수소환원제철 하이렉스 공정 설비 일부 공개…지난 4월 첫 쇳물 뽑아내 2027년부터 30만t 데모플랜트 가동…2030년 상용기술 개발 목표 "'100% 수소 사용' 환원로 아직 상용화 전…탄소 대체 꿈 현실화한다"
"수소환원제철 기술인 하이렉스(HyREX)는 3천년 철강 역사를 뒤바꾸는 '신(新)경제국보 1호'가 될 것입니다.
철강산업에서 탄소중립은 더이상 장벽이 아니라는 발상의 전환을 통해 향후 막대한 시장을 끌어들일 것입니다.
" 지난 24일 경북 포항에 있는 포항제철소 내 포스코 역사관. 포스코 하이렉스추진반 배진찬 상무는 포스코만의 고유한 수소환원제철 기술인 '하이렉스'가 탄소중립 시대 국가 경제안보의 핵심 축이 될 것이라고 자신했다.
하이렉스는 오는 28일로 취임 100일을 맞는 장인화 포스코그룹 회장이 강조한 '철강 초격차 회복'의 골자다.
포스코는 2027년부터 하이렉스 시험 설비인 30만t 규모의 데모플랜트를 가동할 계획이다.
이를 통해 연구개발을 지속하면서 오는 2030년까지 하이렉스 상용기술 개발을 완료한다는 목표를 세웠다.
하이렉스 공정은 4개의 '유동환원로'와 'ESF 전기용융로'라는 두 가지 설비를 결합해 이뤄진다.
포스코는 이날 포항제철소에서 ESF 전기용융로 시험 설비를 언론에 처음 공개했다.
이 설비는 지난 4월 첫 출선(쇳물을 뽑아내는 것)을 한 뒤 수리 과정을 거쳐 현재는 잠시 가동하지 않는 상태였는데도 공장 내부는 땀이 맺힐 정도로 후끈했다.
공장 내부에는 직접환원철(DRI·Direct Reduced Iron), 환원제, 부원료 등 3가지 원료가 적재돼 있었다.
이를 적당히 배합해 컨테이너에 담으면 자동화된 대차가 ESF 전기로로 이동시킨다.
전기로는 안쪽 지름이 2.8m, 높이 2m, 무게 20t에 달하는 둥근 형태의 원 모양이었다.
전기로 안에서 원료가 녹으면 섭씨 1천500도의 쇳물이 된다.
전기로에 뚫린 두 개의 구멍 중 하나가 쇳물이 나오는 통로로, 쇳물을 생산할 때마다 이 구멍을 드릴 작업 한 뒤 생산하지 않을 때는 막아둔다.
이 같은 ESF 시험설비는 한 번 가동되면 시간당 1t의 쇳물을 뽑아낸다.
24시간 내내 4시간 간격으로 쇳물을 생산해 하루 20∼24t의 쇳물을 생산할 수 있다.
포스코는 해당 시험설비를 지난 4월 말 처음 가동했고, 수리를 거쳐 다음 달 초 작업을 재개할 계획이다.
기존의 제철공정에서는 쇳물 1t당 이산화탄소 2.05t이 배출됐지만, 하이렉스 공법으로 그린수소 작업을 하면 쇳물 1t당 나오는 이산화탄소가 0.4t으로 5배 이상 줄어든다.
포스코 저탄소제철연구소 전기로연구그룹 박재훈 그룹장은 "기존의 파이넥스(FINEX) 기술에서 과감하게 하이렉스 공법으로 도전했고, 이는 다른 철강사들이 갖추지 못한 기술"이라며 "석탄을 사용하는 기존의 제철공정보다 수소환원제철이 30%가량 생산 비용이 비싸다"고 말했다.
철은 자동차, 가전을 비롯해 첨단산업 곳곳에 쓰이는 '산업의 쌀'로 통한다.
전후 대한민국의 산업을 일으키는 핵심 키는 1960년대 시작된 포항제철소 건립과 독자적인 철강 생산이었다.
철은 고로에 철광석과 석탄을 넣어 섭씨 1천500도 이상의 열로 녹이면서 철광석(Fe2O3)에서 산소(O2)를 떼어내어 만든다.
