먼저 눈길을 끄는 것은 이차전지소재 사업 부문. 포스코그룹은 친환경 모빌리티 시대를 선도할 핵심사업으로 육성 중인 이차전지소재사업에서 선제적으로 대규모 자본을 확충하며 성장 투자 기반을 다졌다.

지난 15일 포스코그룹은 포스코케미칼 유상증자 결과 당초 조달 1조 원을 크게 상회하는 1조 2,735억 원을 조달했다. 창사 이래 최대 규모의 유상증자를 단행하며 이차전지소재를 그룹의 핵심사업으로 육성하겠다는 비전을 제시한 것이 투자자들로부터 높은 평가를 받은 것으로 평가된다.

포스코그룹은 포스코가 리튬, 니켈 등 원료 부문을 맡고, 포스코케미칼이 양극재와 음극재를 생산하는 그룹 내 밸류체인 최적화를 통해 기술역량 및 생산능력을 비약적으로 업그레이드하여 글로벌 톱 티어로 도약하겠다는 구상이다.

이번 자본 확충을 통해 포스코케미칼은 양극재 및 음극재 투자를 속도감 있게 추진하면서도, 부채비율을 크게 낮추는 등 재무구조를 더욱 안정적으로 유지할 수 있게 됐다.

그룹의 주력 성장사업에 대한 투자 확대도 눈에 띈다.

포스코인터내셔널은 27일 미얀마 가스전 3단계 개발을 위해 5천억 원 규모의 설비 공사 계약을 현대중공업과 체결했다. 최정우 회장과 현대중공업그룹 권오갑 회장이 참석한 가운데 이뤄진 이번 협약을 통해 포스코그룹은 그룹 핵심 성장 사업인 LNG 사업 밸류체인을 더욱 강건화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

2013년부터 상업 생산을 시작한 미얀마 가스전은 현재 일평균 5억 입방피트의 가스를 생산해, 연간 3천~4천억 원 규모의 영업이익을 기록하고 있는 포스코그룹 가스사업의 캐시카우 역할을 하고 있다.

이에 앞서, 광양 LNG 터미널 운영 및 LNG 복합 발전사업을 영위하는 포스코에너지는 14일 광양 LNG 터미널의 저장탱크를 증설하는 착공식을 가졌다.

이번에 증설하는 6호 탱크는 20만㎘ 용량으로, 약 1,437억을 투자해 2024년 5월 준공 예정이다. 6호 탱크가 준공되면 광양 LNG 터미널의 저장 용량은 현재 운영 중인 1~5호 탱크 73만㎘에서 93만㎘으로 확대된다.

6호 탱크는 △포스코가 세계 최초 독자적 기술로 개발한 LNG 탱크 내조 소재용 고망간강과 고강도 강재(STP550) 적용 △포스코건설이 세계적으로 검증받은 육상용 LNG 탱크 설계기술과 포스코와 공동 개발한 시공기술 반영 △포스코에너지의 안정성 검증 능력과 운영 기술을 접목해 최고 수준의 명품으로 건설한다.

LNG 터미널 사업은 그룹 내 LNG 사업 밸류체인 구조 재편에 따라 ‘19년 포스코에서 포스코에너지로 이관된 것으로, 이는 旣운영 중인 발전사업과 연계해 그룹의 LNG 미드스트림 사업구조를 강화하기 위한 전략이다. LNG 생산 및 트레이딩 업무는 포스코인터내셔널이 전담하고 있다.

철강 본업에서도 새로운 브랜드를 론칭하는 행사가 열려 눈길을 끌었다.

27일 포스코는 친환경차 제품·솔루션 통합 브랜드인 ‘e Autopos’ 론칭 행사를 개최했다. 이는 최정우 회장이 신년사를 통해 밝힌 “新모빌리티 시대 철강 본원 경쟁우위 지속 확보” 전략의 일환이다.

포스코의 ‘e Autopos’는 2019년 프리미엄 강건재 브랜드 ‘이노빌트(INNOVILT)’에 이은 두번째 제품·솔루션 통합 브랜드로, 자동차 차체·새시용 고장력 강판, 배터리팩 전용 강재, 구동모터용 고효율 전기강판, 수소전기차용 금속분리판, 이차전지소재용 양·음극재 등 포스코 고유 기술을 바탕으로 그룹 차원의 역량을 결집해 친환경 자동차용 솔루션을 고도화해 나갈 계획이다.

