탈황공정 및 이차전지 발생 부산물인 망초를 활용하여 중조(베이킹소다)를 생산하는 이산화탄소 포집 및 활용(CCU, Carbon Capture Utilization) 기술입니다. 부산물을 활용해 중조 및 석고를 생산하는 친환경 기술이며, 블루수소의 경제성을 올릴 수 있는 효과적인 기술입니다.

지난 6월 포스코홀딩스가 주도하는 3개국 5개사 컨소시엄으로 오만 그린수소 독점개발 사업권을 확보하였는데, 이는 국내 기업이 추진하는 해외 최대 규모의 그린수소 생산 프로젝트입니다. 오만 두쿰지역의 부지면적은 서울시의 절반에 해당하는 340Km²으로, 앞으로 해당 부지에 5GW 규모의 재생에너지 단지를 조성하고, 2030년 연 22만톤의 그린수소를 생산할 계획입니다. 현지 생산 그린수소는 효율적이고 안전한 운송을 위해 약 120만톤의 암모니아로 전환한 후 국내로 들여와 수소환원제철, 혼소발전 등에 활용할 계획이며, 일부 물량은 오만 현지에도 공급할 예정입니다.

최근 정부에서 청정수소 발전 입찰제도를 시행하는 등 세계 최초로 대규모 수소 수요 시장을 창출하기 위해 노력하고 있습니다. 포스코그룹은 수소환원제철과 수소, 암모니아 혼소발전 등의 자체 수요만으로도 약 500만톤의 수소가 필요한데, 이는 2050년 국내수요 2천800만톤의 약 18%에 해당하는 막대한 양입니다. 포스코그룹은 국내 최대 규모의 캡티브(Captive) 수요를 기반으로 경쟁기업보다 규모의 경제를 달성하는데 유리한 강점을 보유하고 있습니다. 또한 수소산업 전 밸류체인에 걸쳐 각 그룹사들이 역량을 보유하고 있는 만큼 이로 인한 시너지도 클 것으로 기대합니다.

포스코는 이번 ‘H2 MEET 2023’을 통해 그룹사의 수소사업 밸류체인을 총망라하며 차별화된 기술력과 제품을 다시 한번 국내외에 널리 알렸다. 수소사업 밸류체인은 포스코가 만들어갈 탄소중립 실현의 핵심으로 우리나라뿐 아니라 세계적인 수소산업의 견인차 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.

화석연료 시대의 종말

바야흐로 수소 사회다. 고체 연료인 석탄에서 액체 연료인 석유로 전환된 것이 불과 150여 년 전 일인데 이제는 인류가 석유와 작별 인사를 나누어야 할 시간이 가까워지고 있다. 한때 가스 연료인 천연가스가 주목을 받기도 했으나 지구 온난화 가속화로 이제는 화석연료 시대의 종말이 바로 문 앞까지 다가왔다.

최근 정부는 2050 탄소중립 시나리오와 2030년 국가 온실가스 감축 목표 상향을 발표했다. 특히 2030년까지 2018년 대비 온실가스 배출 40% 감축을 목표로 설정했는데, 이는 매우 도전적인 것으로 해당 목표를 달성하려면 국가적 역량을 총동원해야 하는 실정이다. 화석 연료의 종말과 함께 가장 주목받는 것은 수소이다. 수소는 그 자체로 청정에너지일 뿐 아니라 현재 주력산업의 지속 가능한 발전을 담보해 줄 유일무이한 대안이기 때문이다.

전 세계적인 수소 경제의 성장

수소 경제 추진은 전 세계에서 전방위적으로 이루어지고 있다. 지난 5월 11일 수소 경제 관련 글로벌 CEO 협의체인 수소위원회(Hydrogen Council)는 ‘Hydrogen Insight’ 보고서를 발표하고, 글로벌 수소 경제가 견고하게 성장하고 있음을 알렸다. 2023년 1월 기준으로 전 세계에서 1046개의 프로젝트가 진행되고 있고, 2022년 5월 이후 8개월 동안 총 투자는 약 35% 성장했다. 또한 2030년까지 3200억 달러 규모의 직접 투자가 진행되어 전해조 용량 기준 그린수소 생산이 약 230GW 규모까지 증가할 것으로 예상했다. 이는 현재 생산량의 약 300배에 해당하는 규모로 그 성장세가 얼마나 대단한 것인지 알 수 있다.

그리고 이러한 성장을 견인하는 것이 바로 사회정책적 지원이다. 특히 미국에서는 인플레이션 감소법(IRA)을 제정해 그린 수소 생산에 대한 3달러/㎏의 세액 공제를 지원하는데 이는 미국에서의 청정 수소 생산 가속화에 크게 도움이 될 것으로 보인다. 국내에서도 올해 3월 산업통상자원부에 수소수급실무위원회를 발족하고 수소사업법 제정 등을 통해 수소경제 성장을 위한 제도적 지원책을 마련할 예정이다.

수소 경제 달성을 위한 핵심 기술

수소 경제를 달성하려면 사회정책적 지원과 함께 기술적 난제 극복이 중요하다. 핵심 기술은 3대 분야로 요약할 수 있는데 ①수소 생산, ②저장·운송, ③활용 부분에 대한 요소 기술 개발이다.

수소의 생산
먼저 수소 생산에서는 생산 단가를 낮추고, 생산량을 극대화하는 기술 개발이 중요하다. 수소는 원자번호 1번인 주기율표의 가장 첫 번째 화학원소로 우주의 75%를 구성하고 있으나 지구상에서는 대부분 탄소나 산소와 결합해 메탄 또는 물의 형태로 존재하기 때문에 메탄가스의 개질이나 물의 분해를 통해 우리가 원하는 수소를 얻을 수 있다. 메탄으로부터 얻은 수소를 ‘블루수소’, 물로부터 얻은 수소를 ‘그린수소’라고 부른다.

