포스코, 친환경 브랜드 ‘그린어블’로 풍력시장 공략

친환경 美 태양광 하부구조물 강관 수요 기대

글로벌 풍력 시장 성장 국내 철강업계 호재　

<편집자주> 철강업계는 2023년 대내외 경기 침체에 대비해 신규 시장을 선점하기 위한 움직임을 이어가고 있다.

산업연구원이 발표한 ‘2023년 경제·산업 전망’에 따르면 2023년 국내경제는 글로벌 경기 부진과 통화 긴축 영향의 본격화에 따른 소비 둔화 등으로 인해 전년(2.5%)보다 낮은 1.9%의 성장률을 기록할 것으로 예상했다.

산업연은 대내외적으로 코로나19 상황 해제 및 일상 회복 진전, 러시아-우크라이나 관련 불확실성, 주요국들의 통화정책 기조 전환 여부, 고물가 및 금리 인상, 환율 및 금융시장 불안, 무역적자 지속 여부 등이 가장 큰 변수가 될 것이라고 내다봤다. 이러한 상황 속에 철강업계는 신재생에너지 시장 진출을 통해 신성장동력을 마련하고 있다.

■ 포스코, 친환경 브랜드 ‘그린어블’로 풍력시장 공략

포스코가 고객사와의 협업을 통해 글로벌 풍력 시장의 공략에 박차를 가하고 있다. 바로 친환경에너지용 강재 통합 브랜드인 ‘그린어블(Greenable)’로 고객사와 협업에 나서고 있는 것.

그린어블은 풍력, 태양광, 수소 등 미래 친환경 에너지를 생산하거나 수송, 저장 시 적용되는 전문적인 철강제품과 솔루션을 통합한 브랜드로 2019년 친환경 강건재 프리미엄 브랜드 ‘이노빌트(INNOVILT)’, 2021년 1월 친환경차 통합 브랜드 ‘이 오토포스(e Autopos)’에 이은 포스코의 세번째 제품·솔루션 통합 브랜드다.

풍력산업 부분을 살펴보면 세계풍력에너지협의회(GWEC)는 글로벌 해상풍력 시장의 규모가 6.1GW 수준에서 2025년까지 65GW수준의 해상풍력발전이 신규로 설치될 것으로 전망했다. 영국과 독일에서도 풍력발전을 확대하려는 움직임이 나타나고 있으며, 우리나라에서도 현재 0.1GW 수준의 해상풍력 발전용량을 오는 2030년까지 12GW로 확대할 계획이다. 해상풍력의 경우 바다는 유직보다 바람도 일정하면서 세기도 센 편이고 일조권과 소음 문제도 해결할 수 있어 인기가 높아지고 있다.

포스코는 글로벌 풍력타워 제작사인 씨에스윈드(CS Wind)와 협약을 맺고 친환경 풍력발전용 소재 공급을 확대하고 있다.

포스코는 포스코인터내셔널과 협업하여 올해 안에 풍력타워 제작용 후판의 브랜드인 ‘그린어블 윈드(Greenable Wind)’ 제품 16만톤을 씨에스윈드가 참여하는 글로벌 풍력타워 프로젝트에 공급하게 된다.

포스코는 2015년부터 씨에스윈드에 후판을 공급하고 있다. 씨에스윈드는 베트남을 중심으로 말레이시아, 터키, 중국, 대만에서 전세계 육·해상 풍력 프로젝트용 풍력타워를 제작하고 있으며 지난해 포르투갈 ASM사를 인수하는 등 글로벌 시장에서 입지를 넓히고 있다.

풍력발전은 자연상태의 무공해 에너지원으로 대체에너지원 중 가장 경제성이 높은 에너지로 친환경에너지에 대한 관심이 높아진 최근 더욱 주목받고 있으며 우리 나라 역시 신재생에너지 산업 생태계 육성을 목표로 국내에 대규모 해상풍력 단지 조성을 추진 중이다.

