l 세계 최초 수소환원제철 포럼의 막을 열다

HyIS 2021은 10월 6일부터 7일까지 양일간 서울 그랜드 인터컨티넨탈 파르나스호텔에서 키노트 연설과 정책•기술•협업 세션을, 마지막 날인 10월 8일에는 포항제철소 투어를 진행했다.

▲ 10월 6일 개막한 HyIS 2021 포럼에서 영상 축사를 하는 문재인 대통령.

HyIS 2021은 첫째 날인 10월 6일 문재인 대통령의 축전으로 시작했다. 문재인 대통령은 영상을 통해 HyIS 2021 참석자들을 환영하며, 탄소중립이라는 인류사적 중요한 기점에서 철강기업의 중요한 역할을 강조했다. 그리고 한국이 먼저 행동하고 세계와 협력해 수소환원제철을 비롯한 수소 생태계의 기초를 다지고 기후위기를 극복해 나갈 것이라고 밝혔다.

▲ HyIS 2021 포럼에서 개회사를 하는 최정우 회장.

이어서 진행된 최정우 회장의 기조연설에서 철은 알루미늄 등 다른 소재 대비 단위당 탄소 배출량이 낮으며 재활용률이 높아 친환경적인 소재임을 강조했다. 하지만 알루미늄 등의 소재에 비해 막대한 생산량 때문에 철강은 탄소중립에서 역할이 크다고 말했다. 그리고 수소환원제철이라는 돌파구를 마련하는 데 있어 많은 비용과 시간이 필요한 만큼, 철강사들 간의 협력과 정부, 사회의 지원이 중요하고, 이번 포럼을 통해 동력을 얻기를 기대한다고 말했다.

▲ 개막 축하 연설을 하는 문승욱 산업부 장관과 김성환 국회의원(오른쪽).

문승욱 산업통상자원부 장관과 김성환 국회의원도 HyIS 2021의 시작을 축하하며 대전환기를 맞이한 철강산업계의 수소 인프라 구축과 정책 조율 등 지구의 운명을 바꿀 수소환원제철법의 첫걸음에 함께하겠다고 밝혔다.

l 성공적인 탄소중립 철강산업 전환에 화두를 던지다

▲ 키노트 연설을 하는 에드윈 바쏜 세계철강협회 사무총장.

키노트 연설은 세계철강협회와 호주 정부, 철강사, 에너지회사 등 부문별 연사 총 8명이 이틀에 걸쳐 진행했다. 키노트 연설의 시작은 에드윈 바쏜(Edwin Basson) 세계철강협회(worldsteel) 사무총장이 맡았다. 에드윈 바쏜 사무총장은 2015년 파리협정 이후 지구 온도 상승을 1.5℃ 이내로 억제하기 위해, 전세계 탄소 배출의 약 7%를 차지하는 철강산업이 저탄소 전환을 서둘러야 한다며, 그 대책으로 2019년부터 시행 중인 ‘스텝업 프로그램(Step-up Programme)’을 소개했다. 스텝업 프로그램은 △연원료 효율 개선 △에너지 효율 개선 △제품 수율 증대 △프로세스 신뢰도 개선 등 4단계로 구성돼있다. 바쏜 사무총장은 업계 내외를 아우르는 참여를 통해 탄소중립 목표 달성에 함께하자고 말했다.

▲ 키노트 연설을 하는 탄소배출 저감 ‘스텝업 프로그램’ 책임자인 잔주아 세계철강협회 기술분과위원장.

리즈완 잔주아(Rizwan Janjua) 세계철강협회 기술분과장은 바쏜 사무총장이 소개한 스텝업 프로그램의 책임자를 맡고 있다. 그는 7일 키노트 연설에서 철강업계가 자원의 거대 공급자이자 동시에 수요자이며 산업 생태계의 일부인만큼, 에너지 산업, 투자자, 정책 입안자들 간의 분야를 뛰어넘는 협업과, 기술적 돌파구 마련을 위한 지속적인 투자•연구개발의 중요성을 강조했다. 특히 자원과 에너지가 지리적으로 편중된 만큼, 열린 대화가 더욱 중요하다고 말했다.

