수소 기반 제철기술, 고급 원료 생산 확대, CCUS 기술 개발에 중점 투자 필요
탄소중립 달성 위해 재생에너지 기반 DRI 생산기술 상용화 및 활용해야

스코틀랜드에 본사를 둔 에너지 연구 및 컨설팅 회사인 우드 매켄지(Wood Mackenzie)는 최근 발표한 보고서에서 “파리 기후 협정에 따라 2050년까지 세계 철강산업의 탈탄소화를 위해서는 가치 사슬의 모든 단계에 걸쳐 1조4,000억 달러의 투자가 필요할 것”이라고 발표했다.

이 보고서에 따르면 세계 철강산업은 연간 총 34억 톤의 탄소를 배출하며, 이는 전 세계 탄소 배출량의 7%에 해당한다.

탄소 저감을 위해 기존 제철 인프라에 수소 기반 직접환원철(DRI)과 전기아크로(EAF)를 새로 설치하려면 8,000억~9,000억 달러의 투자가 필요하다.

우드 매켄지는 철강업계가 추진해야 할 5가지 주요 탈탄소화 방법으로 ▲제강 공정에서 철스크랩 사용 증가 ▲직접환원철(DRI) 생산 및 사용 증가 ▲세계 전기아크로 탄소 배출량 감소 ▲용광로 탄소 배출량 이론적 최소치에 근접한 30% 감소 ▲잔류 탄소 배출량 45%(연 5억 톤 내외) 포집 및 저장 등을 제시했다.

그리고 이는 세계 철광석 및 석탄시장에 큰 혼란을 가져올 것으로 예상하면서도 탄소 포집과 저장, 철강 분야의 수소 수요에는 큰 호재가 될 것으로 전망했다.

실제로 철강산업의 탈탄소화를 위해서는 직접환원철(DRI) 생산을 증가시켜야 하는데, 이는 프리미엄 철광석 공급업체들에게 큰 기회를 제공할 것이다. 그리고 철스크랩 소비 증가로 총 철광석 수요는 24% 감소하지만, 수소환원제철에 쓰이는 펠릿 제품 시장은 35% 확대될 것이다.

우드 매켄지의 연구 책임자 말란 우(Malan Wu)는 “철광석을 생산하는 광산업체들은 녹색 철강을 공급하기 위해 새로운 고급 철광석 광산 개발과 녹색 펠릿 생산설비에 투자해야 할 것이다. 결과적으로 탈탄소화를 위해 현재보다 5배에 달하는 7억5,000만 톤의 고급 펠릿이 필요하며, 이를 위해서는 2,500억~3,000억 달러의 투자가 필요하다”고 밝혔다.

보고서는 또한 세계 철강업계가 2050년 배출 목표를 달성하기 위해 4억7,000만 톤의 탄소를 포집하고 저장해야 하기 때문에 탄소 포집 및 활용, 저장(CCUS) 등을 통한 탄소 저감 기술에 2,000억~2,500억 달러의 투자가 필요하다고 지적했다.

철강산업의 탄소 배출이 ‘순 제로(0)’를 달성하려면 세계 철강 생산량의 4분의 3이 저탄소 기술을 사용해야 한다. 이를 위해서는 재생에너지로 구동되는 DRI 생산과 같은 신기술의 상용화 및 활용이 필요하다.

현재 철강 부문의 탈탄소화를 위해 선진국을 중심으로 직접환원철(DRI) 생산 및 활용이 증가하고 있다. 특히, 녹색 철강 제조를 선도하고 있는 유럽 철강업체들의 경우 수소환원제철소 시범공장을 건설하는 동시에 그린수소를 활용한 DRI 생산을 본격화하고 있다. 실제로 독일의 티센크루프는 최근 연 250만 톤의 그린수소 활용 DRI 생산 공장 건설을 시작했다.

우드 매켄지는 “탄소 배출 저감을 위한 전략은 매우 다양하게 실행될 것이다. 철강산업의 탄소중립 달성을 위해 선진국들은 수소 사용과 같은 혁신적인 제련기술 개발을 통한 배출량 억제에 더 많은 노력을 해야 할 것이고, 개발도상국들은 좀 더 느슨한 방법을 채택할 것이다. 이에 따라 EU와 미국, 일본, 한국과 같은 선진국들의 경우 탄소중립 달성을 위해 신흥 경제국보다 50% 더 많은 비용을 지출하게 될 것”이라고 설명했다.