국내 철강산업 이산화탄소 배출 1억톤 육박
고로의 높은 생산성과 고품질 제품, 전기로의 낮은 CO2 배출과 탄력적 생산 장점
전기용융로 개발 통해 고급철강 생산성과 탄소저감 기대

“미래 철강공정은 낮은 이산화탄소 배출량과 높은 생산성, 탄력적 생산량 조절이 가능해야 하며 고급 철강재 위주로 제품군을 구성해야 할 것이다.”

정인호 서울대학교 재료공학부 교수가 11월 8일 열린 ‘철강 대개조 심포지엄’에서 기조연설을 통해 국내 철강산업계가 발전해 나가야 할 방향을 제시했다. 정인호 교수는 이날 ‘탄소중립 달성을 위한 철강제조 공정의 변화와 기술개발 방향’을 주제로 강연을 진행했다. 
 

정인호 교수는 세계 철강 생산량이 최근 20억톤에 달하며 이에 따른 이산화탄소 발생량도 50억톤에 이를 것이라고 내다봤다. 정 교수는 “철강은 사실상 이산화탄소를 만드는 산업”이라며 “그럼에도 철을 사용하지 않을 수 없으며, 이를 어떤 방식으로 저감하는 지가 중요하다”라고 말했다. 특히 우리나라에서 발생하는 이산화탄소도 늘어나는 추세를 기록 중이며 철강산업을 통해 발생하는 이산화탄소량도 1억톤에 달한다고 부연했다. 

이후 정인호 교수는 고로와 전기로 조업 방식의 차이를 설명하며 향후 국내 철강산업이 나아가야 할 방향을 제시했다. 그는 “고로는 저급 광석과 석탄, 석회석과 같은 부원료를 통해 제품을 생산해, 고급 철강제품을 만들고 높은 생산성을 가지고 있다”라며 “다만 고로 조업 방식은 이산화탄소 배출량이 많다는 단점을 지니고 있다”라고 말했다. 

이어 “전기로는 스크랩과 전기를 통해 제품을 생산하며 낮은 이산화탄소 배출과 소규모 공장, 탄력적 생산량 조절 등의 장점을 갖추고 있다”라며 “미국의 경우 조강 생산량 7천만톤 중 70%를 전기로로 생산 중이다”라고 덧붙였다. 다만 정인호 교수는 전기로 조업 방식이 최고급 철강 제품 생산에 어려움이 많다고 지적했다. 

정인호 교수는 “고로를 대체하는 전기로를 만들려 노력하고 있으며, 흔히 전기용융로라고 부르며 개발 중에 있다”라며 “이를 통해 만든 철을 전로 공정을 통해 지금과 같은 고급철강을 만들 수 있으며 이산화탄소 배출도 줄일 수 있을 것으로 기대된다”라고 설명했다.  

이에 정 교수는 미래 철강공정은 고로와 전기로 조업 방식의 장점을 모두 갖춰야 한다고 주장했다. 특히 전기용융로를 통해 높은 생산성과 낮은 이산화탄소 배출량을 갖추고 고급 철강제품을 탄력적으로 생산할 수 있는 기반을 만들어야 한다고 조언했다. 특히 전기료 기반 용선 기술 개발이 중요하며 불순물을 제어하는 기술이 필요하다고 부연했다. 
 

마지막으로 정인호 교수는 2023년부터 2030년까지 개발해야 할 주요 핵심기술로는 수소를 이용한 철광석 환원을 포함해 △일반전기로 대형화 및 공정개선 △전기용융로 개발 및 운용기술 △전기로용선에 최적화된 정련공정 개발 등을 꼽았다. 

정인호 교수는 “수소를 이용한 철광석 환원(H2-DRI 생산기술)은 유동환원로(HyRex) 공법을 이용한 철광석 환원기술 등을 말하며, 일반전기로 대형화 및 공정개선은 300톤 대형 전기로 운영기술과 DR(67% 이상 fe 포함) 등급의 환원철 사용기술 개발이 필요할 것이다”라며 “2030년까지 다양한 생산 시나리오별 전로 및 2차 정련공정의 최적화 기술도 개발해야 한다”라고 설명했다.