생산과정의 탄소배출 저감 과제에 직면한 철강사도 키노트 연설을 통해 중요한 화두를 던졌다. 스웨덴 철강업체 SSAB의 마틴 웬궈 페이(Martin Wenguo Pei) 최고기술책임자는 철광석 생산기업 LKAB와 에너지 기업 바텐발(Vattenfal)이 합작해 개발한 수소환원공법인 하이브리트 (HYBRIT: Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) 기술과 스웨덴의 탄소중립 모델을 소개했다.

▲ 마틴 웬거 페이 SSAB 최고기술책임자와 이덕락 포스코 기술연구원장(오른쪽).

이덕락 기술연구원장은 포스코의 탄소중립정책과 수소환원제철 HyREX(Hydrogen Reduction Steelmaking) 기술에 대해 발표했다. HyREX는 포스코의 FINEX를 통해 축적한 유동로 기술을 활용하므로 분철을 그대로 사용하는 반면 SSAB의 하이브리트는 직접 환원 샤프트(shaft)로 기반이며 펠렛 형태로 가공한 철광석을 쓰는 차이점이 있다. 두 공법은 수소환원이라는 같은 원리를 활용한다는 점을 제외하면 각자의 특징이 명확히 갈린다. 이덕락 기술연구원장은 페이 최고기술책임자에게 수소 환원반응의 열손실을 보상하기 위해 어떤 가열 방식을 쓰는지 질문하는 등, 양사 간 기술 차이에 따른 시사점을 찾는 시간을 가졌다.

▲ 수소환원제철법의 상용화에 앞서 수소의 생산과 운송, 저장에 막대한 에너지와 인프라 구축이 시급하다고 강조하는 닐 카바나 우드사이드 수석과학자.

수소환원제철 공법의 종류에 상관없이 공통적으로 해결해야 하는 과제는 바로 수소의 생산과 운송, 저장에 필요한 막대한 에너지와 인프라이다. 알란 핀켈 (Alan Finkel) 호주 정부 저탄소 특별고문과 호주 천연가스 생산업체인 우드사이드의 닐 카바나(Neil Kavanagh) 수석과학자는 키노트 연설에서 그 가능성을 점쳤다. 수소는 같은 양의 석유보다 많은 에너지를 발생시키는 고밀도 에너지원이지만 물을 전기분해하는 데 필요한 전력을 발전하는 과정에서 화석연료를 배제하고 신재생에너지를 이용해야 한다는 점, 저장, 운송에 액화 과정 등 특수한 설비와 에너지가 필요하다는 점 등 과제가 산적해 있다. 그리고 두 키노트 연설자는 이 과제를 해결하기 위한 방법을 다른 연설자들과 마찬가지로 산업, 정부 간 유기적인 협력에서 찾았다.

l 분야를 뛰어넘는 협업의 장, 함께 돌파구를 찾다

그 협력의 장은 각론으로 들어가 분야별 세션으로 이어졌다. 코로나19 방역지침을 준수하기 위해 제한적인 인원만이 현장에 참석할 수 있었지만, 화상회의를 통해 다양한 국가, 다양한 시간대에 있는 사람들이 함께하며 자유롭게 발표하고 질문하는 시간을 가졌다. 발표자들은 HyIS 2021 현장의 스크린을 통해 참석자들에게 각자가 위치한 시간 대에 맞춰 아침, 점심, 저녁 인사를 동시에 건네며 정책(Policy), 기술(Technology), 협업(Collaboration) 세션 발표와 토론을 했다.

▲ 악셀 에거트(Axel Aggert) 유럽철강협회 사무총장이 유럽 탄소중립 정책과 철강산업의 대응 방향에 대해 설명하고 있다.

정책 세션은 유럽철강협회 (EUROFER), 일본철강연맹(JISF)이 참석해 각국의 철강업계 탄소중립 정책을 논의했다. 유럽의 그린딜^*, Fit for 55^*, 일본의 2050 탈탄소 사회 실현 선언 등 국가별, 지역별 특징을 반영한 정책을 소개했다.
*그린딜: 2050년 역내 탄소중립 달성을 목표로 하는 유럽연합의 정책.
*Fit for 55: 2030년 유럽연합의 평균 탄소배출량을 1990년의 55% 수준으로 줄이기 위한 방안.