풍력발전기는 지지대 역할인 ‘타워’와 바람을 맞고 회전하는 ‘블레이드’, 겉으로는 보이지 않지만 에너지를 생성해내는 ‘발전기’와 타워 해저에 단단히 고정하는 역할을 하는 ‘하부구조물’로 구성돼 있다. 이중 타워와 하부구조물은 바다 한가운데서 바람을 맞는 가혹한 환경과 저온 충격에도 20년 이상 변형 없이 버틸 수 있는 소재로 제작돼야 한다. 그래서 구조물용 ‘저온인성보증강’ 은 풍력발전기용 타워와 하부구조물에 가장 많이 쓰이는 소재다.　

■ 친환경 ‘美 태양광 하부구조물 강관’ 수요 기대

포스코와 한진철관이 친환경 강재 시장인 태양광 시장 진출에 박차를 가하고 있다. 포스코는 친환경 강재 그린어블 제품인 ‘포스맥’을 생산하고 한진철관이 고품질의 강관으로 제작해 글로벌 태양광 기업에 납품하고 있다.

한진철관은 1980년 창립해 40년이 넘는 업력을 지닌 강관생산 전문 기업으로 포스코 친환경 철강 ‘그린어블 솔라(Greenable Solar)’의 주요 고객사다. 태양광용 강관, 가설재용 강관, 배관용 구조관, 일반 구조관 등을 주요 제품으로 생산하고 있으며, 국내에서 가장 많은 조관 생산 라인을 확보하고 있다. 사업분야로는 전통적인 강관 소재를 기본으로 하는 기초건설 강재와 태양광 구조물 사업 중심의 친환경에너지 강재 분야가 있다.

철강업계에 따르면 포스코와 한진철관은 2019년 개발에 성공한 포스맥 기반 태양광 강관은 미국 2위 태양광 기업 Array사와 2024년 이후 추가 강관 공급 협상을 준비하고 있다. 당초 올해부터 2023년까지 20만톤 규모 포스맥 기반 태양광 강관을 공급하기로 했는데 내년초 추가 공급 협상을 시작하기로 했다.

한진철관은 포스코의 ‘포스맥(PosMAC)’을 활용해 만든 태양광 패널 지지대용 팔각관을 생산한다. 팔각관은 태양광 패널 아래 설치되어 패널을 지지하는 구조체 역할을 하는 동시에 패널이 태양의 움직임에 따라 최적의 반사각을 형성할 수 있도록 회전시키는 축 역할도 한다. 따라서 팔각관은 무거운 태양광 패널을 지지하기 위해서 강도가 높아야 하고, 길고 거대한 태양광 패널이 오차 없이 일률적으로 반사각을 형성할 수 있도록 직진도, 가공성 등에서 정교한 품질이 요구된다.

이에 포스코의 친환경 고품질 철강 ‘그린어블 솔라’와 한진철관의 우수한 제조기술이 결합해 팔각관 생산을 성공하고 글로벌 태양광사 공급도 하게 됐다. 이 회사의 7인치 설비는 각관 200*100각 9mm, 150각 9.0mm, 원형관의 경우 외경 190,7mm 9.0mm까지 생산할 수 있다. 아울러 조관설비의 사양을 최대 축경 130파이로 제작해 동종업계 설비 중 최고의 사양을 자랑한다. 이와 함께 엔트리에서부터 포장, 결속까지 완전자동라인을 구축했다.

태양광 수요를 확보하기 위해 설비 증설을 포함해 제품 품질과 납기, 관련 인원충원 등 다양한 부분을 충족시켜야한다. 포스코로부터 포스맥을 받아 가공 형식으로 제품을 생산하는 상황에서 단순 가공비로 수익성을 확보하기는 어렵기 때문이다. 기존 인력으로는 해외 수출에 필요한 생산이 어려워 수출 전담팀을 형성하거나 7인치 수출 전용 생산인력이 필요하다. 이에 한진철관은 수출 전담팀을 구성하고 7인치 수출 전용 생산인력을 구성해 제품 생산부터, 품질, 납품까지 최상의 제품을 수출하고 있다.
 

