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포스코의 탄소중립 혁신: HyREX 기술과 미래 전략

일반 리포트 2025년 03월 31일
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목차

  1. 요약
  2. 탄소중립의 필요성 및 포스코의 비전
  3. HyREX 기술의 의미 및 도입 계획
  4. 탄소중립을 위한 구체적인 프로젝트 사례
  5. 포스코의 향후 계획 및 목표
  6. 결론

1. 요약

  • 포스코는 급격한 기후 변화와 지구 온난화 문제에 대응하기 위해 탄소중립 목표를 설정하고, 이를 실현하기 위한 다양한 혁신적인 전략을 추진하고 있습니다. 특히, HyREX 기술은 수소를 활용한 제철 공정으로, 전통적인 석탄 기반의 고로 공법에서 발생하는 탄소 배출을 극적으로 줄일 수 있는 가능성을 지니고 있습니다. 이번 글에서는 탄소중립의 필요성과 포스코의 비전을 제시하며, HyREX 기술의 도입 계획과 그에 따른 기대 효과를 구체적으로 살펴보았습니다.

  • 탄소중립은 단순한 목표가 아닌 인류 생존과 직결된 문제로, 산업 전반에서의 급진적인 변화와 혁신이 필요합니다. 포스코는 2050년을 목표로 한 탄소중립 로드맵을 수립하고, 이를 위한 중장기 전략으로 HyREX 기술의 상용화 및 저탄소 연료 사용 확대에 주력하고 있습니다. 특히, 이 기술은 수소와 재생 가능 에너지를 결합하여, 기존의 탄소 배출 방식에서 벗어난 청정한 생산 과정을 실현할 수 있습니다.

  • 또한, 포스코는 글로벌 협업을 통해 기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 세계 주요 기업 및 연구 기관과의 파트너십을 통해 저탄소 기술의 발전을 선도하고 있습니다. 이러한 노력은 단지 포스코의 경쟁력 제고를 넘어, 전 세계의 탄소중립 목표 달성에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다. 이번 글을 통해 포스코의 혁신적인 접근 방식과 지속 가능한 미래를 위해 추진되는 다양한 프로젝트들에 대한 인사이트를 제공합니다.

2. 탄소중립의 필요성 및 포스코의 비전

  • 2-1. 탄소중립의 중요성

  • 탄소중립은 지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위한 필수적인 목표입니다. 전 세계적으로 산업과 에너지 사용에 따라 발생하는 온실가스가 지구의 평균 온도를 상승시키고 있으며, 이는 극단적인 기후 현상과 생태계의 파괴를 초래하고 있습니다. 이러한 문제는 인류의 생존과 직결되기에 각국 정부와 기업들은 탄소중립을 목표로 한 다양한 정책과 기술 개발에 박차를 가하고 있습니다.

  • 탄소중립을 달성하기 위해서는 이산화탄소(CO2)를 포함한 온실가스를 대폭 감소시키고, 불가피하게 발생하는 온실가스는 상쇄할 수 있는 방법을 찾아야 합니다. 이는 재생 가능 에너지원으로의 전환뿐만 아니라, 생산 과정에서의 혁신적인 기술 도입이 필요함을 의미합니다. 특히, 철강 산업은 탄소 배출의 주요 원인 중 하나로, 이 부문의 변화가 탄소중립 달성에 있어 핵심적인 역할을 합니다.

  • 2-2. 포스코의 탄소중립 비전 및 목표

  • 포스코는 2050년까지 탄소중립을 실현하기 위한 포괄적인 비전을 수립하였습니다. 이를 위해 'HyREX'라는 혁신적인 수소환원제철 기술을 개발하고 있으며, 이 기술은 기존의 석탄 기반 고로 공법 대신 수소를 활용하여 철강 생산을 진행함으로써 탄소 배출을 극적으로 줄이는 것이 목표입니다. HyREX 기술은 포스코의 고유 기술인 파이넥스(FINEX)를 기반으로 하여, 가루 형태의 철광석과 수소를 사용하여 온실가스를 최소화하는 방식으로 설계되었습니다.