한편, 포스코는 최정우 회장 2기 체제를 맞아 지난 연말 정기 인사에서 신성장 분야의 조직과 인력을 그룹 차원에서 대폭 보강한 바 있다. 회장 직속으로 산업가스·수소사업부와 물류사업부를 신설, 부사장급 인사를 선임하고 우수 인력을 대거 배치하며, “혁신과 성장”을 본격화하기 위한 채비를 갖췄다.

STEEL Talk에서는 STEEL(철강)은 물론 Science, Technology, Energy, Environment and Life에 대한 궁금증과 호기심을 재미있는 이야기로 풀어드립니다.

우리 친구, 환경을 생각하는 마음이 너무 예쁘네요! 선생님 말씀처럼 전기차와 수소차는 대표적인 친환경 자동차에요. 가솔린이나 LPG와 같은 화석연료를 쓰는 자동차와 달리 전기차와 수소연료전지차는 전기 에너지를 동력으로 하기 때문에 차에서 대기오염 물질이 배출되지 않는답니다.

잠깐, 전기차와 수소차 모두 전기 에너지로 달린다고요? 맞아요. 다른 점이 있다면, 전기차는 전기를 외부에서 충전해 사용하고 수소차는 수소를 충전해 차 속에서 스스로 전기를 만들어 쓴다는 점이에요. 전기차와 수소차는 전기 에너지로 달리는 친환경 자동차라는 것 외에 공통점이 하나 더 있는데요. 바로, 포스코의 소재와 기술이 들어간다는 사실!

그럼 전기차가 도로 위를 쌩쌩 달리는 데 포스코가 어떤 도움을 줬는지 함께 알아볼까요?

첫째, 전기차의 구동모터에 에너지 효율이 높은 포스코의 전기강판이 쓰이고 있어요. 전기차는 전기를 충전해 → 배터리에 축적된 전기로 → 모터를 회전시켜 구동 에너지를 얻는데요. 전기차의 구동모터는 일반 차의 엔진, 사람으로 따지면 심장과 같은 역할을 합니다. 전기를 적게 쓰면서 모터를 많이 회전시킬 수 있다면 너무 좋겠죠? 포스코의 Hyper NO 전기강판이 있다면 가능해요. 포스코 Hyper NO는 전기에너지가 회전 에너지로 바뀌는 과정에서 발생하는 에너지 손실을 최소화하고, 효율성을 높일 수 있도록 개발됐어요. 0.15mm 두께까지 아주 얇게 만들 수 있어 기존 전기강판 대비 에너지 손실이 30% 이상 낮은 고효율 전기강판이랍니다.

둘째, 전기차의 가볍고 튼튼한 차체와 충격 흡수 장치, 배터리 팩에는 가볍고 튼튼한 포스코의 기가스틸이 쓰인답니다. 기가스틸은 10원짜리 동전만한 크기에 25톤의 무게를 견딜 수 있을 만큼 단단한데요. 자동차 차체로 흔히 쓰이는 알루미늄보다 3배 이상 얇고, 3배 이상 튼튼합니다. 기가스틸로 전기차를 만들면 사고 시 충격을 완화시켜 탑승자의 안전을 지킬 수 있어요. 또한 차의 무게가 가벼워져 운전 시 에너지 소모량을 최소화하여 깨끗한 지구를 만드는 데 도움이 됩니다.

셋째, 전기차 배터리에서도 포스코의 기술력을 찾을 수 있어요. 전기차 배터리는 한번 쓰고 버리는 1차 전지가 아니라, 계속 충전해서 사용할 수 있는 2차 전지인데요. 포스코그룹은 2차 전지의 핵심 소재인 양극재, 음극재를 모두 생산하고 있답니다.

다음은 수소차 차례! 수소차는 이름 그대로 수소를 연료로 하는 전기 자동차입니다. 수소차도 전기차이지만, 전기를 충전하지 않아요. 왜냐하면 수소차 속에 ‘연료전지’가 들어 있어서 이곳에서 전기를 만들어 내기 때문이죠! 그렇다면 수소차에는 포스코의 어떤 기술력이 들어있을까요?