■ ‘글로벌 풍력 시장 성장’…국내 철강업계에 호재

글로벌 풍력시장의 성장세가 주목받고 있다. 이에 국내 철강업계는 신재생에너지 수요 중 해상풍력 수요 확보에 박차를 가할 것으로 보인다. 특히 글로벌 신규 설치량이 2030년에 대략 51GW로 예상되는데 이에 대한 강관은 연간 대략 1,020만톤~1,250만톤의 신규 수요가 발생하는 것이다. 이는 글로벌 에너지용강관의 수요가 연간 1,200만톤으로 비슷한 규모다.

글로벌로 살펴보면 현재까지는 육상풍력이 해상풍력 보다 설치량이 많다. 육상풍력은 한정된 땅과 주민 수용성, 용량별 소요 비용 측면에서 해상풍력 보다 경쟁력이 떨어지지 때문에 향후는 해상풍력 발전의 성장성이 훨씬 높을 것으로 전망하고 있다. 글로벌 해상풍력의 연간 신규 설치량을 살펴보면 지난 2015년 이후 성장성이 GAGR 기준 5~10% 수준에서 향후 2026년 이후 13.9% 성장이 예상된다.

강관업체 중 세아제강지주는 영국 현지에 해상풍력 하부구조물인 ‘모노파일’ 생산공장 건립 및 설비 구축을 위해 3년간 약 4,000억원의 대규모 투자를 단행한다. 투자는 세아제강지주가 2021년 글로벌 해상풍력 하부구조물시장 진출을 위해 현지에 설립한 세아윈드(SeAH Wind)를 통해 진행된다.

세아윈드는 영국 내 유일한 모노파일 공급업체로서 영국 해상풍력 발전 공급망의 중추적인 역할을 수행해 나갈 계획이며 영국 및 유럽 내 해상풍력 프로젝트의 추가 수주가 이어질 것으로 기대하고 있다.

세아윈드에서 생산될 모노파일은 세계 최대 규모의 해상풍력 단지로 조성되고 있는 영국 북해의 혼시 프로젝트 중 마지막 구역인 혼시 3(Hornsea 3)에 납품될 예정이다. 최대 300기의 해상풍력 발전 터빈이 설치되는 혼시3구역은 발전 용량 2.4GW로 약 200만 가구의 일일 전력 사용량에 달하는 규모다.

이어 현대제철은 제주 한림 해상에 대규모로 조성되는 해상풍력 프로젝트에 구조용 강관 및 핀파일 강관 공급 계약을 체결하며 해상풍력 시장에 본격 진입했다.

제주한림 해상풍력은 한국전력이 발전사로 참여하고 현대건설이 제주 한림읍 수원리 해역 일대에 시공하는 국내 최대 규모의 100MW급 해상풍력 발전단지이다.

이 발전단지는 터빈, 하부구조물, 전력계통 등 시설을 구성하는 자재와 부품을 국산 기자재로만 사용한다는 점에서 의미가 있으며, 2024년 상업운전을 목표로 금년 상반기 중 착공 예정이다. 현대제철은 발전설비의 하부구조물인 자켓과 구조물을 지지하는 핀파일에 사용되는 강관소재 약 1만2천톤을 공급하게 된다.

해상풍력 발전설비에 적용되는 강관제품은 발전단지의 경제성 확보와 제작공정의 편의를 위해 초대구경 강관 및 모듈 단위 제품이 요구되는 특징이 있다.

현대제철은 이와 같은 시장요구에 대응하기 위해 지난해 가공 분야의 전문기업들과 업무협약을 체결하여 다품종, 초대구경 강관을 일괄 공급할 수 있는 체계를 구축하였으며, 울산2공장에 생산에서 품질, 납기까지 전담으로 진행하는 전문조직을 신설하여 해상풍력 시장 선점에 나섰다.