문제는 철광석에서 산소를 떼어내는 환원 반응 도중 기후위기의 주범인 이산화탄소(CO2)가 다량 발생한다는 점이다.
따라서 이산화탄소를 발생시키지 않는 '무탄소 철'을 가장 빠르고 경제적으로 생산해내는 것이 포스코를 포함한 글로벌 철강사들의 발등에 떨어진 불이 됐다.
포스코는 1992년부터 저탄소 기술인 파이넥스(FINEX) 개발을 시작하면서 탄소중립 시대를 준비해왔다.
파이넥스 공법은 쇳물 생산 시 수소 25%를 사용한다.
여기서 '수소 100%' 사용으로 업그레이드한 것이 수소환원제철 공정인 하이렉스다.
철광석에 석탄(C·탄소)이나 천연가스 등 화석연료 대신 수소(H2)를 넣어 산소를 떼어내는 환원 반응과 철광석을 녹이는 용융 반응을 일으키는 것이다.
그러면 쇳물을 생산할 때 이산화탄소가 아닌 '물'(H2O)이 나오는 그린철강이 된다.
그러나 기술 측면의 과제와 함께 생산 비용은 만만치 않다.
철광석을 유동환원로에 투입하면 4단의 환원로를 거치면서 100% 수소에 의해 산소가 90%가량 떨어져 나간다.
이후 ESF 전극봉에 고압의 전류를 넣어 마지막 10%의 산소를 제거한 채 최종적인 쇳물이 생산된다.
이 가운데 100% 수소만을 사용한 환원로는 아직 전 세계적으로 상용화하지 않은 기술인 데다, 고압의 전기와 수소는 생산 공정의 비용을 높인다.
글로벌 철강사들은 탄소중립 시대의 무탄소 철 생산기술의 표준을 선점하기 위해 경주마처럼 달리는 상황이다.
SSAB·짤쯔기터·아르셀로미탈(이상 유럽), 일본제철(일본), 보무(중국) 등이 2026∼2030년까지 화석연료를 사용하지 않은 철강제품의 상용 생산을 목표로 내세운 바 있다.
특히 일본은 '그린 전환'의 성공 여부가 국가 글로벌 경쟁력을 좌우한다고 보고 탄소중립 시장환경 구축에 민관이 150조엔(정부재원 20조엔)을 투자하기로 했다.
한국은 지난 5월 '한국형 수소환원제철용 철광석 최적화 기술개발 프로젝트'를 글로벌 연구개발 플래그십 프로젝트로 선정했다.
해당 프로젝트는 포스코의 수소환원제철 기술을 조기 안착시키는 데 필수적인 과정으로 꼽힌다.
하이렉스 추진반 윤영식 부장은 "아직 전 세계적으로 100% 수소만을 사용한 환원로는 상용화하지 않았다.
17일(현지시간) 미국 증시는 2월 소매 판매가 예상보다 적게 증가하고 제조업 지수도 부진하게 나타나면서 하락출발했으나 상승 반전을 시도하고 있다. 전 날 베센트 재무장관은 시장 조정에 대한 방관자적 발언도 시장 심리에 부정적인 영향을 줬다. 동부표준시로 오전 10시 5분에 S&P500은 0.25% 상승했고 다우존스 산업평균도 0.2% 올랐다. 나스닥은 개장초 0.6%까지 올랐으나 10시경 다시 하락으로 돌아섰다. 지난 주 까지 8주 연속 주간 하락세를 보인 테슬라는 이 날도 2.5% 하락한 243달러에서 거래되고 있다. 연례 소프트웨어 개발자 컨퍼런스인 GTC컨퍼런스를 앞둔 엔비디아는 개장전 거래에 상승세를 보였으나 오전 10시 현재 0.2% 하락한 121달러에 거래중이다. 10년 국채 수익률은 3베이시스포인트(1bp=0.01%) 하락한 4.29%를 기록했다. 블룸버그 달러현물지수는 0.2% 하락했고 일본 엔화는 달러당 148.76엔으로 거의 변동이 없었다. 