블루수소의 생산은 수증기 메탄 개질, 부분 산화 개질, 메탄 건식 개질 등의 방법으로 이루어지며, 생산성을 높이는 방법으로 건식 개질이 가장 활발히 연구되고 있다. 건식 개질에서는 메탄과 이산화탄소를 반응시켜 수소를 생산하기 때문에 온실가스 저감과 수소 생산을 동시에 이룰 수 있는 장점이 있으나 코크 형성으로 촉매가 비활성화되는 문제가 발생한다. 또한 생산 과정에서 배출되는 이산화탄소는 CCS로 포집하는데, 분리 효율 증대와 경제성 향상이 걸림돌로 작용하고 있다.

태양광을 활용해 수전해로 수소를 생산하는 그린수소 기술은 주로 광전기화학 방식과 광전지-전기화학 방식을 활용하고 있는데, 알카라인 수전해 기술이 가장 기술적 성숙도가 높은 것으로 알려져 있다. 단, 이 경우에도 낮은 전류 밀도와 느린 응답성 등은 극복해야 할 과제이다. 미래 기술로 고분자전해질, 음이온교환막, 고체산화물 수전해 방식도 대안으로 연구되고 있다.

한편 우리나라는 일조량이 열악해 태양광을 활용한 수전해 상용화에는 많은 어려움이 있으며, 중동지역이나 호주에서 수전해로 그린수소를 생산한 뒤 이를 국내로 운송하는 방법이 더 경제적이다. 하지만 중동지역은 용수가 부족해 해수 담수화 기술로 용수를 확보한 후 수전해할 필요가 있으며, 이 경우 해수 내에 포함된 이온성 물질 사용에 따른 전극 열화 현상을 억제할 방안이 마련돼야 한다.

수소경제 활성화 로드맵에 따르면, 2022년 수소 가격은 6000원/㎏으로 연간 47만 톤을 공급하고 있는데, 2040년까지 3000원/㎏ 수준으로 가격 경쟁력을 확보해 연간 526만 톤을 공급하는 것을 목표로 하고 있다. 2023년 2월 사이언스지에 발표된 골드 수소(Gold Hydrogen)는 천연 상태에서 채굴 가능한 수소로, 석유의 발견에 버금갈 만한 것으로 주목받고 있다.

미국 지질조사국(USGS)은 지구 지각에 수 조 톤의 수소가 있을 수 있다는 주장을 하기도 했다. 실제로 남호주지역에서는 최대 500m 깊이에서 80% 순도의 천연수소 존재를 확인했다. 최근 미국, 말리, 호주 등에서 천연수소 시추가 추진되고 있는데 실제로 수소를 천연가스 상태로 채굴한다면 수소의 경제성을 단기간에 획기적으로 높일 수 있을 것으로 기대된다.

수소의 저장과 운송
수소의 대량 생산이 가능하면, 다음 단계는 수소를 저장하고 운송하는 기술 확보가 요구된다. 수소는 끓는점이 -252.9℃, 녹는점이 -259.2℃로, 상온에서는 가스 상태로 존재한다. 수소를 소용량 단거리로 운송할 때는 압축 기체의 형태가 가장 유리하며, 소용량 장거리에서는 액상유기수소운반체(LOHC)가, 대용량은 파이프, 해상운송에서는 LOHC 또는 암모니아로의 변환이 가장 경제적이다. 다만 암모니아를 이용한 수소화와 탈수소화 반응은 500℃ 전후의 높은 반응 온도와 귀금속계 촉매가 필요하며, 추가적인 정제 비용이 필요하다는 문제점이 있다.

반면 LOHC는 상온 상압에서 수소를 저장하고,방출할 수 있는 것은 물론, 기존의 가솔린과 유사한 액상 유기화합물을 사용해 현존하는 화석연료 저장·운송 인프라를 그대로 활용할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 단, LOHC로 방향족 물질을 사용할 경우 저렴한 가격에도 불구하고 수소 충전·방전 속도가 매우 느리다는 단점이 있고, *헤테로고리 화합물을 사용할 경우 충전·방전 속도를 높일 수 있지만 가격이 너무 비싼 문제점이 있다. 따라서 가역성, 안전성, 경제성을 모두 만족하는 LOHC를 개발하는 것이 가장 중요한 기술적 요소가 될 것으로 보이며, 동시에 충전·방전 속도를 높이기 위한 적절한 촉매 개발도 필요하다. 수소의 저장과 운송이 파이프와 선박을 통해 이루어진다는 점을 주목하면, 핵심 소재는 단연 철강이라는 것을 잊지 말아야 할 것이다.

^{*헤테고로리 화합물(heterocyclic compound) : 고리 모양의 구조를 가진 유기화합물 중에서, 그 고리를 구성하는 원자가 탄소뿐만 아니라 탄소 이외의 질소나 산소 등의 원자를 함유하는 화합물}

▲포스코가 ‘2021 수소모빌리티+쇼’에서 선보인 수소 이송용 배관(왼쪽)과 모빌리티용 연료탱크.

수소의 활용
마지막으로 수소 활용 기술이 완성되면 수소 사회의 퍼즐도 모두 맞춰진다. 대량 생산한 수소는 연료전지 기술, 가스터빈 발전 기술, 석유 대체 방향족 화합물 생산 기술, 미생물 개량 기술은 물론 철강 산업의 미래를 담보할 수소환원제철 기술에도 활용할 수 있다.
발전과 자동차 분야에서는 연료전지의 분리막 기술이 매우 중요한 요소 기술이다. 포스코는 연료전지 분리판 개발에서 독보적인 기술력을 확보해 2018년 수소전기차 ‘넥쏘’에 적용된 초고내식 스테인리스 스틸 기반의 분리판 소재인 ‘Poss470FC’를 개발하고 상용화에 성공했다.