수소차의 전기를 만들어 내는 연료전지 안에 바로 포스코의 놀라운 기술력이 숨어있어요. 수소와 산소가 만나면 물이 되는 건 다 아시죠?(2H₂+O₂=2H₂O) 연료전지는 자동차에 주입된 수소를 산소와 화학반응시켜 전기를 만들어 내는데요, 이때 연료전지 안에 있는 금속분리판이 포스코의 스테인리스 스틸로 만들어졌답니다. 포스코의 금속분리판은 전기전도성이 높으면서도 내식성과 내구성이 강해서, 습한 환경이나 외부 충격에도 잘 견딜 수 있어요. 이 금속분리판의 이름은 Poss470FC. 포스코가 13년 동안 연구해서 발명한 소재라니 정말 대단하죠?

전기차와 수소차를 만드는데 포스코 스틸이 이렇게 멋진 역할을 하고 있었다니 놀랍네요~ 친환경 모빌리티 시대에 솔루션을 주는 포스코 스틸! 스틸은 깨끗한 지구를 만드는 데 없어서는 안 될 아주 중요한 미래 소재랍니다.

“점차 업(業)의 경계가 허물어지고 있다”

1월 7일부터 10일까지 CES 2020에 모인 IT, 벤처투자업계 전문가들은 기술의 발전이 가전, 자동차와 같은 전통적인 업(業)의 경계를 허무는 현상에 주목했다. 실제 한·일 양국의 최대 가전업체와 자동차업체들이 CES에서 앞다투어 선보인 것은 AI로봇, 전기자동차, 스마트시티였다. 삼성전자가 AI로봇을, 소니가 전기자동차를, 현대자동차는 항공도시를, 도요타는 AI도시의 모습을 공개했다. 각자의 영역을 넘어 업의 경계가 사라져버린 이 CES 현장의 중심에는 ‘모빌리티’가 있었다.

▲ 사진출처: SONY, CES®

‘모빌리티’가 대세라는 것은 CES 자동차관에서 더욱 뚜렷이 드러났다. 자동차산업이 전기차, 자율주행차로 변화하면서 IT기업들도 ‘모빌리티’로 뛰어들었고, 아예 자동차관에 전시장을 차렸다. 이번 CES에서 아마존은 막대한 수준의 가상 데이터를 저장하는 모빌리티 클라우드 서비스를, 퀄컴은 전기차의 주행가능거리를 늘려주는 자율주행 플랫폼 기술을 선보였다. 이처럼 자동차회사 뿐만 아니라 CES에 참가한 많은 기업들이 미래는 ‘모빌리티’의 세상임을 입증했다.

포스코는 모빌리티 시대에 무엇을 하고 있을까?

① 더 가볍고, 더 강한 자동차를 위한 친환경 ‘기가스틸’

자동차가 하늘을 날려면? 해리포터의 마법이 필요한 게 아니라, 가벼워야 한다. 그냥 가볍기만 해서는 안된다. 가벼우면서 강하고 안전해야 한다. 포스코는 ‘마법처럼’ 가벼우면서도 더 안전한 전기차용 차체, 서스펜션, 배터리팩을 개발하기 위해 끊임없이 연구한 끝에 ‘기가스틸’을 개발했다.

▲ 송도R&D센터에 전시된 포스코 전기차 배터리팩 PBP-EV (POSCO Battery Pack – Electric Vehicle). 가볍고 강한 기가스틸(흰색)이 배터리를 충격으로부터 안전하게 보호하고 전기차의 무게를 줄여준다.

기가스틸은 1㎟ 면적당 100kg의 이상의 무게를 견딜 수 있는 초고장력강판으로 십원짜리 동전만한 크기에 25톤 이상의 무게를 버틴다. 알루미늄, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 등 경쟁 소재보다 더 강하고 가벼운 소재로, 알루미늄보다 3배 이상 강하고, 3배 이상 얇은 강판으로 가벼운 차체를 구현할 수 있다.

또한 기가스틸은 전기차 차량 사고시 충격을 흡수 및 분산시켜 사고의 충격을 최소화함으로써 배터리가 파손되지 않도록 지키고, 탑승자의 안전을 보호하는 역할을 한다. 무게를 한결 가볍게 하면서 강한 차체를 유지하는 것이 포스코의 기가스틸로 가능해졌다.

뿐만 아니라 포스코의 기가스틸은 경제적이며 환경친화적이다. 알루미늄과 비교해 소재 가격은 3.5배, 가공비는 2.1배나 낮추며 생산 비용을 효율적으로 절감했다. 또한 자동차의 누적 CO₂ 배출량을 기존 대비 약 10% 감소시켜 환경을 보호하는 데 도움을 주며 착하고 똑똑한 소재로 손꼽히고 있다.