▲ 10월 6일 열린 기술세션에서 김기수 포스코 공정엔지니어링연구소장이 팀 피터스(Tim Peeters) 타타스틸유럽 철강연구소장에게 타타스틸유럽의 탈탄소 전략에 대해 질문하고 있다.

100% 수소환원제철은 아직 오지 않은 미래로, 철강사들은 저마다의 노하우와 강점을 토대로 기존 공법의 효율을 개선하고 신기술을 접목해나가는 방식을 적용하고 있다. 이에 기술 세션에서는 철강사의 탄소배출 저감 노력의 현주소를 만나볼 수 있는 시간을 가졌다.

수소환원제철로 가는 과도기에서 철강사들이 공통적으로 주목하고 있는 점은 탄소배출 저감을 위한 스크랩 사용의 증가와 전기로 비중의 증가이다. 하지만 세계적인 철강 수요가 증가할 것으로 예상되는 가운데, 전기로만으로는 충분하지 않다. 철강사들은 △탄소 포집과 활용•저장기술(CCUS: Carbon Capture, Utilization and Storage) 개발 △물 전기분해장치 기술 개발 △자체 신재생에너지 인프라 투자 △고로 발생 이산화탄소를 메탄으로 치환해 환원제로 재사용하는 탄소 재활용 △바이오매스 등 대체 환원제 개발 △자체 탄소자산관리 조직 신설 및 디지털화를 통한 제조효율 향상 등 다양한 방법을 혼합해 탄소배출을 줄여나가는 로드맵을 운영하고 있다고 밝혔다.

이에 호응해 원료사, 에너지회사들은 생산과정에서 탄소배출을 최소화하거나 신재생에너지를 100% 사용하는 친환경 연원료 제공 솔루션을, 엔지니어링 회사들은 철강사의 니즈에 맞춘 고효율 제조 기술 솔루션을 소개했다.

마지막 협업 세션에서는 철강기술과 시장 전망에 대한 전문가 토론이 진행됐다. 수소환원제철 기술 현황과 상용화를 위한 요소, 그리고 2050 탄소중립 이후 제품과 시장, 가격 및 정부 정책과 지원에 대해 의견을 나눴다.

일정의 마지막 날인 10월 8일 포스코는 포럼 주관사로서 참석자들을 포항제철소로 초청했다. 참석자들은 포스코 HyREX기술의 모태가 된 FINEX공정과 포스코역사관을 방문해 포스코가 걸어온 길과, 탄소중립 2050을 위해 걸어갈 길을 만나보는 시간을 가졌다.

지난 10월 6일부터 8일까지 수소환원제철 국제포럼 HyIS 2021의 대장정이 성황리에 마무리 되었다. 코로나19로 인해 한 자리에 모두 모이기는 어려웠지만, 탄소중립이라는 전 세계 철강사들의 공통의 목표를 위해 다양한 논의가 펼쳐지는 뜻깊은 시간으로 앞으로도 포스코를 비롯한 전 세계 철강 전문가들이 다 함께 공통의 목표를 향해 나아가기를 기대해 본다.

※이 콘텐츠는 포스코그룹 통합 소통채널 ‘포스코투데이’ 기사를 토대로 제작했습니다.

포스코가 일산 KINTEX에서 9월 8일(수) ~ 11일(토)간 열린 2021 수소모빌리티+쇼*에 참가했다.

포스코그룹은 포스코를 비롯해 포스코인터내셔널, 포스코건설, 포스코에너지, 포스코SPS, 포항산업과학연구원(RIST) 총 6개의 그룹사가 참여해 그룹 수소사업의 밸류체인(Value-Chain) 전반에 걸친 사업 계획을 발표했다.

l 눈에 확 띄잖아! 포스코 부스 둘러보기

전시장에 들어서니, 멀리서도 한 눈에 띄는 포스코 부스! 상단의 대형 파노라마에서는 Green With POSCO라는 문구와 함께 포스코그룹의 주요 수소 산업 이미지가 함께 슬라이드로 보여져 관람객들의 이목을 끌었다.