▲포스코가 개발한 수소 연료전지 분리판 소재 Poss470FC.

고내식성과 높은 표면 전기전도성을 갖는 Poss470FC는 국제스테인리스스틸협회(ISSF, International Stainless Steel Forum) 2018년 신기술상(New Technology Award) 부문 금상을 비롯해 2019년 한국공학한림원 ‘대한민국 산업을 이끄는 산업기술성과 15선’에 선정되며 그 기술적 우수성을 인정받았다.

포스코가 수소 활용 기술로 개발하고 있는 HyREX 공정은 전 세계 어느 철강사도 도전하지 못한 기술로, 유동환원기술을 기반으로 일반 광석을 사용해 고품질의 철강 제품을 생산할 수 있는 최고의 기술이다. 다음 편에서는 수소 환원 제철 기술에 대해 자세히 다루도록 하겠다.

최근 수소 기술의 눈부신 발전을 보면, 쥘 베른이 1874년 발표한 《신비의 섬》에서 “언젠가는 물이 연료로 쓰여, 물을 구성하는 수소와 산소가 단독으로 또는 함께 열과 빛의 무한 공급원이 될 것”라고 한 예언이 현실화될 날이 머지않은 것 같다. 그날을 손꼽아 기다린다.

국가 경제를 좌우하는 이동의 중요성

예로부터 이동은 국가의 경제를 발전시키는 원천이었다. 모든 길은 로마로 통한다는 말처럼 로마는 전국을 촘촘한 도로망으로 연결했는데, 로마제국의 도로 길이는 총 약 40만 ㎞에 이르렀다고 한다. 이는 현재 대한민국 도로 길이의 약 4배에 이르는 거리로, 당시 로마가 국가의 경제력을 확보하는데 이동을 얼마나 중요하게 여겼는지 알 수 있다. 우리나라에서도 김정호의 대동여지도를 통해 도로를 통한 이동의 중요성을 확인할 수 있다. 대동여지도에는 10리마다 작은 눈금을 찍어 거리를 표시했는데, 사용자는 눈금 수를 세는 방법으로 거리를 확인할 수 있었고, 이는 사람과 물자의 이동을 통제하는 매우 중요한 정보로 활용됐다. 역사지도 전문가인 김종혁 박사가 대동여지도를 조선시대의 ‘대동여비게이션’이라고 부르는 이유이기도 하다.

이동이 멈추면 경제 활동도 멈춘다. IMF에 따르면 2009년 세계 금융 위기 당시 전 세계 GDP가 0.1% 감소한 반면 2020년 코로나로 인한 락다운으로 전 세계 GDP가 3.0% 감소했다고 한다. 사람으로 치면 근골격이 강건해도 순환계에서 문제가 생기면 정상적인 활동이 불가능한 것과 같다. 반대로 이동이 회복되면 경제 활동도 회복된다. 최근 코로나로 인한 사회적 거리두기가 폐지되면서 국내 여행사들은 1분기 흑자 전환에 성공했고, 저비용항공사(LCC)는 사상 최대 분기 실적을 기록했다.

교통을 넘어선 모빌리티 시대의 도래

일반적으로 자동차, 기차, 배, 비행기를 이용해 사람이 오고 가거나 짐을 실어 나르는 이동을 ‘교통(traffic)’이라고 부른다. 그런데 언제부터인가 ‘모빌리티(mobility)’라는 말이 교통을 대신하게 되었다. 국제적인 자동차 쇼도 모빌리티 쇼로 이름을 바꾸어 부르기 시작했고, 이러한 세계적인 변화에 발맞추어 국토부에서도 작년 12월 ‘모빌리티자동차국’을 신설했다. 카카오모빌리티의 김건우 수석이코노미스트는 ‘교통’은 ‘공급자’가 정한 장소, 시간, 방법에 의한 이동을 의미하는 반면 ‘모빌리티’는 ‘이용자’가 원하는 장소, 시간, 방법에 따른 이동을 의미한다고 정의했다. 현대자동차 홈페이지에서도 궁극적인 이동의 자유를 모빌리티라고 이야기한다. 그리고 이러한 이동의 자유를 가능하게 하는 것이 바로 정보통신 기반의 데이터이다.

2022년 카타르 월드컵을 기억하는가? 카타르 알라이얀의 에듀케이션시티 스타디움에서 열린 조별리그 H조 3차전 대한민국과 포르투갈 경기에서 포르투갈 수비에 둘러싸인 손흥민이 옆에서 쇄도하는 황희찬에게 어시스트를 하여 골을 성공시켰다. 알라이얀의 기적이라고 불리는 이 역전 골로 대한민국은 12년 만에 월드컵 16강에 진출하는 쾌거를 이뤘다. 경기 후 인터뷰에서 손흥민은 수비수로 둘러싸여 막힌 상황에서 순간 상대 수비수의 다리 사이로 공간이 보였고, 그곳으로 볼을 밀어 보냈다고 이야기했다. 움직이는 곳에서 순간적으로 새로운 기회를 포착한 것이었다.

모빌리티도 마찬가지이다. 모빌리티는 이동을 통해 이전의 부동산 위주의 사회에서는 만들어 낼 수 없었던 새로운 비즈니스 기회를 만들어 낸다. 이동 과정에서 다양한 교통수단과 정보통신 기반 데이터를 연결해 새로운 비즈니스를 창출했다. 차량 공유, 택시 호출, 공유 킥보드, 공유 자전거와 같은 것들이다. 실례로 카카오모빌리티 보고서에 따르면 일반 택시 대비 호출 중심의 택시는 공차 이동과 대기 시간 감소로 에너지 소비량을 약 25% 절감했다고 한다.