② 전기차는‘포스코’를 싣고~ 배터리 핵심소재 음극재·양극재 생산, 전기강판 ‘Hyper NO’로 모터 에너지 효율성 UP!

한 번 쓰고 버리는 일차전지와는 달리 지속적으로 충전해 재사용할 수 있는 이차전지. 전기자동차에 필수적인 리튬이온 배터리가 대표적인 이차전지다. 전기차를 비롯해 휴대용 모바일 기기나 노트북, 산업용 소형 로봇, 전동 공구 등 고용량 및 고출력이 필요한 장수명 분야에서 활용되고 있다. 이차전지를 구성하는 요소는 배터리의 용량과 평균 전압을 결정하는 양극재와 양극에서 나온 리튬이온을 저장했다가 방출하면서 외부회로를 통해 전류를 흐르게 하는 음극재로 나뉜다.

이차전지의 핵심 소재인 이 양극재와 음극재를 모두 생산하는 회사가 있다. 바로 포스코그룹의 떠오르는 글로벌 강자 ‘포스코케미칼’이다. 포스코케미칼은 세계 최고 수준의 고안정성 양극재를 생산해온 포스코ESM과 국내 유일의 천연흑연 음극재 제조사 포스코켐텍이 지난해 4월 합병하면서 갖게 된 이름이다. 이로써 양극재-음극재 시너지를 기대할 수 있게 됐고, 지난해 8월에는 중국 저장성에 해외 첫 양극재 공장을 준공하는 등 생산 라인에 대한 대규모 선제 투자도 진행 중이다.

뿐만 아니라, 포스코는 세계 최고 수준의 전기강판 Hyper NO로 만드는 구동모터를 개발했다. 모터는 전기자동차의 연비를 향상시키고 자동차의 성능을 높여주는 핵심 부품이다. 전기차 구동모터는 자동차의 엔진에 해당하며, 전류를 통해 구동 축이 회전하도록 만들어주는 부품이다. 구동모터의 효율 향상을 위해 전력 손실이 낮은 전기강판이 요구되는데, 포스코 Hyper NO는 전기에너지를 회전에너지로 변화시키는 과정에서 필연적으로 생기는 에너지 손실을 최소화하고 효율성을 높일 수 있도록 개발돼 기존의 전기강판 대비 에너지 손실이 30% 이상 낮다. 모터의 효율을 극대화하기 위해 자속밀도를 높이고, 에너지 손실을 최소화시킨 것이다. 에너지 손실을 더 낮게 구현할 수 있는 두께 0.15mm까지 초극박 생산이 가능하다.

[POSCO Product] 포스코 무방향성 전기강판 Hyper NO 영상보기 click!

뿐만 아니라 포스코는 최근 접착제와 같은 기능을 하는 코팅을 전기강판 표면에 적용하는 이른바 ‘셀프본딩’ 기술을 개발했다. 셀프본딩 기술을 적용하면 용접 등의 물리적인 방식과 달리 전기강판의 전자기적 특성을 저하시키지 않아 모터효율을 향상시킬 수 있으며, 소음이 적고, 기존의 용접 체결 방식 대비 모터코어의 에너지 손실이 10% 이상 낮다. 이 셀프본딩 기술을 개발한 공로로 포스코 김정우 수석연구원은 지난해 11월 제 28회 다산기술상 대상을 수상하기도 했다. 다산기술상은 실사구시의 학문을 펼쳤던 다산 정약용 선생의 사상에 따라 창의적인 기술개발 및 연구 의욕을 고취시켜 산업기술 개발 및 산업고도화에 기여한 기업 및 정부기관에 주어지는 상으로, 포스코에서 다산기술상 대상 수상은 처음이다.

③ 친환경 모빌리티의 끝판왕 수소전기차, 그 심장에 들어가다

수소(H₂)와 산소(O₂)가 만나면? H₂O 물이 된다. 그런데, 수소와 산소가 그냥 만나는 것이 아니라 찌릿찌릿 전기화학적으로 반응하면 뭐가 될까? 정답은 ‘전기’가 된다. 전기차는 전기를 충전해서, 수소차는 수소를 충전해서 굴러가는 차라는 것은 다들 아는 사실. 전기차에 충전하는 전기는 발전소에서 만들어지고, 발전소에서 전기를 만들기 위해서는 수력, 화력, 원자력 등 많은 발전동력이 필요하다. 하지만 수소차는 차에 수소를 충전하면 끝!