지난 금요일 온스당 3,000달러를 처음으로 넘어섰다가 내린 현물 금은 전 거래세션보다 0.2% 오른 온스당 2,989.56달러에 거래되고 있다. 서부 텍사스 중질유는 1% 오른 배럴당 67.82달러에 거래됐다. 개장전에 나온 미국 2월 소매 판매 보고서는 1월의 마이너스에서 회복된 0.2%p 증가로 나타나 안도의 한숨을 쉬게 했다. 그러나 경제학자들이 예상한 0.6% 증가보다는 낮았다. 반면 뉴욕연준이 발표한 3월 뉴욕주 제조업활동지수는 작년초 이후 가장 낮은 수준인 -20으로 집계됐다. 특히 제조업체의 지불 가격 지표가 2년만에 최고치로 나타나 수입품에 부과되는 관세 효과가 나타나기 시작한 것으로 풀이됐다. S&P 500은 2월말의 최고치에서 10% 이상 하락해 지난
뉴욕주 3월 제조업 활동지수가 2024년 초 이후 최저 수준으로 떨어졌다. 반면 가격 지표는 상승했다. 관세가 부과되면서 성장이 둔화되고 물가 압력이 높아질 것이라는 예상과 일치했다. 17일(현지시간) 뉴욕 연방준비은행은 엠파이어스테이트 제조업 지수가 약 26포인트 하락한 마이너스 20을 기록했다고 발표했다. 한편 제조업체의 지불가격 지표는 2년 만에 최고치인 44.9로 상승했다. 또 다른 수령 가격 지수 도 2023년 이후 최고치로 상승해 관세 효과가 서서히 나타나고 있음을 보여줬다. 신규 주문 지표는 2023년 5월 이후 가장 큰 폭인 26포인트 이상 하락했다. 출하량도 급격히 감소했고, 직원 수와 주당 근무 시간 지표는 전달보다 더 빠른 속도로 축소됐다. 블룸버그뉴스는 뉴욕 공장 활동의 급격한 후퇴는 정책 불확실성이 고군분투하는 제조업 부문에 부담을 주고 있음을 시사한다고 지적했다. 또 트럼프 행정부의 관세가 제조업에 우선 타격을 주고 인플레이션을 점점 부추길 것으로 예상했다. 뉴욕 연방준비은행의 기업 환경 전망 지수는 2023년 말 이후 최저 수준으로 떨어졌다. 주문 및 고용과 같은 다른 미래지향적 지표도 하락해 낙관적 전망이 하락했다. 김정아 객원기자 kja@hankyung.com
미국의 2월 소매 판매는 1월에 하향 수정된 1.2% 감소에서 0.2% 증가로 회복됐으나 예상보다는 적게 증가했다. 17일(현지시간) 미상무부는 2월의 미국 소매 판매가 0.2%p증가했다고 발표했다. 자동차를 제외한 증가율은 0.3%로 예상과 일치했다. 미국 경제학자들은 1월에 이전에 보고된 0.9% 감소 이후 0.6% 증가할 것으로 예상해왔다.1월의 하향 수정된 1.2% 감소는 2021년 7월 이후 가장 큰 폭으로 감소한 것이다. 1월의 감소는 4분기의 엄청난 성장과 1월 미 전역의 겨울 폭풍, 캘리포니아 산불 영향에 따른 것이다. 자동차, 가솔린, 건축 자재 및 식품 서비스를 제외한 소매 판매는 2월에 1.0% 증가했다. 이같은 핵심 소매판매는 미국 국내총생산(GDP)에서 소비자 지출 구성 요소와 가장 밀접하게 일치한다.그러나 3월에 소비자 신뢰도가 2년반만에 최저치로 떨어지면서 3월에도 증가세가 계속될지는 불투명해졌다. 무역 전쟁을 촉발한 트럼프 대통령의 관세에 따른 물가 압력과 연방 정부 직원의 대량 해고에 따라 소비 심리가 얼어붙고 있기 때문이다. 지난 주 노동부가 발표한 2월 소비자물가 상승률이 0.2%p 오른 것과 소매 판매 증가율이 거의 비슷하게 증가했다. 김정아 객원기자 kja@hankyung.com