수소환원제철의 글로벌 경쟁력 도전

1. 요약

• 본 리포트는 한국의 수소환원제철 기술의 경제성을 주요 철강 생산국들과 비교하여 분석한 결과를 제시하고 있습니다. 한국은 7대 철강 생산국 중 수소환원제철의 경제성이 가장 낮은 국가로, 이는 높은 재생에너지 가격과 낮은 탄소 가격이 주요 원인으로 지적됩니다. 수소환원제철 기술은 탄소 배출을 줄일 수 있는 중요한 방법으로, 글로벌 철강 산업에서 각국이 집중적으로 연구 및 투자를 진행하고 있습니다. 한국의 경우, 수소환원제철 생산비용이 감소되지 않아 경쟁력을 갖추는 데 어려움을 겪고 있으며, 이에 대한 원인 분석과 해결 방안을 모색하고 있는 상황입니다. 이러한 분석은 한국이 철강 산업에서 지속 가능한 발전을 달성하는 데 있어 중요한 인사이트를 제공합니다.

2. 수소환원제철 기술의 개요

• 2-1. 수소환원제철 기술의 정의와 중요성

• 수소환원제철 기술은 고로-전로 방식과 달리 수소를 사용하여 철을 생산하는 기술로, 탄소 배출을 획기적으로 줄이는 것이 특징입니다. 기존의 철강 생산 방식은 석탄을 이용하여 쇳물을 생산하며 이산화탄소가 부산물로 발생하였습니다. 특히, 한국의 철강산업은 국내 온실가스 배출량의 약 16.7%를 차지하고 있는 상황입니다. 수소환원제철 기술은 부산물로 물을 발생시켜 탄소 배출을 ‘제로(0)’에 가깝게 줄이는 데 기여할 수 있는 중요한 기술로 주목받고 있습니다. 이 기술은 글로벌 시장에서 탄소 저감을 위한 필수적인 요소로 떠오르고 있으며, 주요 생산국들은 경제성 확보를 위해 지속적인 연구와 투자에 나서고 있습니다.

• 2-2. 기존 고로-전로 방식의 한계

• 기존의 고로-전로 방식은 일반적으로 석탄을 기초로 한 공정으로, 이 과정에서 막대한 양의 이산화탄소가 발생합니다. 이는 지구온난화와 기후 위기의 직접적인 원인 중 하나로 지적되며, 이러한 문제가 세계 각국의 규제 강화와 함께 더욱 심각해지고 있습니다. 한국은 현재 7개 주요 생산국 중에서 수소환원제철 기술의 경제성이 가장 낮은 상태이며, 그린수소 가격이 kg당 1달러(1350원)로 하락하더라도 여전히 생산 비용이 고로-전로 방식보다 높은 유일한 국가입니다. 예를 들어, 한국은 고로-전로 방식으로 철강을 생산할 경우 1톤당 605달러의 비용이 드는 반면, 수소환원제철 기술을 적용할 경우 621달러가 소요됩니다. 이러한 경제성의 한계는 한국이 수소환원제철 기술을 통해 경쟁력을 갖추는 데 큰 도전 과제가 되고 있습니다.

3. 한국의 수소환원제철 경제성 현황

• 3-1. 한국의 수소환원제철 생산비용 분석

• 현재 한국의 수소환원제철 기술은 경쟁국들과 비교하여 높은 생산비용을 가지고 있습니다. 특히 한국의 탄소 가격은 톤당 8000~9000원 사이에서 거래되고 있으며, 이로 인해 수소환원제철 철강 생산 비용은 571달러에서 537달러로 저렴해질 수 있는 기회가 있음에도 불구하고, 한국은 세계 7대 철강 생산국 중 유일하게 수소 가격이 내려가도 고로-전로 대비 수소환원제철-전기로의 생산비용이 낮아지지 않는 상황에 처해 있습니다. 이는 높은 재생에너지 구매비용 때문입니다.