모빌리티 등장과 이동의 확장

이동의 본질은 무엇인가? 이동은 삶의 반경의 확장을 의미한다. 예전에는 공간과 공간의 연결에 그쳤다면 이제는 이동하는 수단이 새로운 공간을 창조하고 있다. 즉, 모빌리티는 부동산의 가동산화를 만들어낸다. 최근 유행하고 있는 푸드 트럭과 차박은 가동산의 대표적인 예이다. 새로운 모빌리티의 등장은 이동의 공간을 3차원으로 넓혔다. 2024년 파리 올림픽에서는 도심항공모빌리티(UAM)의 운영을 계획하고 있고, 국내에서도 조만간 UAM이 도입될 것으로 기대하고 있다. 결과적으로 이동은 국토를 가장 효율적으로 사용할 수 있는 방법이다.

이동의 확장은 인류의 삶에 필연적 변화를 가져온다. 가장 큰 특징은 여객과 물류에 대한 모빌리티 구분이 사라질 것이라는 점이다. 즉, 승용차와 화물차의 구분이 사라진다는 것이다. 예를 들어 24시간 자율 운행이 가능한 모빌리티의 경우 사람들이 잠든 시간에 물류를 운송할 수 있다. 코로나로 우버 승객이 감소했을 때, 우버잇츠(Uber Eats)와 같은 배달 서비스가 활성화된 점을 주목할 필요가 있다. 스마트 도시에서 공유 오피스가 공간 사용의 효율을 극대화한다면 미래 모빌리티에서 공유 차량은 이동의 효율을 극대화할 수 있다. 이러한 이동은 여객과 물류의 벽을 허물고 진화할 것이다. 이를 위해 필요한 기술적 요소는 연결, 자율주행, 공유, 전동화로 요약할 수 있다. 그리고 현재의 자동차는 이러한 다용도 모빌리티로 활용되려면 그 형체가 크게 변화할 것으로 예상하고 있다. GM의 크루즈(Cruise)와 같은 차량이 대표 사례다.

한편 스마트 미래 모빌리티가 지속가능성을 담보하려면 친환경적인 이동의 속성을 확보할 필요가 있다. 아쉽게도 현재까지 인류의 이동은 환경을 지속적으로 가능하지 못하게 하는 방향으로 진행됐다. 엔진의 개발은 인류의 번영을 가져왔지만 동시에 온실가스의 배출을 증대시켰다. 지구온난화와 자원 고갈의 문제 앞에서 이러한 방향은 지속 가능하지 않다는 것이 증명되었다. 이에 많은 자동차사들이 내연기관의 종말을 선언하고 나섰다. 지구온난화가 인류에게 미치는 영향을 고려한다면 친환경 전기차로의 전환은 속도의 문제이지 방향의 문제가 아닌 것으로 판단된다.

미래 모빌리티 시대가 요구하는 철강의 성능

한편 자동차 중심의 이동 수단이 미래 모빌리티로 변해도 바뀌지 않는 것이 있다. 바로 구조체는 여전히 철강을 기반으로 만들어질 것이라는 점이다. 이는 모빌리티의 수요와 지구의 자원을 고려할 때 매우 당연한 결과이다. 단, 미래 모빌리티 소재가 요구하는 성능을 철강이 만족시킬 수 있을 것인가에 대해서는 생각해 볼 필요가 있다.

첫 번째 성능은 고강도 경량화이다. 전기차의 전비를 향상하는 방법은 내연기관 차량과 동일하게 고강도 강재를 사용해 차량의 경량화를 달성하는 것이다. 두 번째로 요구되는 성능은 고강성이다. 미래 모빌리티가 승객과 화물을 동시에 수용해야 한다면, 내부 적재 용량을 최대한 확보할 필요가 있으며, 회전 시 쏠림 현상을 막으려면 매우 높은 강성이 요구된다. 실례로 테슬라의 사이버트럭은 높은 강성의 스테인리스 차체를 사용한 엑소스켈레톤 방식이 적용된 것으로 알려져 있다.

세 번째는 고내식성이다. 여객과 물류의 구분이 없어질 경우, 높은 수준의 청정도를 지속 유지하려면 강재 전반의 내식성을 향상할 필요가 있다. 마지막으로는 향상된 내피로 성능이 요구된다. 연결, 자율주행, 공유, 전동화로 표현되는 미래형 모빌리티는 현재에 비해 운행 시간이 기하급수적으로 늘어날 수 있다. 따라서 지금까지의 차량 유지 보수와는 다른 차원의 접근법이 필요하다고 할 수 있다. 오랜 시간 운행으로 야기될 피로의 문제는 궁극적으로 해결해야 하는 핵심 기술이 될 것이다. 미래형 모빌리티의 동력에 해당하는 모터에 사용하는 전기강판의 극박화와 효율 증대, 배터리용 케이싱 소재의 안전성 강화 등도 철강 분야에서 주목해야 할 영역이라고 할 수 있다. 철강 외 소재 분야에서는 배터리 소재의 성능 향상과 가격 경쟁력 향상의 도전이 지속될 것으로 보인다.

지금까지 탄소중립사회를 만드는 두 개의 축, 스마트 도시와 미래 모빌리티를 살펴보았다. 결론적으로 지속가능한 탄소중립 미래사회는 데이터와 철강 기반의 구조물을 정보통신으로 서로 연결하는 것이 핵심임을 알 수 있었다. 다음 편에서는 수소 사회와 철강에 대해 알아보도록 하겠다.

