글로벌 철강업계에 부는 탄소중립 열풍

- SSAB 주도로 하이브리트 프로젝트 진행 -

- 수소환원제철기술 이용, 철강 생산 시 이산화탄소 배출 제로화-

탄소중립이 글로벌 과제로 떠오르면서 스웨덴에서도 그린 딜 정책과 연계된 친환경·저탄소 전환 가속화가 이뤄지고 있다. 스웨덴은 그린 딜 중점분야로 신재생에너지와 전기차, 전기차배터리 등을 선정하고 탄소감축을 위한 노력을 기울이고 있으며, 2030년까지 교통분야에서의 화석연료 퇴출을 위해 Bonus Malus System*을 운영 중이다. 이와 함께 스웨덴에 배정된 EU 경제회복기금 33억 달러 중 약 48%를 전기차 배터리 기술 개발과 충전인프라 구축, 풍력단지 건설부문에 집중할 예정이어서 EU 집행위가 정한 ’2050년 온실가스 배출 제로화’보다 5년 이상 빠른 2045년까지 온실가스배출 제로화 달성이 무난할 것으로 보인다.

  * Bonus Malus System은 신차 구매 시 이산화탄소 배출량이 많은 차량은 3년간 높은 자동차세를 부과하고 하이브리드∙전기차는 구매 보조금을 지원, 친환경차량으로의 전환을 유도하는 시스템으로 2018년 도입

친환경·저탄소 전환정책 가속화로 여러 산업 수요가 급성장하고 있는 가운데, 스웨덴 철강업계가 SSAB사를 중심으로 화석연료제로 철강(그린 스틸) 생산을 위한 하이브리트(Hybrit, Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology) 프로젝트를 진행 중이어서 관심이 집중되고 있다. 철강업계의 신 트렌드를 주도해 나갈 SSAB사 및 하이브리트 프로젝트 현황을 살펴보기로 한다.

SSAB사는 1878년 Domnarvets Jernverk(돔나르베츠 제철소)로 철강산업에 뛰어들었고 1978년 스웨덴 정부에 의해 SSAB Svenskt Stål AB사로 전환됐다. 현재 고급 고강도강(AHSS), 강화강(Q&T) 부문 글로벌 리더로 연간 철강 생산 규모는 약 880만 톤 내외이다. 2021년 8월 세계 최초로 데모 수준의 화석연료제로 철강 생산에 성공했으며, 2026년부터 화석연료제로 철강을 양산·공급할 계획이다.  2020년 기준, 이 회사의 연 매출액은 약 71억7000만 달러, 종업원수 1만4000명이며, 그린 스틸 생산을 통해 탈 탄소 시대와 그린철강을 주도한다는 목표를 가지고 있다.

스웨덴 환경보호청에 따르면, 2020년 기준 스웨덴 제조업의 연간 이산화탄소 배출량은 스웨덴 총 배출량의 32%이며 이중 약 38%를 철강산업이 차지하는 것으로 알려졌다. 특히, SSAB사는 스웨덴 최대 철강업체로 스웨덴에서 가장 많은 양의 이산화탄소를 배출하는데, 연간 SSAB사가 내뿜는 탄소배출량은 약 500만 톤으로 스웨덴-타일랜드 간 왕복 운행 항공기 200만 편이 내뿜는 배출량과 맞먹는 수준인 것으로 나타났다.(자료: Swedish Environmental Protection Agency 2020)

탄소중립사회로 나아가기 위해 SSAB사 및 철강업계의 획기적 탄소감축 필요성이 요구됐고, SSAB사는 LKAB(철강업체), Vattenfall(국영전력사)사와 공동으로 2016년 Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology(이하 Hybrit) 프로젝트를 시작하게 됐다.

Hybrit 프로젝트

Hybrit 프로젝트란 수소환원제철 기술인 Hybrit 기술을 이용해 철강을 생산하는 프로젝트로서, 철강업계의 탄소중립 실천을 위한 대혁명으로 평가되고 있다.

Hybrit 기술은 철광석으로부터 철을 생산할 때 열원으로 사용하던 점결탄(무연탄 일종)과 코크스를 전기와 수소로 대체함으로써 이산화탄소 배출을 획기적으로 감축 시켰다. 이때 사용하는 전기 역시 그린전력으로 풍력발전 등 이산화탄소를 배출하지 않는 그린에너지를 사용해 발전한 전력을 사용한다. 따라서 Hybrit 방식으로 생산된 철강은 ‘화석연료제로 철강’ 또는 ‘그린 스틸’이라 불린다. 다만, 스웨덴 철강업계에서는 Hybrit 방식으로 생산된 철강을 화석연료를 사용하지 않고 생산한 철강이라는 것에 방점을 두어 ‘그린 스틸’보다는 ‘화석연료제로 철강’이라 부르는 것이 일반적이다.

화석연료제로 철강은 전통적 방식으로 생산된 강철과 동일한 특성을 가지며 기존의 강판과 마찬가지로 강하고 가벼워 모든 산업분야에서 사용이 가능하나 생산단가가 높다는 단점이 있다.

Hybrit 철강 생산방식

제강의 첫 번째 단계는 철광석에서 산소를 제거해 철로 전환하는 것이다. 전통 방식에서는 무연탄과 코크스를 이용해 고로에서 산소를 제거하지만 Hybrit 공법은 석탄대신 그린 수소를 환원제로 사용하는 수소환원제철기술을 이용, 기존의 고로(용광로)공법과 달리 이산화탄소 배출 없이 철을 생산할 수 있다.