또한, 포스코 강재를 활용해 다양한 디자인과 질감을 구현한 부스는 튼튼하면서도 한 층 더 세련된 느낌을 받을 수 있었다.

포스코 부스는 크게 3개의 ZONE으로 구분되어 있었는데, 부스 입구로 들어서면 바로 왼편부터 만나볼 수 있는 수소 생산과정인 <자연으로부터의 수소를 만들다> 존을 시작으로 <수소의 저장•인프라인 세상과 수소를 연결하다>존, 마지막으로 수소의 활용기술이 담긴 <수소를 세상으로 움직이다>존까지 포스코의 수소사업 밸류체인(Value-Chain) 전반을 한눈에 만나 볼 수 있도록 구성됐다.

l 포스코, 친환경 실천 기업으로 도약하다

첫 번째로 만나본 <자연으로부터의 수소를 만들다> 존에서는 부생수소와 태양광과 풍력 등 재생에너지는 물론, 현재 포스코에서 추진 중인 프로젝트를 만나볼 수 있었다.

평소 수소에너지에 관심이 있었다면 부생수소에 대해 한 번쯤 들어본 적이 있을 것이다. 포스코는 부생가스인 COG와 FOG로부터 수소를 추출해 2026년까지 연산 7만 톤 생산체제를 구축 및 공급할 예정으로 이는 연간 46만 대의 수소 승용차에 공급할 수 있는 규모다.

현재 포스코인터내셔널은 경쟁력 있는 천연가스 및 LNG에서 수소를 추출하고 CO2를 포집 및 저장하여 만드는 블루수소와 블루암모니아에 관련해 동남아, 중동, 러시아, 호주 등의 지역에서 공동으로 프로젝트를 추진 중이다.

다음으로 주목해야 할 부분이 그린수소 생산이다. 재생에너지를 통해 생산된 전기로 물을 분해하여 만들어진 수소를 그린수소라 칭하며, 해상과 내륙 운송을 위해 암모니아 형태로 합성하여 운송하는 것이 특징이다.

포스코는 재생에너지원이 우수하고, 부지-인프라가 갖춰진 지역을 선점하여 가격 경쟁력 있는 그린 수소를 생산하고, 이를 암모니아로 합성하여 국내로 도입하거나 해외 수요처에 공급할 계획이다.

대표적으로 포스코가 개발을 주도하는 오만 프로젝트의 경우, 그린 암모니아 연산 120만 톤 규모의 대형 프로젝트며, 2040년 200만 톤, 2050년까지 연산 500만 톤의 그린 수소 생산을 목표로 현재 중동, 호주, 남미와 같이 다양한 지역에서 글로벌 메이저 기업들과 협력을 추진하고 있다.

또 하나 눈길을 끌었던 이것! 이게 무엇에 쓰는 물건이지? 하는 분들도 있을 것이다.

바로 재생에너지를 실생활에서 활용할 수 있는 사례를 적용한 모형으로 태양광을 이용한 조명시설과 휴게시설을 모형화 한 것이다.

그렇다면 과연 이 제품들에는 포스코의 어떤 기술이 들어간 것일까? 정답은 바로 포스맥(PosMAC)* 이다.

태양광이나 풍력설비는 극한의 상황에 노출되어 20년 이상을 버텨야 하는데 포스코에서 개발한 포스맥(PosMAC)과 풍력용 강재를 활용하면 오랫동안 설비를 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 포스코는 포항산업과학연구원과도 함께 암모니아 기반 수소추출 기술 상용화 개발을 추진 중이다. 다시 말해 해외에서 도입한 암모니아를 수소로 사용하기 위해선 암모니아를 분해하여 다시 수소로 추출하는 것이다. 현장에는 고망간강 저장탱크를 비롯해, 수소차 연료탱크, 수소배관 실물들도 전시되어 이해도를 높일 수 있었다.

뿐만 아니라, 스마트 기술로 건설하는 미래 수소도시 모형존에서는 포스코그룹이 보유한 밸류체인을 통해 해외수소의 도입과 우리의 일상생활로 이어지는 공급 프로세스를 한눈에 살펴볼 수 있었다.