인구 증가 그리고 도시의 증가

2022년 유엔의 ‘세계 인구 전망’ 보고서에 따르면, 전세계 인구는 지속적으로 성장하고 있다. 올해 세계인구는 약 80억 명으로, 2030년에는 85억 명, 2050년이 되면 약 97억 명까지 증가할 것으로 예측하고 있다. 전세계에서 가장 많은 인구가 거주하는 곳은 23억 명이 거주하는 동부·동남아시아 지역과 21억 명이 거주하는 중부·남부아시아 지역이다. 가파른 인구 성장을 보이고 있는 지역은 중부·남부아시아와 아프리카로, 2020년부터 2050년까지 각각 21억 명에서 26억 명, 12억 명에서 21억 명으로 급격한 성장을 보일 것으로 예상된다.

이러한 인구 증가는 필연적으로 도시의 증가를 야기한다. ‘도시’는 인간의 사회∙경제∙정치 활동의 중심이 되는 장소로, 수천∙수만 명 이상의 인구가 집단 거주하여 가옥이 밀집되고 교통로가 집중되어 있는 곳으로 정의된다. 도시와 반대되는 개념은 ‘촌락’으로, 인간의 사회∙경제∙정치 활동이 활발해질수록 촌락에서 도시로의 인구 유입이 늘어난다. 1990년 43% 수준이었던 도시인구는 2018년 55%까지 성장했으며, 2030년 60%, 2050년 68%까지 성장할 것으로 예상되고 있다.

도시는 국민소득과도 밀접한 관계를 갖는다. 국민소득이 높은 나라의 도시화율은 1990년 이미 74%를 기록했으며, 2050년에는 88%를 달성할 것으로 기대하고 있다. 반면 국민소득이 낮은 나라들은 도시화율이 1990년 23%에서 2050년 50% 수준으로 전세계 평균에 한참 미치지 못한 수준이다. 도시화는 사회의 부를 창출하는 원동력이기에 현재 전 세계 모든 나라에서는 도시 개발을 위한 다양한 프로젝트를 진행하고 있는데, 그것이 바로 ‘스마트도시’ 프로젝트이다.

스마트도시의 등장

스마트도시는 사회기반시설과 서비스를 데이터로 연결한 도시이다. 스마트도시는 1990년대 인터넷 보급과 함께 ‘디지털 시티’라는 이름으로 시작되었다. 2000년대 고속인터넷이 확산되면서 첨단 IT인프라와 유비쿼터스 정보기술을 갖춘 도시를 추구했고, 국내에서는 ‘유시티(U-City)’ 프로젝트라는 이름으로 개발됐다.

유시티(U-City)에서는 모든 정보 시스템을 무선네트워크나 RFID 태그 등으로 연결하고, 행정, 교통, 방범, 방재 시스템은 물론 주거공간의 홈네트워크화가 이뤄졌다. 2010년부터는 빅데이터의 수집과 관리가 가능해지면서 정보통신기술을 기반으로 도시의 경쟁력 강화, 삶의 질 향상, 친환경성 강화, 사회기반시설의 운영 등의 영역으로 확장됐다.

스마트도시에서는 데이터를 기반으로 기존의 도로를 넓히거나 새로운 도로를 건설해 교통 이동 시간의 단축, 사고 감소, 공기 질 정화 등의 효과를 내기도 하고, CCTV와 모바일 앱 등을 활용하여 경찰 업무의 효율을 높여 범죄 발생률을 감소시키기도 한다. 노후한 수도관 누수 지역을 정밀 검사하여 교체함으로써 수도의 낭비를 억제하기도 하며, 쓰레기의 양을 측정해 비용을 부담하게 하는 방법으로 쓰레기 발생량을 줄이고, 재활용률을 높이기도 한다. 야간에는 도로의 통행량을 모니터하고 그에 따라 조명을 조절해 에너지 절약도 가능한 것이 스마트도시다.

일반적으로 스마트도시는 데이터와 정보통신기술을 기반으로 한 서비스에 관심을 갖고 있으나 실제 스마트도시를 구현하는 물질적 실체는 인프라, 곧 사회 기반시설에 있다. 기본적으로 주거시설, 상업시설과 같은 건축물, 사람과 물자의 연결 통로인 도로, 다리, 철도, 에너지를 수송하는 전력망, 정보를 연결하는 통신망, 그리고 물, 가스 등을 수송하는 파이프라인에 이르기까지 사회기반시설의 구성이 가장 밑바탕에 위치하고 있다. 아시아 지역의 급격한 인구증가와 함께 스마트도시 개발 사업으로 발생하는 막대한 철강의 수요 증대가 기대되는 이유다.

한편 스마트도시의 인프라를 가장 효율적으로 사용하는 방법은 ‘공유’이다. 2018년부터 활성화된 공유 오피스는 코로나로 인한 거리두기가 전면 해제되면서 다시 주목을 받고 있다. 대기업은 지역 거점 오피스로 활용하기도 하며, N잡러 프리랜서와 스타트업 예비창업자가 늘면서 1인 기업을 위한 공유오피스는 새로운 업무 공간 트렌드로 자리잡고 있다. 세계적인 체인인 H 호텔은 낮시간에 호텔방을 업무용 공간으로 대여하는 서비스를 운영하는 등 도시 인프라의 고효율화를 위한 비즈니스가 확대하고 있다.

미래형 스마트도시 속 철강의 역할

그러나 기존의 콘크리트 기반 인프라는 시대 변화에 따른 공간 변화의 요구를 반영하는 데 한계가 있다. 거주 공간에서는 가구 구성원의 변화, 외식이나 배달 중심의 식문화의 변화 등을 반영하기 어렵고, 사무 공간에서는 1인 기업의 활성화, 증가한 온라인 화상회의 등으로 인한 소음과 보안 문제에 능동적으로 대응하기 어려운 것이 현실이다. 따라서 이러한 사회적 구조 변화를 반영해야 하는 미래 스마트도시에서는 콘크리트가 아닌 철골 중심의 건축물이 증가할 것으로 예상된다. 특히 판재를 원하는 형태로 재단하고 용접해 제조하는 빌트업빔은 다양한 구조의 건축물에 맞춤형 규격으로 제작할 수 있어 건축물 자체의 온실가스 배출량을 최소화하고, 자유로운 공간 설계가 가능하다는 장점이 있다.