수소전기차의 ‘심장’이자 일반차로 따지면 ‘엔진’이라고 할 수 있는 ‘연료전지’. 전기는 이 연료전지가 수백장 적층된 ‘연료전지 스택(Stack)’에서 수소와 산소가 만나 전기화학적 반응이 일어나 발생한다. 바로 이 연료전지 스택 안에는 금속분리판이라는 매우 까칠한 녀석이 들어있다.

금속분리판은 연료전지 스택 안에서 수소가스의 공급 통로이자, 발생한 전기를 집적하는 집전체, 연료전지 스택의 강성을 부여하는 역할을 하는 핵심 부품이라 할 수 있는데, 문제는 연료전지 내부의 환경이 산성이라는 데에 있었다. 알다시피 금속은 산성에서 빨리 부식된다. 따라서 금속분리판은 부식에 강한 성질인 내식성이 높은 동시에, 전기전도성도 높아야 하고, 자동차 부품이라는 특성상 충격에도 강해야 한다.

여러가지 요구 조건이 많은 이 ‘까칠한’ 금속분리판 대신, 자동차업계에서는 수소전기차 개발 초기에 카본계 소재의 흑연분리판을 사용했다. 그러나 충격에 약한 단점과 경량화 및 소형화의 한계로 인하여 금속분리판으로 전환이 이루어졌는데, 여기에서도 큰 난관에 봉착한다. 내식성과 전도성을 동시에 높이는 것이 이 둘 사이의 패러독스적인 특성으로 인해 구현이 어렵다는 점이다. 결국 금속분리판의 내식성과 전기전도성을 높이기 위해 선택한 방법은 금속분리판에 금이나 카본물질 등을 코팅하는 것이었는데, 코팅공정이 추가되다 보니 제조원가가 상승하고, 제조공정도 복잡해져 수소전기차의 대량생산과 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있었다.

▲ Poss470FC는 연료전지의 핵심부품인 금속분리판의 소재로써 수소와 산소를 분리 및 공급시키고 전기를 모아주는 역할을 한다.

바로 이때! 포스코가 세계 최초로 초고내식 특성을 갖는 스테인리스강 Poss470FC와 핵심 제조공정 기술을 개발했다. Poss470FC로 만든 금속분리판은 코팅 공정을 과감히 없앴는데, 이는 Poss470FC이 금이나 카본물질의 도움 없이도 이 소재 자체만으로 높은 내식성과 전도성을 보여주기 때문에 가능했다. 표면에 코팅이 없으니 기존 금속분리판보다 부피도 줄고, 금을 코팅에 사용하지 않으니 원가가 낮은 것은 당연하다.

수소전기차 상용화를 위해서는 반드시 한단계 도약이 필요했던 금속분리판. 이 Poss470FC 개발을 위해 포스코가 쏟아 부은 시간은 무려 13년이다. 포스코는 2006년부터 수소전기차용 금속분리판 소재개발 프로젝트를 추진해, 2010년부터는 현대자동차와 공동으로 부품개발을 진행해 왔으며 2018년부터는 현대자동차의 양산 수소전기차 모델 ‘넥쏘’에 적용하고 있다.

▲ 포스코가 세계 최초로 개발한 초고내식성 스테인리스강 금속분리판(Poss470FC) 이미지. 미로같은 형상에서 보듯이 섬세한 가공을 위해 뛰어난 공정 기술이 요구된다.

수소차의 심장을 뛰게 한 포스코의 스테인리스강 Poss470FC는 2018년 5월 국제스테인리스강협회(ISSF, International Stainless Steel Forum)에서 선정하는 신기술상(New Technology Award) 부문에서 금상을 수상했으며, 13년간 포기하지 않고 한 분야에서 끊임없이 노력해 혁신적인 철강 소재를 개발한 성과를 인정받아 2019년 10월 한국공학한림원이 선정하는 대한민국 산업을 이끄는 “2019년 산업기술성과 15선”에 선정되었다.

성큼 다가온 친환경 모빌리티 시대! 포스코는 숨은 공로를 인정받아 지난 1월 29일 개최된 <2020 대한민국 그린모빌리티어워드>에서 테크놀로지상을 수상했다. 기술이 미래를 지배하는 하이테크놀로지의 ‘고속도로’ 위에서, 포스코는 세계 유수 기업들과 함께 더 나은 미래를 향해 오늘도 달리고 있다. 원더키디의 주인공 이름이 아이캔(I CAN)인 것처럼 친환경 모빌리티 시대의 주인공, 포스코도 할 수 있다!