<마지막 수소로 세상을 움직이다> ZONE에서는 수소의 활용 과정에 대해 알 수 있었는데 혼소 발전-암모니아, 혼소-수소 드론 연료 전지 분리판의 순서로 안내되어 있었고, 포스코의 다양한 수소 모빌리티 사업 계획에 대해서도 알리며 부스 투어는 마무리됐다.

특히, 기가스틸과 포스코 자체 개발 강재가 어떻게 적용 되었는지를 상세 설명과 함께 모니터 디스플레이로 영상을 감상할 수 있었고, 수소전기차 핵심 부품도 전시되어 평소 수소차에 관심이 많은 이들에게 다양한 정보를 제공하는 자리였다.

특히, 현장에서는 수소연료전지 분리판과 수소전기차 구동모터코아를 직접 눈으로 확인할 수 있어 이목을 집중시켰다.

‘수소연료전지 금속분리판용 극박 압연 및 성형 기술’은 수소연료전지 금속분리판의 핵심 소재인 스테인리스 스틸 Poss 470FC를 포스코SPS 고유의 정밀 극박 압연 기술을 통해 0.05mm의 얇은 두께로 구현하여 성형하는 기술로, 특히 후처리 공정을 통해 코팅 과정을 생략하여 환경 유해 물질을 최소화함으로써 친환경 소재로도 우수한 평가를 받고 있다.

또한, ‘e Autopos(이 오토포스)’ 솔루션인 셀프본딩(self-bonding) 기술에 대해 살펴볼 수 있었는데, 전기강판에 본드를 닷트(dot) 방식으로 도포해 적층하는 기존의 방법이 아닌, 전기강판 전면에 본드가 도포된 상태에서 가열∙가압 적층함으로써 소음과 효율을 혁신적으로 개선할 수 있는 신기술로 포스코가 2016년 개발했다. 포스코그룹은 지난8월 현대차•기아에 포스코 e Autopos 셀프본딩 기술 적용한 구동모터코아 공급권까지 확보하며 글로벌 1등 친환경차 부품사로 도약할 수 있는 전기를 마련하기도 했다.

마지막으로 포스코 전시의 하이라이트라고 할 수 있는 수소환원제철!

수소환원제철은 전통적 쇳물 생산 방식인 고로(용광로) 공법을 대체하는 신기술로, 석탄 대신 수소를 환원제로 사용해 기존 고로 공법과 달리 CO2 배출 없이 철을 생산할 수 있는 수소경제시대의 핵심 기술을 말한다.

실제 현장에서도 수소환원제철 관련 모형이 가장 큰 규모를 차지하고 있어 자연스럽게 동선에 따라 발걸음을 향하게 됐다. 특히 부스에 설치된 모형은 수소환원제철이 적용된 미래 도시를 표현한 것으로 어떤 과정을 통해, 우리의 실생활에 적용이 될 지를 쉽게 살펴볼 수 있었다.

포스코는 현재 보유 중인 파이넥스(FINEX)*기술을 기반으로 연구개발을 지속해 수소환원제철공법을 상용화할 계획으로, 포스코가 꿈꾸는 2050년의 제철소가 궁금하다면, 아래 영상으로 확인해보도록 하자.
*파이넥스(FINEX): 포스코가 세계 최초로 개발한 제철기술로 자연상태 가루 모양의 철광석과 일반탄을 바로 사용해 쇳물을 생산하는 설비를 말한다.

랜선으로 만나본 2021 수소모빌리티+쇼! 2050년 탄소중립을 달성하겠다는 포스코의 의지가 느껴지지 않았는가?

포스코는 앞으로 탄소 중립에 기여할 수 있는 다양한 탄소 저감 활동에 주력할 계획이다. 친환경을 실천하는 기업, 그린 수소 선도기업으로 도약할 포스코에 많은 관심과 기대 부탁드린다.

포스코가 창립 50주년을 맞아 세계철강협회 기술분과회의(Technology Committee, TECO)를 유치해 50년 동안 쌓아온 고유 철강기술을 알리며 세계 철강기업들의 중심에 섰다.