  • 또한, 포스코는 2030년까지 HyREX 기술의 상용화를 목표로 하고 있으며, 이를 통해 2035년까지 탄소배출량을 30% 이상 줄이는 중기 목표를 설정하고 있습니다. 이를 달성하기 위해 현재 가동 중인 설비를 활용하여 저탄소 연료와 원료 사용 확대, 低 HMR(Hot Metal Ratio) 조업, 전기로 도입 등 저탄소 브릿지 기술을 통해 탄소배출량을 점진적으로 감축할 계획입니다.

  • 포스코는 글로벌 칼럼의 탄소중립 응답을 선도하기 위해, 국제 파트너십과 협력에 적극적으로 나서고 있습니다. 세계철강협회와 협력하여 수소환원제철 법의 국제포럼을 개최하고, 스웨덴의 SSAB와 같은 글로벌 기업들과 함께 연구 및 기술 개발 프로젝트를 진행함으로써, 철강 산업의 저탄소 기술 개발에 기여하고 있습니다.

  • 이를 통해 포스코는 기술 혁신뿐만 아니라 지속 가능한 경영을 통해 글로벌 시장에서 경쟁력을 갖춘 기업으로 거듭나겠다는 비전을 세우고 있습니다.

3. HyREX 기술의 의미 및 도입 계획

  • 3-1. HyREX 기술 개요

  • HyREX(Hydrogen Reduction) 기술은 포스코가 개발한 혁신적인 수소환원제철 기술로, 기존 철강 생산 공정에서 소비되는 탄소를 대폭 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다. 이 기술은 전통적인 고로에서 사용되는 원료탄을 수소로 대체하여, 에너지의 효율성을 극대화하고 온실가스 배출을 획기적으로 감소시킵니다. 수소환원제철 과정에서 수소가 환원제로 사용되어, 철광석을 고체환원철(DRI)으로 변환한 후, 이 DRI를 전기로에서 녹여 쇳물을 생산함으로써 이산화탄소 배출이 전혀 없는 청정 제철 생산이 가능하게 됩니다.

  • HyREX 기술의 가장 큰 강점은 신재생 에너지원과의 결합입니다. 수소는 재생에너지를 통해 생산될 수 있기 때문에, 이 기술을 사용함으로써 제철 과정에서 발생하는 탄소 배출을 실질적으로 없앨 수 있는 방안을 제시합니다. 이는 포스코가 추진하는 탄소중립 로드맵의 중추적인 역할을 수행하며, 궁극적으로 2050년 탄소중립 목표를 달성하기 위한 기반이 됩니다.

  • 3-2. 기술 도입 단계 및 예상 효과

  • 포스코는 HyREX 기술의 도입을 단계적으로 추진하고 있습니다. 현재 포항제철소에 위치한 HyREX 데모플랜트는 수소 유동환원 기술을 검증하기 위한 실험 시설로 운영되고 있으며, 2024년에는 전기용융로 시험설비를 구축하여 첫 출선을 목표로 하고 있습니다. 이러한 단계적인 도입 과정은 기술 검증과 더불어 실질적인 상용화로의 기반을 마련하고자 하는 포스코의 전략을 반영합니다.

  • 특히, 2030년까지 HyREX 기술의 상용기술 개발을 완료할 계획인 포스코는, HyREX 기술이 탄소중립을 위한 핵심 기술로 자리매김하도록 다양한 파트너십을 구축하여 기술 개발에 속도를 내고 있습니다. 이 과정에서 글로벌 철강업계와의 협력 또한 강조하고 있으며, 이를 통해 세계적으로 경쟁력 있는 저탄소 기술 개발을 선도할 의지를 나타내고 있습니다. 이러한 노력은 궁극적으로 포스코가 시장에서의 위치를 더욱 확고히 하고, 지속 가능한 미래를 위한 혁신을 선도하는 데 크게 기여할 것입니다.

4. 탄소중립을 위한 구체적인 프로젝트 사례

  • 4-1. 2022 탄소중립 EXPO에서의 소개

  • 포스코는 2022년 11월 일산 킨텍스에서 개최된 ‘2022 탄소중립 EXPO’에 참여하여 친환경 제철소 구현 방안을 선보였습니다. 이번 EXPO는 ‘탄소중립 산업 전환의 시작’이라는 주제로 진행되었으며, 포스코는 대규모 전시 부스를 통해 탄소중립을 위한 혁신적 접근 방식과 목표를 제시했습니다. 포스코의 부스는 재생에너지와 그린 수소, 저탄소 원료, 수소환원제철(HyREX) 기술, 친환경 제품, 사회적 온실가스 감축 활동 등 5개의 섹션으로 나뉘어 구성되었습니다. 특히, 전시관 중앙에 설치된 HyREX 오브제는 고로(용광로)에서 수소환원제철로의 전환 과정을 시각적으로 표현하여 관람객들로 하여금 지속 가능한 미래를 체감할 수 있게 했습니다.