최근 건축용 철강 내외장재의 발전은 공간 연출 측면에서도 획기적인 발전을 이룰 수 있게 했다. 대리석은 물론, 나무의 외관과 감촉까지 구현한 컬러강판은 철강 제품이 어디까지 진화할 수 있는가를 단적으로 보여주는 미래형 소재이다. 이러한 철강 제품을 조합하여 제작한 모듈러 유니트 베스룸은 기능적 우수성은 물론 사용 후 리사이클링을 고려해도 가장 친환경적인 선택이 될 수 있다. 건물 외부에 태양광 패널을 설치할 수 있도록 한 스마트 솔라 패널 또한 도시의 에너지 효율을 극대화하는 데 기여할 수 있는 효과적인 선택지이다.

▲포스코스틸리온의 나무무늬 컬러강판을 적용한 스타벅스.(자료:포스코스틸리온홈페이지)

미래형 스마트도시에서 주목받고 있는 구조물은 철강 모듈 건축이다. 특히 도심 속 재건축 현장에서는 공기의 단축과 건설 중 소음 및 먼지 발생 저감, 숙련된 건설 인력 구인난 등을 극복하고자 모듈러 건축이 요구되는데, 철강 모듈 건축은 자원의 효율적 이용은 물론 온실 가스 배출 저감 부문에서도 다른 형태의 건축을 압도하는 특징을 갖고 있다.

▲포스코A&C가 모듈러 건축 공법으로 지은 공동주택 청담뮤토(왼쪽)와 평창동계올림픽 미디어레지던스 모듈러호텔.(자료:포스코A&C홈페이지)

지금까지 살펴본 바와 같이 미래형 스마트도시에서 철강의 역할은 각별하다. 지리적 여건으로 볼 때, 전세계에서 가장 많은 인구가 거주하며 가장 많은 도시 건설이 요구되는 아시아 지역에서 국내 철강사, 특히 포스코의 책임은 막중하다. 도시의 인프라 건설에서 가장 중요한 소재가 바로 철강이고, 이러한 제품을 가장 효과적으로 공급할 수 있는 기업이 바로 포스코이기 때문이다. 기존의 도시 관리도 중요하지만, 철강으로 처음 건설하는 도시의 에너지와 자원 효율을 극대화하는 설계가 궁극적으로는 전세계 기후변화에 대응하는 가장 효과적인 방법일 것이다.

I 1973년 대한민국의 오랜 염원, 최초의 일관제철소가 탄생하다

1973년 7월 3일 포항제철소 1기 설비 종합준공으로 국내 최초 일관제철소가 탄생했습니다. 1958년부터 정부 주도로 다섯 차례나 종합제철 건설 사업이 계획됐지만, 번번이 무산되다가 우여곡절 끝에 대일청구권 자금을 전용해 건설에 성공한 것입니다.

1973년 박정희 대통령은 연두교서에서 중화학공업화 선언을 하며 우리나라 경제발전의 구체적인 비전을 제시했는데, 이는 준공을 앞둔 포항제철소의 중요성을 보여줍니다. 성공적으로 건설 중인 포항제철소 1기 설비가 있었기에 철강을 비롯해 석유화학, 기계, 조선, 자동차, 전자 등 6대 전략사업을 집중 육성하겠다는 선언도 할 수 있었던 것입니다.

대한민국 경제사에 큰 획을 그은 1973년 7월 3일 종합준공식, 바로 그날의 현장으로 가볼까요?

▲종합준공식에서 단체 표창 수치를 달아주는 박정희 대통령.

포항제철은 1973년  7월 3일 오후 2시 박정희 대통령과 국내외 귀빈, 회사 임직원 그리고 건설 요원들이 참석한 가운데 포항 설비 1기 종합 준공식을 가졌습니다. 이날 박태준 사장은 “종합제철의 탄생은 정부의 강력한 지원과 온 국민의 열의의 소산이다” 라고 언급하며 한국 철강 공업의 기틀이 되리라는 각오를 밝혔습니다. 이에 박정희 대통령은 “조강 연산 103만톤의 종합제철공장을 완공한 것은 우리나라가 중화학공업의 문턱을 넘어서 훨씬 더 깊은 곳에 도달했음을 의미한다”는 축사로 포항제철소가 한국 산업의 핵심적인 역할을 할 것임을 천명했습니다. 또 곧이어 포스코 임직원에 대한 단체표창의 뜻으로 포스코 회사 깃발에 수치*를 달아주고, 고준식 부사장과 박종태 제철소장 등 건설에 중요한 역할을 담당했던 사람들에게 훈장과 표창장을 수여했습니다.

*수치(綬幟):유공단체를 포상할 때 주는 끈으로 된 깃발

I 일관제철소 탄생을 뒷받침한 범정부 차원의 전폭적인 지원과 뜨거운 관심

▲포항제철소 1기 종합 준공 기념우표(왼쪽)와 공장준공을 기념해 서울 광화문 거리에 세운 대형아치.

대한민국 역사의 수레바퀴를 돌린 사건이자 한국경제발전의 터닝포인트였던 포항 1기 종합 준공은 정부의 대대적인 지원과 뛰어난 인재들의 헌신이 있었기에 가능했습니다. 이는 경부고속도로 건설자금의 3배에 이르는 자금이 투입된 사상 초유의 대형 공사였습니다.

