포스코가 2050년까지 석탄 기반의 고로(용광로)를 수소환원제철로 완전히 전환하는 데 최대 40조원을 투자한다. 수소환원제철은 철강을 만드는 과정에서 탄소가 배출되지 않는 '꿈의 기술'이다. 김학동 포스코 대표이사(사장)가 말한 "아무도 가보지 않은 길"을 개척하는 데 30년 가까운 시간과 40조원에 이르는 돈이 투입되는 것이다.
지난 29일 열린 '수소환원제철포럼(Hydrogen Iron & Steel Making Forum, HyIS) 2021 간담회'에 참석한 김학동 대표는 "수소환원제철에 고로 매몰비용 5조~10조원, 수소환원제철 투자비 20조~30조원 등 최대 40조원이 들어간다"고 말했다. 수소환원제철은 수를 활용한 제강방식으로 탄소가 배출되지 않는 꿈의 기술로 불린다. 꿈을 실현하는 비용이 40조원에 이른다는 뜻이다.
40조원은 2050년까지 단계적으로 투입된다. 김 대표는 "포항에는 11개의 고로가 있고, 각 고로의 수명은 15년"이라며 "2년마다 고로 설비를 교체하는데, 이때마다 단계적으로 바꿔나갈 수 있다. 2050년까지 단계적으로 수소환원제철 설비로 전환된다"고 전했다. 이어 "제철 경쟁력을 지키면서 전환할 수 있다"고도 했다.
돈만으로 해결할 수 있는 것은 아니다. 기술력이 뒤따라야 한다. 포스코는 수소환원제철의 원천 기술인 파이넥스 개발부터 상용화까지 15년이 걸렸다. 파이넥스는 수소 25%와 일산화탄소 75%를 환원제로 사용하는데, 이 수소 함량을 100%로 끌어올리면 수소환원제철이 된다.
이 과정이 말처럼 쉽지는 않다. 포스코는 2050년까지 고로를 수소환원제철로 전환한다는 계획이다. 수소 함량을 25%에서 100%로 올리는 데 29년이 걸린다는 얘기다.
어렵게 수소환원제철로 전환되면 또 다른 '영수증'도 청구된다. 철강값이 비싸질 수 있다. 김 대표는 "기본적으로 싼 석탄으로 생산하는 철보다 수소환원제철이 비쌀 수밖에 없다"고 말했다. 철강의 후방산업인 자동차, 조선 등 업계가 철강값 인상 부담을 질 수밖에 없다는 얘기다. '도미노 물가 인상'도 우려된다.
수소를 공급받는 것도 만만치 않다. 수소환원제철에만 연간 300만톤의 수소가 투입될 것으로 예상된다. 여기에 포스코에너지가 사용할 수소 200만톤을 더하면 연간 총 500만톤의 수소가 필요하다. 포스코는 2050년까지 연간 500만톤의 수소를 생산해, 국내 점유율 30%를 차지하겠다는 계획이다. ▷관련기사: [K-수소동맹]⑤포스코가 앞장 선 이유(9월24일)
이 수소의 대부분은 해외에서 들여온다. 유병옥 수소사업부장은 "안타깝게도 국내는 수소 생산 단가가 높은 지역"이라며 "해외에서 대부분을 가져와야 한다"고 전했다.
이같이 대규모 투자가 필요하지만 수소환원제철은 포스코가 반드시 풀어야할 숙제다. 철강 업계가 탄소 배출이 가장 많은 업종으로 꼽혀서다. 작년 포스코가 배출한 온실가스만 7560만톤에 이른다. 온실가스 배출량만큼 책임이 커질 수밖에 없는 셈이다.
포스코는 '아무도 가보지 않은 길'을 홀로 걷진 않는다. 수소환원제철 개발을 위해 전세계 철강회사와 손을 잡을 계획이다. 이를 위해 다음 달 'HyIS 2021 국제 포럼'을 서울에서 연다. 이덕락 기술연구원장은 "수소환원제철은 제철역사를 새로 쓰는 혁명적 기술로 비용과 시간이 많이 든다"며 "전세계 철강사와 협력해 역할을 분담하고 개발 결과를 공유하겠다"고 말했다.
이 과정에서 포스코는 기술 경쟁에서도 우위를 점해야 한다. 스웨덴은 2016년부터 수소를 활용해 그린스틸을 생산하는 HYBRIT(Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) 프로젝트를 추진중이다. 스웨덴 철강업체(SSAB), 철광석 생산기업(LKAB), 에너지 기업(Vattenfall)이 합작했다. HYBRIT는 최근 연간 8000톤 규모의 수소환원철을 만드는 시험공장을 완공했다.
이덕락 원장은 "HYBRIT는 공정이 복잡하고 에너지도 많이 써, 원가측면에서 포스코의 수소환원제철 기술이 경쟁력이 있다"며 "다만 유럽 방식은 유럽뿐 아니라 중국도 채택하고 있는 반면 수소환원제철은 포스코 혼자 밖에 없다. 다른 철강사의 공감을 얻어 기술을 개발해야 한다"고 강조했다.