이어 삼강엠앤티는 SK에코플랜트에 지분 매각 이후 대규모 신규투자에 나서고 있다. 신재생에너지 열풍을 타고 해상풍력 부문 성장 기대감이 컸던 삼강엠엔티는 잇딴 대규모 투자로 자본 확보에 어려움을 겪던 중 대규모 투자자를 만났고, SK에코플랜트는 SK그룹의 친환경 경영 기조에 따라 해상풍력 핵심 설비를 생산하는 기업 인수에 나선 것으로 보인다.

삼강엠앤티는 ▲오랜 해양플랜트 설비 제작 경험과 숙련된 인력보유 ▲약 30만평에 달하는 수심 10m 이상의 접안부두를 가진 제조시설을 보유하고 있다.

■ ‘수소 배관부터 연료탱크’까지 강재 개발로 신시장 개척

포스코가 수소 배관부터 연료탱크까지 효율적으로 운송하고 저장하기 위한 강재 기술 및 제품 솔루션에 총력을 기울이고 있다.

수소 배관인 이송용강관은 포스코가 수소 이송용 강재를 국내 최초 수소시범도시인 안산에 적용했다. 수소시범도시는 주거시설, 교통수단 등에 수소에너지를 이용하는 친환경 도시로 국토교통부는 2019년에 안산시, 울산광역시, 전주·완주시를 수소시범도시로 지정한 바 있다.

지금까지 국내의 수소 이송용 배관은 6인치 이하의 소구경 수입산 심리스(Seamless)강관이 주로 사용되어 왔으나, 국내 수소시범도시는 수소 이송량이 많아 지름이 8인치인 대구경 배관으로 설계되고 있다. 일반적으로 8인치 이상의 대구경 강관은 용접 강관이 사용되나 용접부의 안전성 확보 문제로 제한적으로 사용되어 왔다. 이에 포스코는 기존대비 수소로 인한 깨짐과 부식에 견딜 수 있도록 용접부의 수명과 안전성을 크게 향상시킨 철강재를 신규 개발하는 등 소재 국산화를 추진했다. 이번에 포스코가 개발한 강재는 영하 45℃에서도 용접부가 충격에 견딜 수 있는 세계 최고수준의 안전성을 갖추고 있으며 국내 조관사인 휴스틸 등에서 강관으로 생산하고 있다.

이어 수소 연료탱크의 경우 철강섬유로 보강한 제품을 활용했다. 내부에서 200~700바(bar)의 초고압을 견디는 수소연료탱크는 폭발위험성을 줄이기 위해 섬유보강재로 수소용기를 겹겹이 둘러싼다. 주로 탄소섬유가 보강재로 쓰이는데, 가벼우면서도 질긴 특성을 지녀 경량화와 안전성 확보에 유리하다.

하지만 탄소섬유는 가격이 비싸다. 주로 사용되는 PAN(폴리아크릴로니트릴)계 탄소섬유의 가격은 1톤당 1만5,000달러(1,700만원)를 넘는다. 포스코는 이에 고강도 선재(코일모양 철강 제품)를 가공해 만든 강선을 보강재로 쓰는 수소연료탱크를 개발중이다. 포스코에 따르면, 개발시 탄소섬유 수소연료탱크의 3분의1 수준 가격으로 경제성 확보가 가능하다.

수소에너지 상용화의 핵심은 고압을 견뎌내는 소재 기술력에 있다고 볼 수 있다. 여기에 수소전기차나 수송용 튜브트레일러는 소재 경량화라는 과제가 추가된다. 현재 수소 차량에 탄소섬유 등 복합소재가 쓰이는 것도 바로 이 때문. 그러나 복합소재는 가격이 비싸기 때문에, 가격 경쟁력을 갖춘 스틸의 수소 대응력이 높아진다면, 복합소재와 경쟁 가능한 소재가 되는 것은 물론, 수소 상용화의 시기도 앞당겨질 수 있을 것이다.

수소를 안전하고 효율적으로 운송하고 저장하기 위한 포스코그룹의 강재 기술 및 제품 솔루션을 살펴보면 포스코 강재를 적용한 수소배관, 수소충전소 저장탱크, 수소 연료탱크가 있다.