Hybrit 기술은 화석연료제로 전기(그린전력 사용)로 물을 전기분해해 수소를 발생시키고, 이때 발생한 수소가 철광석에 있는 산소와 결합해 물을 배출하는 방식이어서 이산화탄소 배출이 없는 매우 획기적 기술이다. 철 생산 시 다량의 이산화탄소가 배출되는 기존의 고로공법과는 달리 Hybrit 공법을 이용할 경우 이산화탄소 대신 환경과 기후에 무해한 물을 배출하기 때문에 친환경기술이라 불린다. 고로기술과 Hybrit 기술의 차이점은 아래 그림과 같다.
 

고로 기술과 Hybrit 기술의 차이점

자료: www.ssab.se

Hybrit 프로젝트 진행 현황

SSAB는 2021년 8월 세계 최초로 화석연료제로 방식으로 철강을 생산하는 데 성공(파일럿 생산 수준)했다. 2021년 8월 18일 SSAB사가 옥셀레순드(Oxelösund) 파일럿 공장에서 데모 행사를 갖고 화석연료제로 철강 생산과정을 일반에 처음 공개했다. 당일 생산된 첫 물량은 24톤으로 생산물량 전량을 당초 계약에 따라 AB Volvo사에 공급했다.

Volvo 그룹은 10월 13일 스웨덴 요테보리에서 가진 기자회견에서 SSAB사의 화석연료제로 철강을 사용해 세계 최초로 제작한 적재운송차량을 선보였다. 해당 차량은 앞으로 광산과 채석장 등에서 사용할 예정이며, 2022년부터는 화석연료제로 철강을 사용한 트럭 및 운송장비 생산을 늘려 나가겠다고 밝혔다.  

화석연료제로 철강을 사용해 세계 최초로 제작한 Volvo의 적재운송 차량 

자료: SSAB, Volvo Group(2021.10.)

SSAB사는 2026년부터 화석연료제로 철강 양산체제에 돌입하고 2045년까지 화석연료제로 철강으로 전면 전환할 계획으로, 현재 Volvo, Mercedes-Benz, Faurecia, Cargotec사와 화석원료제로 철강 공급계약을 체결한 것으로 알려졌다.

시사점

최근 EU 집행위가 유럽 그린 딜의 일환으로 탄소 누출을 방지하기 위해 EU ETS(Emission Trading System)에 이어 탄소국경조정제도(Carbon Border Adjustment Mechnism, CBAM) 도입을 추진하고 있다. 탄소국경제도는 EU 역내에서 같은 제품을 생산할 때보다 역외 수입품이 더 많은 탄소를 배출하면 배출량 초과분에 대해 비용을 부과하는 제도로 EU 역외산 철강, 알루미늄, 시멘트, 전기, 비료에 적용될 예정이다. 이와 더불어 탄소중립정책 가속화로 화석연료제로 철강 사용이 스웨덴은 물론 글로벌 새로운 트렌드로 부상할 것으로 전망되는 만큼 대스웨덴 철강 수출이 많은 우리 철강업계가 주목할 필요가 있다.

SSAB사 관계자 P씨(Head of Investor Relations)는 KOTRA 스톡홀름 무역관과 가진 인터뷰에서 "스웨덴 철강업계의 탄소배출 감축 노력이 가속화되고 있다”고 밝히면서, 한국 철강업체들도 EU-ETS, CBAM에 대한 규제 대처 뿐만 아니라 철강업계의 대혁명이라 불리는 하이브리트 공법으로 생산한 화석연료제로 철강에 대한 수요증가에 대비한 근본적 대책 마련이 필요할 것”이라고 조언했다.

앞으로 우리 철강업체들도 화석연료제로 철강부문의 경쟁력 확보를 위한 노력이 필요할 것으로 보인다. 최근 Volvo가 자동차 생산 시 그린전력을 이용해 생산한 철강을 사용하겠다는 의지를 표명하면서 스웨덴은 자동차업계를 필두로 화석연료제로 철강 수요가 점차 확대될 것으로 예상된다. 볼보 트럭(AB Volvo)은 2021년 말부터 중형트럭 생산 시 SSAB사 철강을 사용할 예정이고, 볼보승용차(Volvo Cars)도 2021년 6월 SSAB사와 전략적 동반자관계를 구축하고, 2022년부터 SSAB사 철강을 사용하겠다고 밝혔다.

스웨덴뿐만 아니라 화석연료제로 철강의 글로벌 수요가 늘어날 것으로 예상되는 바, 우리 철강업체들도 Hybrit 기술개발을 통한 선제적 경쟁력 확보가 시급할 것으로 보인다. 글로벌 시장을 겨냥한 발 빠른 협력 네트워크를 구축하는 한편, 그린철강 생산 프로젝트 참여, 협력 파트너사 발굴 또는 스웨덴 업체와의 공동 기술개발 등 다양한 협업 방안을 모색해 볼 시기인 것이다.

자료: SSAB사(홈페이지 및 관계자 인터뷰), 스웨덴 정부 홈페이지, 스웨덴 환경보호청, SVT, DN, DI 등 미디어 종합, KOTRA 스톡홀름무역관 자료 종합