  • 포스코의 HyREX 기술은 탄소중립의 핵심 기술로 자리매김하고 있으며, 수소를 활용한 제철 공정으로 온실가스를 주요하게 줄일 수 있습니다. EXPO 기간 동안 포스코의 안전환경본부장인 김지용은 “저탄소 제철공정으로의 전환을 가속화하고 친환경 제품 생산을 확대하여 2050년까지 탄소중립을 실현하기 위해 노력하겠다”라는 포부를 밝혔습니다. 이러한 포스코의 전략은 단순히 기업 차원의 목표를 넘어서 전 세계 탄소중립 목표 달성의 중요한 기여로 작용할 것입니다.

  • 4-2. 포스코의 저탄소 연료 사용 확대 프로젝트

  • 포스코는 저탄소 연료 사용 확대를 위한 다양한 프로젝트를 통해 탄소배출량 저감에 기여하고 있습니다. 포스코의 탄소중립 로드맵에 따르면, 현재 가동 중인 설비를 활용하여 저탄소 연료 및 원료 사용을 늘릴 계획입니다. 이를 위해 기존 화석 연료 중심의 조업을 전기로 도입하는 등의 저탄소 브릿지 기술과 함께 Low Hot Metal Ratio (HMR) 조업 방식을 채택할 예정입니다.

  • 특히 포스코는 HBI(Hot Briquetted Iron)와 같은 고품질 저탄소 원료를 활용하여 탄소중립을 위한 핵심 전략을 강화하고 있습니다. HBI는 고급 직접환원철(DRI)로서, 철강 생산 과정에서 발생하는 탄소 배출을 신속하게 줄이기 위해 중요한 역할을 합니다. 포스코는 해외 광산사와 협력하여 HBI 생산을 검토하고 있으며, 이를 통해 탄소중립 시대에 발맞춘 연료 공급망을 구축할 계획입니다.

  • 더불어, 포스코는 글로벌 수소 공급망 구축과 핵심 기술 개발에 투자하여 2050년까지 연 700만 톤의 수소 생산체제를 구축할 계획입니다. 이는 수소환원제철 기술을 효과적으로 운영하기 위한 기반으로, 수소환원제철 공정에서 필요한 수소의 안정적 공급을 보장하게 됩니다.

5. 포스코의 향후 계획 및 목표

  • 5-1. 2050 탄소중립 실현을 위한 로드맵

  • 포스코는 '2050 탄소중립' 달성을 위해 체계적이고 포괄적인 로드맵을 수립하였습니다. 이 로드맵은 단기적으로 보유하고 있는 설비를 활용하여 저탄소 연료 및 원료 사용 확대, 낮은 HMR(Hot Metal Ratio) 조업 및 전기로의 도입 등을 통해 탄소배출량을 줄이는 전략을 포함하고 있습니다. 특히, 2035년까지 배출량을 30% 줄이는 목표를 설정하며, 이 과정에서 포스코형 수소환원제철 기술인 ‘HyREX'의 중요한 역할이 강조됩니다.

  • 장기적으로 포스코는 HyREX 기술을 통해 전통적인 고로 시설을 단계적으로 전환할 계획입니다. HyREX 기술은 수소를 환원제로 사용하여 철광석을 환원시키는 프로세스이며, 이를 통해 기존의 고로 공정에서 발생하는 막대한 탄소 배출량을 크게 감축할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 포스코는 2023년에 포항 기술연구원에 수소 유동환원 시험실을 도입하고 실험을 진행했으며, 이를 통해 기술의 검증 작업을 지속적으로 수행하고 있습니다. 목표는 2030년까지 상용화 가능한 수소환원제철 기술을 개발하고, 2050년까지 모든 기존 고로 설비를 HyREX 설비로 전환하는 것입니다.