제선, 제강, 압연, 지원 설비 등 일관체제를 갖춘 총 22개 공장과 설비로 구성된 포항 1기 종합 준공 사업에는 내자 493억 원, 외자 711억 원(1억 7800만 달러), 합계 1204억 원을 투입했습니다. 또, 일본과 오스트리아의 6개사가 설비공급을 담당하고 국내 11개 건설회사가 시공을 맡았습니다. 39개월에 이르는 포항 1기 설비 건설기간 중 공사에 투입된 연인원은 315만4884명이었으며, 9만9918명의 슈퍼바이저가 기술지도를 담당했습니다. 자원과 인력의 투입 규모를 살펴보면, 당시의 국가적 관심과 뜨거운 분위기를 느낄 수 있습니다.

I 조업 첫해 놀라운 성과, 전통이 된 ‘흑자경영’

▲포항제철소 첫 제품출하 모습.

포항 1기는 국내철강산업 성공의 신호탄과 같았습니다. 종합준공 이후 조업 4개월 만에 정상조업도를 달성했고, 조업 1년을 맞은 1974년 7월에는 242억 원의 흑자를 기록하는 놀라운 성과를 거뒀습니다. 동시에 이는 회사의 전통이 돼, ’창립 이래 흑자경영’은 계속 이어졌습니다. 특히 조업 1년간의 실적은 보는 이들을 놀라게 합니다. 조강 기준 102만 5000톤으로 공칭 능력 103만 2000톤의 99.4%를 달성했으며, 압연제품은 공칭 능력 83만 2000톤을 넘어선 86만 6000톤의 실적을 올린 것입니다. 품질도 국제수준에 도달해 후판의 경우 영국 로이드 선급협회를 비롯해 주요 국가의 권위 있는 기관으로부터 품질과 규격을 인정받아 1973년도 수출 실적이 21개국 2000만 달러에 달했습니다.

I 포스코 철강재는 대한민국 제조업 도약의 지렛대였다

포스코가 성장하고 철강 생산이 늘어나자 연이어 국내 주요 제조업도 함께 성장했습니다. 양질의 철강재를 국내에서 생산해 저렴하고 안정적으로 공급한 포스코가 지렛대 역할을 톡톡히 했기 때문입니다.

▲현대중공업이 처음으로 진수한 대형 유조선 애틀랜틱 배런호(왼쪽)과 포스코 제품으로 만든 현대자동차 첫 고유 모델 포니<※출처:동아일보(현대중공업제공), 경향신문(울산박물관 제공)>.

현대자동차, HD현대중공업 등 현재 글로벌 기업으로 발돋움한 회사들의 성장 뒤에는 포스코의 철강재가 있었습니다. 포스코가 철강을 생산하기 시작한 시점부터 대형 선박 건조나 고유 차량 모델 생산에 성공했습니다. 1974년 6월 HD현대중공업은 포스코 후판으로 대한민국의 첫 대형 선박인 유조선 ‘애틀랜틱 배런’호를 진수했고, 현대자동차 역시 같은 해 국내 최초의 고유 차량 모델 ‘포니’를 개발했습니다. 이를 시작으로 1988년에 현대자동차의 연간 생산량은 100만 대를 넘어섰습니다.

산업통상자원부에 따르면 포항제철소에서 첫 쇳물이 나온 1973년 국내 조선 건조량은 1만2000CGT(표준화물선환산t수), 자동차 생산은 2만5000여 대에 불과했는데요. 지난해 포스코의 철강 생산량은 3864만톤(국내)으로, 철을 재료로 만드는 조선 건조량은 781만CGT, 자동차 생산은 375만 7065대로 비약적으로 성장했습니다.

대한민국의 철강 역사 그 자체였던 포항제철소 1고로는 2021년 12월 수명을 다하고 48년 6개월 만에 멈췄습니다. 포스코 임직원뿐 아니라 한국의 발전을 지켜봐온 모든 분들이 1고로 종풍*을 바라보며 가슴 뭉클함을 느꼈을 것입니다. 그동안 1고로가 생산한 쇳물 5520만톤은 30만톤급 초대형 유조선 1380 척을 건조하거나, 중형 자동차 5520만대를 생산 할 수 있는 양입니다. 포스코는 말그대로 ‘제철보국(製鐵報國•좋은 철을 만들어 국가와 국민에 공헌한다)’을 50년간 실천해온 것입니다.

*종풍(終風):수명이 다한 고로의 불을 끄는 것

I 위기일수록 더 강한 포스코, 철강신화로 증명

2023년 현재, 포스코에는 고로 8기(포항제철소 3기, 광양제철소 5기)와 파이넥스(FINEX) 2기가 있습니다. 고로 개수 때마다 용량을 늘리는 등 출선량을 끌어올렸기 때문에 1고로가 종풍하고도 쇳물 생산량이 줄지 않았습니다. 포스코는 2021년 조강생산량 4533만톤, 연결기준 매출액 76조 3323억 원과 영업이익 9조 2381억 원으로 사상 최대 실적을 달성하며 매출과 영업이익 모두 창사 이래 처음으로 각각 70조 원, 9조 원을 돌파했습니다.

▲냉천범람 100일만에 재가동 후 첫 제품이 나오는 포항 2열연공장.

2022년 9월 태풍 힌남노로 포항제철소 인근 냉천이 범람하면서 여의도 면적 3배에 달하는 공장 일대가 침수되는 예기치 못한 시련도 겪었습니다. 그러나 포스코는 공장을 복구하는 데 아무리 짧아도 6개월은 필요하다는 전문가들의 예상을 깨고 135일 만인 지난 1월 19일 모든 공장을 정상 가동하는 놀라운 회복탄력성을 보여줬습니다. 위기에 강한 포스코, 유능한 직원들이 헌신적으로 회사를 이끌어가고 있기 때문이 아닐까요?