• 3-2. 탄소가격과 재생에너지 가격 현황

• 현재 한국의 이산화탄소 가격은 톤당 8000~9000원으로, 이는 국제적인 수준에 비해 상당히 낮은 편입니다. 이로 인해 정부는 그린 수소 생산 비용을 줄이기 위한 다양한 지원 및 재정적 인센티브를 시행할 필요성이 제기되고 있습니다. 예를 들어, 그린 수소환원제철 설비에 대한 투자를 장려하기 위해 세액 환급, 지원금 및 보조금 등의 다양한 우대책이 제안되었습니다. 또한, 재생에너지 가격이 높기 때문에 수소 생산을 위한 에너지 비용 부담이 크고, 이는 장기적으로 수소환원제철의 경제성을 저해하는 요소로 작용하고 있습니다.

4. 글로벌 주요 생산국과의 비교

• 4-1. 한국 vs. 중국, 일본, 미국의 비용 비교

• 한국은 국제 기준에 비해 수소환원제철 공정의 경제성이 가장 낮은 것으로 확인되었습니다. '녹색 철강 경제학' 보고서에 따르면, 한국의 수소환원제철 공정 비용은 고로-전로 공정 비용보다도 높은 유일한 국가로 나타났습니다. 구체적으로, 한국이 고로-전로 방식으로 연간 1톤의 철강을 생산할 경우 소요되는 비용은 605달러이며, 그린 수소 가격이 kg당 1달러로 하락하더라도 한국의 수소환원제철 공정 비용은 621달러로 증가하는 것입니다. 반면, 중국에서는 같은 조건하에 연간 1톤 생산 비용이 539달러에서 517달러로 줄어드는 것으로 나타났습니다. 일본과 미국 역시 상대적으로 낮은 생산비용을 보이고 있는 상황입니다.

• 4-2. 브라질과 호주의 경제성 분석

• 브라질은 그린 수소 가격이 kg당 1달러로 하락할 경우, 수소환원제철 기술을 이용하여 연간 1톤의 철강을 생산하는 비용이 476달러로 가장 낮은 수치를 기록하였습니다. 호주는 516달러로 그 뒤를 이었습니다. 이는 이 두 국가가 수소환원제철 기술을 통해 경쟁력을 유지하고 있음을 의미합니다. 반면, 한국의 수소환원제철 비용은 621달러에 달하여 브라질과 호주에 비해 상대적으로 높은 경제성을 지니고 있습니다.

5. 국제적 정책 및 시장 동향

• 5-1. EU의 수소 보조금 정책

• 유럽연합(EU)은 저렴한 중국산 수소의 유럽 시장 잠식을 막기 위해 수소 프로젝트에 대한 보조금 기준을 강화하기로 하였으며, 이는 유럽 기업에게 수소 보조금이 지급될 수 있도록 보장하기 위한 조치입니다. EU는 이번 달 녹색 수소 프로젝트에 제공할 지원금을 조달할 계획이며, 이번 지원금 규모는 약 12억 유로(약 1조 7817억원)로 확인됩니다. 이 기금은 수소 생산과 저장 및 유통 기술을 개선하고 수소의 활용을 극대화하는 데 사용될 것입니다. EU는 2030년까지 청정 수소 1000만 톤을 생산하는 것을 목표로 하고 있습니다.

• 5-2. 중국의 수소 생산 확대 계획

• 중국은 2035년까지의 수소 목표를 담은 국가 수소 계획을 2022년에 발표하였으며, 2025년까지 연간 20만 톤의 생산 목표를 세웠습니다. 이 계획에 따라 중국은 매년 계획한 목표 이상을 달성하고 있습니다. 최근 중국의 풍력 터빈 기술 회사 엔비전 에너지는 스페인에 10억 달러(약 1조 3000억원) 규모의 그린수소 산업단지를 개발할 계획을 발표하였으며, 이는 유럽 국가의 온실가스 감축 목표를 달성하는 데 기여할 것입니다. 스페인 정부는 이 산업단지를 통해 2030년까지 11기가와트의 목표 중 약 절반에 해당하는 5기가와트의 전해 용량을 제공할 것입니다.