  • 5-2. 중장기 목표 및 기술 개발 계획

  • 포스코의 중장기 목표는 탄소중립 달성을 위한 기술적 혁신을 지속적으로 추진하는 것입니다. 이를 위해 포스코는 HyREX 시험설비의 구축에 박차를 가하고 있으며, 2024년에는 포항제철소에 시간당 1톤 규모의 전기용융로(ESF) 시험설비를 준공할 계획입니다. 이 설비에서의 성과는 HyREX 기술의 실현 가능성을 더욱 높이고, 실제 상업화 과정에서 필요한 기술을 확보하는 데 중요한 기초가 될 것입니다.

  • 또한, 포스코는 글로벌 협력 강화를 통해 탄소중립 기술을 추진하고 있으며, 세계철강협회 및 스웨덴 철강사 SSAB와 협력하여 국제 수소환원제철 포럼을 주관하는 등의 노력을 기울이고 있습니다. 이러한 글로벌 협력은 단순히 기술적 지식을 교류하는 것을 넘어, 고급 인력 양성과 시장 개척 기회도 제공하여 벤처 생태계의 활성화에도 기여하고 있습니다. 포스코그룹은 이러한 다양한 노력을 통해 철강 산업 전반에서 탄소중립을 이루는 데 필요한 기술 개발을 선도할 것을 다짐하고 있습니다.

결론

  • 포스코의 탄소중립 목표는 기업의 실천을 넘어서, 전 세계의 기후 변화에 대응하기 위한 필수적인 노력이자 책임으로 자리 잡고 있습니다. HyREX 기술의 개발 및 도입은 포스코가 철강 산업 내에서 만들어낼 환경적 긍정 효과의 근본이 될 것입니다. 이 기술을 통해 포스코는 단지 탄소 배출량을 줄이는 것에 그치지 않고, 지속 가능한 성장과 혁신의 아이콘으로 자리매김할 수 있는 기회를 가질 것입니다.

  • 또한, 포스코의 기술적 진보는 세계 철강 산업의 변화를 선도할 것이며, 이를 통한 국제적 협력은 보다 글로벌한 차원의 탄소중립 목표에 기여할 것입니다. 포스코는 이러한 기술적 접근을 통해 2050년 탄소중립 목표를 실현할 수 있게 되며, 이는 앞으로 이끌어갈 지속 가능한 철강 생산 방식에 전략적으로 중요한 전환점을 될 것입니다.

  • 결론적으로, 포스코의 노력은 기업의 성과를 넘어, 환경적 책임을 다하고자 하는 모든 기업들이 본받을 만한 진취적인 사례가 될 것입니다. 이러한 혁신적 기술과 지속 가능한 경영 전략은 미래 사회의 기대치를 충족시킬 수 있는 기반이 될 것으로 예상됩니다.

용어집

  • HyREX [기술]: 포스코가 개발한 수소환원제철 기술로, 수소를 활용하여 기존의 탄소 배출 방식에서 벗어나 철강을 생산하는 혁신적인 방법입니다.
  • 탄소중립 [목표]: 온실가스 배출량을 대폭 줄이고, 불가피한 배출량은 상쇄함으로써 탄소 순배출을 0으로 만드는 것을 목표로 하는 상태입니다.
  • 고로 [제철 공정]: 전통적인 철강 생산 방식으로, 주로 석탄을 원료로 사용하여 철을 생산하는 고온 처리 공정을 말합니다.
  • DRI (고체환원철) [재료]: 철광석을 수소나 천연가스를 사용하여 환원해 생산된 철의 형태로, 탄소 배출이 거의 없는 청정 제철 공정의 중요한 원료입니다.
  • 재생 가능 에너지 [자원]: 태양광, 풍력, 수력 등 자연에서 지속적으로 얻을 수 있는 에너지원으로, 탄소중립 기술에 필수적인 요소입니다.
  • HMR (Hot Metal Ratio) [지표]: 제철 과정에서의 고온 금속 생산량을 비율로 나타내는 지표로, 낮은 비율을 통해 탄소 배출량을 감소시킬 수 있음 의미합니다.
  • HBI (Hot Briquetted Iron) [재료]: 고급 직접환원철(DRI)로서, 철강 생산의 탄소 배출을 줄이기 위한 고품질 원료입니다.

출처 문서