세계철강협회 기술분과회의는 글로벌 철강사들이 기술개발 관련 정보를 공유하며 공동으로 철강 시장 변화에 대응하기 위한 자리로 포스코는 지난 2010년에 이어 올해 2번째로 제50차 TECO를 주관했다.

포스코는 이날, 세계 최초로 개발한 ‘고망간강 제품과 FINEX, CEM, POIST 기술 등’을 발표하고 창립 50년간 고유기술을 개발해 철강기술 자립과 혁신기술로 세계 철강업계를 선도해 온 ‘포스코 기술개발 50년사’도 소개해 세계 철강사들에 호평을 받았다.

▲’자원은 유한·창조는 무한’이라는 슬로건 아래 소개된 포스코 기술 개발 50년사

특히 이번에 소개된 CEM(Compact Endless Casting-Rolling Mill)은 세계 철강기업들의 큰 호응을 받았다. 기존에는 쇳물 형태의 용강을 슬래브(긴 직육면체 모양의 쇳덩이)로 만들어 상온에서 식히고, 다시 압연공장으로 옮겨 재가열해 코일을 뽑아내야 했다.

반면에 CEM은 중간 단계인 슬래브를 식힌 뒤 압연하는 과정을 생략하고 바로 코일을 뽑아내는 기술이기 때문에 에너지 비용도 15% 절감할 수 있고 부지 면적을 절감하기 때문에 초기설비 투자비도 25% 절감할 수 있어 에너지 효율도 높이고 환경도 생각한 미래 신기술로 주목받고 있다.

▲CEM은 연주공정과 열연공정을 일대일로 연결해 고품질의 열연제품을 연속적으로 대량생산하는 공정기술로, 두 가지 압연모드(연연속 모드 & 배치 모드)를 사용해 기존에 생산하기 어려웠던 얇은 제품까지도 손쉽게 대량생산할 수 있다

이번 TECO 회의 사회를 맡은 세계철강협회 Franz Androsch 의장은 이번 TECO 행사를 특별히 50주년을 맞이한 포스코가 주관한 것에 대해 “이번 행사의 게스트로 참석하게 된 것을 영광스럽게 생각하고 있고, 50년 동안 축적된 포스코의 높은 수준의 기술을 경험할 수 있는 환상적인 행사였다”고 평했다.

▲세계철강협회 Franz Androsch의장이 리셉션장에서 인터뷰 후 포즈를 취하고 있다.

리셉션장 앞에서 포스코 특별 모니터를 살펴보던 세계철강협회 임원 Reimink, Henk은 “아무도 포스코 다음으로 기술분과회의를 주최하고 싶지 않을 것 같다. 행사 진행, 내용, 연회 등 모든 것이 완벽했다”며 칭찬을 아끼지 않았다.

▲세계철강협회 벨기에 본사에서 TECO에 참가하기 위해 행사장을 방문한 세계철강협회 임원 Reimink, Henk씨.

회의장에서 여러 차례 포스코 CEM 기술과 R&D 센터의 규모 등을 질문한 TATA스틸의 Avtar씨는 인터뷰에서 “포스코의 50주년을 축하하고, 앞으로 포스코와의 기술협력과 좋은 유대관계를 기대한다”고 말했다.

▲인도 타타 Steel의 구매부서장Avtar씨가 인터뷰 후 연회장 앞에서 사진촬영을 하고 있다.

이밖에도 참석자들은 포항제철소 파이넥스 공장, 스마트팩토리, 연연속 압연조업 현장을 견학하고, 포스텍에서 들러 세계 세 번째로 건설된 4세대 방사광가속기를 둘러 보았다.

* 4세대 방사광가속기 : 전자를 빛의 속도로 가속할 때 나오는 방사광을 이용해 물질의 미세구조와 반응을 관찰하는 ‘초고성능 거대 현미경’

한편, 1976년 설립된 세계철강협회는 철강산업의 이해와 이익 증진을 위한 사업을 주로 추진하는 철강 분야의 가장 권위 있는 기구이다. 현재 전 세계 약 170개 철강사, 관련 협회, 연구소 등으로 구성되어 있으며, 기술분과(TECO)에서는 매년 각 철강사의 개발 기술을 공유하고, 철강 공동연구의 제안 및 지속적인 협력을 이어나가고 있다.