탄소중립화에 대응하기 위하여 세계 각국은 장기적인 탄소중립화 전략 수립과 로드맵 작성에 박차를 가하고 있다.
우리정부도 2020년 “2050년 탄소중립 비전” 을 발표한 바 있다. 특히 각 산업별·부문별로 산· 관·학이 협력하여 탄소중립화 달성을 위한 비전 설정과 로드맵 등 대응책 마련에 몰두하고 있다. 작년 12월에는 “산업·에너지 탄소중립 대전환 비 전과 전략을 발표한 바 있다. 특히 철강은 산업 분야에서 탄소배출량이 가장 많을 뿐 만 아니라 CO2를 저감하는 새로운 제철방식을 개발하기도 매우 어렵다. 우리나라는 POSCO를 비롯하여 철강생산의 효율 면에서도 세계적으로 높은 경쟁력을 보유하고 있다. 그러나 철강산업의 특성상 탄소중립화를 실현하기가 가장 어려운 분야이기도 하다.
왜 탄소중립화를 위해 철강이 중요한가?
첫째, 이산화탄소 배출량과 관련 철강이 산업부문에서 차지하는 비중이 가장 크기 때문이다. 우리나라 철강 업종의 온실가스 배출량은 1억 1,700만 톤(2019년 기준)으로 전체 배출량의 17%를 차지하고 있고, 산업 부문 배출량의 30%를 차지하고 있다. 일본의 경우도 철강 업종의 온실가스 배출량 은 약 1억 5,400만 톤으로 전체 배출량의 14%, 산 업 부문의 42%를 차지하고 있다. 통계에 따라 다소 차이가 있으나 일본 철강산업의 경우에도 탄소배출량이 가장 많은 산업 분야라 는 점에서 우리나라와 유사하다. 그러나 산업 부문에서 차지하는 CO2 배출량의 비중 면에서는 우리나라보다 오히려 훨씬 크다.
둘째, 철강산업은 현재의 고로(高爐)방식에서는 필연적으로 탄소를 배출할 수밖에 없는 구조이다. 철광석(Fe2O3)을 유연탄으로 환원하여 용선(鎔銑) 을 만드는 과정에서 CO2가 발생하기 때문이다.1톤의 철강을 생산하기 위해서는 약 2톤의 CO2가 배출된다. 철강 업종의 온실가스 배출량이 조강 생산량에 비례하는 경향을 보이는 이유이다. 즉 현행 고로방식의 제철생산은 운용에 고도한 기술력이 필요하나 불순물이 없어 품질이 우수하고 경제적인 방식이나, 환원제로 유연탄이 사용되는 공정 특성상 온실가스 감축이 어려운 대표적인 사례이다.
셋째, 탄소중립화를 위해서는 철강업계의 CO2감축이 필수적이나 이를 실현하기 위한 제철방식의 기술개발에는 극복해야 할 기술적 난관도 많고 막대한 자금과 시간이 필요하기 때문이다. 전 세계의 석탄을 사용하는 제강고로의 약 70%(10 억 9,000만 톤)는 운전 수명을 다하게 되어 있어 막대한 설비투자가 필요한 실정이다. 따라서 기존 고로(高爐)방식의 제철생산 방식 대신에 CO2 배출량을 줄이거나 제로로 만들기 위해 세계 각국의 주요 철강업체들이 수소환원제철 등 새로운 제철 방식의 개발에 나서고 있다. 그러나 현 단계에서는 성공 가능성과 시기를 확신할 수 없는 상황이다. 예컨대, 제철 공정에서 고로(高爐)기술로는 배기가스재활용(iACRES), 산소고로(Oxygen BF), 수소활용환원(COURSE50) 등이 있다. 직접환원 제철기술에는 용융환원(Finex, Hlsama), 직접환 원철(DRI), 수소환원제철법(H2DRI)5) 등이 있다.
넷째, 철강산업은 해당산업뿐만 아니라 자동차, 가전, 조선 등 하부 관련 산업의 유지·발전에 도 지대한 영향을 미치는 필수 기간산업이라는 점에서 철강산업의 탄소중립화 달성이 초래하는 국민경제적 의의가 매우 크기 때문이다.
다섯째, 철강의 에너지 소비 측면의 특성 때문이다. 일관제철의 경우 석탄의 비중이 89%로 높아 CO2 배출이 불가피하다. 전기로의 경우에도 전력이 81%를 차지하므로 값싸고 탄소배출량이 작은 전력원에서 전기를 공급받는 것이 대단히 중요하다. 신재생에너지나 수소 등의 청정에너지를 사용한 전기 생산 및 제철법이 주목받고 있는 이유이다.
철강산업의 탄소중립화를 위한 우리의 과제와 시사점
탄소중립화라는 트렌드에 대응하는 과정에서 현재 세계 최고 수준의 한국 철강산업의 경쟁 력이 손상되지 않도록 다양한 대응책 마련이 필요 하다. 수소환원제철 등 탄소중립화를 위한 기술개발 투자 및 설비투자 확대, 신재생에너지 사용 증 대로 인한 전력 요금 상승, 각국의 탄소규제 대응 등 산적한 도전적 과제가 있다. 특히 철강의 경우 산업 특성상 탄소중립화를 위한 새로운 제철기술 개발이 곤란하여 획기적인 대응책을 강구하기 어렵다. 따라서 선진국도 산관학이 혼연일체가 되어 각종 지원책을 강구하고 있는 것이다. 우리정부 차원에서는 산업정책과 통상정책의 연계를 통한 종합적인 철강산업 경쟁력 제고 방안 마련이 절실하다. 산업정책 측면에서는 가장 근본적인 대책인 수소환원제철 관련 기술개발과 상용화를 위한 기술개발 자금의 지원, 세제 지원 및 경제성 있는 수소 공급 등 관련 인프라를 정비하여야 한다. 또한 수소, 철광석 등 공급망 이슈 해소, 해외시장에서 우리기업에 대해 불리하거나 차별적 조치를 취하지 않도록 적극적인 통상정책을 병행할 필요가 있다. 철강의 탄소중립화 로드맵의 정치화 과정에서 글로벌 철강업체들의 동향과 우리업체의 신기술 개발 상황을 주시하면서 산·관·학이 상호 긴밀히 논의하며 일정을 탄력적으로 조정해 나가는 것이 바람직하다.
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