I 탄소중립이라는 두 번째 신화 쓴다

포스코는 지금 새로운 50년을 준비합니다. 50년 전 종합준공을 시작으로 세계에서 가장 영향력 있는 철강사(13년 연속 1위)로 성장하면서 첫 번째 신화를 완성했고, 다음 단계로 2050년 탄소중립을 목표로 석탄을 사용하지 않는 수소환원제철 기술을 개발해 두 번째 신화를 만드는 것입니다.

▲포스코 HyREX 수소환원제철 개념도.

포스코는 고로 등 기존 생산방식을 단계적으로 전환해 수소환원제철 생산체제를 완성할 계획입니다. 현재 포스코는 고유의 ‘파이넥스(FINEX)’* 유동환원로 기술을 기반으로 한 포스코형 수소환원제철 기술인 ‘하이렉스(HyREX)’를 바탕으로 수소환원제철 상용기술을 개발 중입니다.

지난해 7월에는 파이넥스(FINEX) 설비를 포스코와 공동으로 설계했던 영국의 플랜트 건설사 ‘프라이메탈스(Primetals)’와 수소환원제철 엔지니어링 기술 협력 업무협약을 체결하고 하이렉스(HyREX) 시험설비 설계에 착수했습니다. 이 시험설비는 2026년에 도입해 상업화 가능성을 확인할 예정인데요. 2030년까지 하이렉스(HyREX) 상용 기술개발을 완료한 후 2050년까지 포항•광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 ‘2050 탄소중립’을 달성할 계획입니다.

*파이넥스(FINEX) : 포스코가 고유기술로 개발해 ‘07년 세계 최초로 상용화한, 원료를 예비처리 하는 공정을 생략하고 값싼 가루 형태의 철광석과 유연탄을 바로 사용해 쇳물 생산이 가능한 설비.

I 포스코는 세계 철강산업 탄소중립의 구심점이다

포스코는 수소환원제철을 상용화하고자 지속적인 연구개발을 해오고 있으며, 글로벌 철강사와 탄소중립 실현을 위한 공감대 형성을 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다. 특히 2021년 세계 최초로 수소환원제철 국제포럼을 서울에 개최하며, 글로벌 철강사와 각국 철강협회, 원료공급, 에너지, 엔지니어링 기업과 정부•국제기구 관계자들을 한자리에 모았습니다.수소환원제철 기술로 일대 전환을 앞당길 지혜를 나누며 탄소중립 시대 철강산업의 구심점 역할을 해오고 있습니다. 그밖에도 포스코는 친환경소재포럼, 탄소중립 EXPO, 기후산업국제박람회에 참여해 적극적으로 국제사회에 포스코가 만들어갈 탄소중립의 비전과 목표를 제시하고 있습니다.

I 포스코의 수소환원제철 기술은 국가적 과제

‘수소환원제철’이라는 과제는 포스코의 힘만으로 해결할 수 있는 일은 아닙니다. 50년 전, 대한민국 정부가 철강산업의 필요성을 파악하고 일관제철소 건설 추진에 사활을 걸었던 때와 같은 국가적인 지원과 관심이 필요합니다. 당시 정부가 발벗고 나서서 부지조성, 철도, 항만, 댐 등 각종 인프라 구축 및 철강공업 육성법 등으로 제철소 건설을 적극 지원한 덕택에 오늘날 대한민국 철강산업이 세계적인 경쟁력을 갖게 된 것처럼 말입니다.

다시 철강산업의 패러다임을 주도해 대한민국의 새로운 기회를 잡으려면 국가와 기관의 적극적인 정책과 지원 체계 마련이 반드시 뒷받침돼야 합니다.이제 수소환원제철로 철강 생산방식 전환은 피해갈 수 없는 대전제이자 국가 산업의 생존 전략이기 때문입니다.

이를 통찰한 세계 각국 정부는 파격적인 철강 기업 지원안을 내놓고 있습니다. 독일 연방정부는 아르셀로미탈의 함부르크 공장에 750억 원 규모를 지원하고, 독일 연방 및 주정부는 제철사 잘츠기터에 1조 4000억 원을 각각 지원하기로 했습니다. EU는 스웨덴 철강기업 사브(SSAB)에 혁신기금 1900억 원을 지원하며 그린 철강 전환에 힘을 보탰습니다. 세계 각국은 정부 차원에서 의제를 설정하고 직접적으로 자금을 지원하며 탄소 중립 밸류체인 인프라 구축을 서두르고 있습니다.

새로운 패러다임을 향한 글로벌 경쟁 속에서 살아남기 위해서는 하이렉스(HyREX) 개발에 정책적 지원과 함께 수소 가격 경쟁력 확보를 위한 정부 차원의 인프라스트럭처 구축이 절실히 필요합니다. 국가경쟁력과 직결된 수소환원제철 기술을 국가전략기술로 지정해야 제조업의 근간인 철강산업의 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것입니다.

포스코는 종합준공 50주년을 맞아 불가능해 보이는 도전을 시작했던 그날의 각오로 철강산업의 2막을 엽니다. 대한민국 산업의 르네상스를 만든 주인공으로서 K-제조업의 미래를 지켜간다는 무거운 책임감도 느낍니다. 탄소중립이라는 산업 대전환 시대에 국내 제조업 경쟁력을 보호하고 경제성장의 기회로 삼기 위해서는 철강산업에 대한 정책적, 제도적 지원책 마련이 필요한 시기입니다.

변화의 중심에 선 포스코는 50년 동안 쌓은 경험과 역량을 바탕으로 앞으로의 50년도 단단히 다져나가겠습니다.