6. 수소환원제철의 미래 가능성

• 6-1. 기술 발전 방향

• 현재 한국의 수소환원제철 기술은 액화수소플랜트 가동에도 불구하고 여러 가지 인프라 부족 문제에 직면해 있습니다. 특히 수소충전소와 대용량 충전소의 부족으로 인해 수소버스의 보급이 계획대로 원활하지 않으며, 2024년 상반기에 수소충전소 17개소(디스펜서 32기)가 건설되어 2023년의 42개소(70기)와 비교해 현저히 감소한 수치를 기록하였습니다. 업계에서는 수소경제 활성화에 대한 강한 기대감을 가지고 있으나, 기술력의 저하와 정책 추진의 둔화로 인해 실망감이 커지고 있는 상황입니다.

• 6-2. 정책 개선 필요성

• 한국의 탄소 가격은 현재 톤당 8000~9000원 사이에서 거래되고 있으며, 이는 국제 수준보다 낮은 가격입니다. 이산화탄소의 가격이 증가할 경우 수소환원제철의 철강 생산 비용이 저렴해질 가능성이 있지만, 한국은 수소 가격이 내려가도 고로-전로 대비 수소환원제철-전기로의 생산비용이 낮아지지 않는 유일한 국가로 평가받고 있습니다. 따라서 정부는 그린 수소 생산 비용을 줄이기 위한 지원 및 재정적 인센티브 선택이 필요하며, 이에 대한 조치로 세액 환급, 지원금, 보조금을 제공할 수 있습니다. 또한, 배출권 거래제 개선을 통해 낮은 탄소 가격을 국제 수준으로 올리고 기업의 저탄소 설비 투자 회수에도 긍정적인 신호를 제공해야 합니다.

결론

• 한국의 철강 산업은 수소환원제철 기술의 낮은 경제성으로 인해 국제 시장에서 경쟁력을 위협받고 있습니다. 이 차이는 높은 재생에너지 가격과 낮은 탄소 가격에서 기인하며, 결과적으로 EU 탄소국경조정제도(CBAM)와 같은 글로벌 탄소 규제의 도입에 더욱 민감해질 수 있습니다. 수소환원제철 기술의 발전은 한국 산업의 필수 요소로, 이를 뒷받침하기 위해 탄소 가격의 인상 및 정부의 정책적 지원의 확충이 필요합니다. 또한, 수소환원제철 관련 연구개발 강화와 금융적 인센티브 제공을 통해 기술적 단점을 보완해야 할 것입니다. 이러한 조치는 한국 철강 산업의 장기적 경쟁력을 보장하고, 국제적 규제에 대응하면서 탄소 배출을 효과적으로 저감하는 데 기여할 것입니다. 미래의 기술 발전 방향과 정책 개선에 집중한다면, 한국은 수소환원제철 기술을 통해 지속 가능한 철강 산업을 구축할 수 있을 것입니다.

용어집

• 수소환원제철 [기술]: 수소환원제철은 수소를 이용하여 철을 생산하는 기술로, 전통적인 고로-전로 방식에 비해 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있는 방법입니다. 이 기술의 상용화는 탄소 규제가 강화되는 글로벌 환경에서 철강 산업의 경쟁력을 좌우할 핵심 요소로 주목받고 있습니다.

• EU 탄소국경조정제도(CBAM) [정책]: EU 탄소국경조정제도는 외부에서 수입되는 제품에 대해 탄소세를 부과하는 제도로, 수소환원제철 기술의 중요성을 더욱 부각시키고 있습니다. 이는 글로벌 철강 시장에서 탄소 감축을 위한 경쟁력을 높이기 위한 정책적 수단입니다.

출처 문서

• EU, 중국의 그린수소 시장 점유 우려…수소 프로젝트 보조금 규정 강화 < 에너지·발전 < 산업 < 기사본문 - IMPACT ON(임팩트온)http://www.impacton.net/news/articleView.html?idxno=12482
• EU는 남아공, 중국은 스페인에 투자...그린수소 프로젝트 속속 등장 < 에너지·발전 < 산업 < 기사본문 - IMPACT ON(임팩트온)http://www.impacton.net/news/articleView.html?idxno=12546