'탄소중립' 첫발 뗀 포스코…수소환원제철 데모플랜트 설계 착수

김기수 포스코 기술연구원 저탄소공정연구소장(왼쪽)과 프라이메탈스의 프리데만 프라울 제선제강환경 담당임원이 수소환원제철 엔지니어링 기술 협력 업무협약을 체결했다. 포스코 제공

포스코가 탄소 배출이 없는 수소환원제철 데모플랜트 설계에 착수하고 2050 탄소중립 로드맵의 첫 발을 내디뎠다.

포스코는 지난달 26일 포항 기술연구원에서 영국의 플랜트 건설사 프라이메탈스와 수소환원제철 엔지니어링 기술 협력 업무협약을 체결했다고 4일 발표했다.

포스코는 고유의 친환경 수소환원제철 모델인 ‘하이렉스’(HyREX) 기술을 통해 2050년 탄소중립을 달성할 계획이다. 이를 위해 파이넥스(FINEX) 설비를 포스코와 공동으로 설계했던 프라이메탈스와 손잡고 이달부터 하이렉스 데모플랜트 설계에 본격 착수하기로 했다.

수소환원제철은 100% 수소를 사용해 직접환원철(DRI)을 만들고 이를 전기로에서 녹여 쇳물을 생산하는 기술이다. 이 과정에서 탄소 배출이 없기 때문에 철강업계 탄소중립을 위한 솔루션으로 꼽힌다.

철광석을 석탄과 함께 태우는 용광로(고로)를 활용해 쇳물을 만드는 고로 공법은 생산성은 높지만 다량의 탄소가 배출된다. 포스코는 현재 수소가 25% 포함된 환원가스를 사용하는 파이넥스 설비를 가동 중으로, 파이넥스를 기술을 기반으로 포스코형 수소환원제철 모델인 하이렉스를 개발하고 있다.

파이넥스는 포스코가 2007년 세계 최초로 상용화에 성공한 혁신 기술이다. 철광석과 석탄을 덩어리 형태로 만드는 소결 및 코크스 공정을 생략하고 가루 형태 그대로 사용하는 공법이다. 하이렉스 역시 철광석을 가루인 분광 상태에서 직접 수소와 접촉시켜 환원하는 방식을 따를 예정이다.

포스코는 이번 설계를 시작으로 데모플랜트 EPC(설계·조달·시공)를 이어나가 2030년까지 수소환원제철의 상용화 가능성을 검증할 계획이다. 이후 생산 최적화를 거쳐 제철소 고로를 단계적으로 하이렉스 기반의 설비로 교체해 2050년 탄소중립을 달성하겠다는 방침이다.

김기수 포스코 기술연구원 저탄소공정연구소장은 “친환경 수소환원제철 기술 개발을 위해서는 철강사를 중심으로 원료, 엔지니어링, 수소 등 산업 부문을 넘나드는 협업이 중요하다”고 강조했다.

이와 함께 포스코는 작년에 이어 올해도 수소환원제철 국제포럼 HyIS Forum 2022를 개최한다. 포스코와 스웨덴 철강기업 사브(SSAB)가 공동 주관하는 이번 포럼은 10월 12, 13일 양일간 스웨덴 스톡홀름에서 온·오프라인 병행으로 진행된다.

강경민 기자