[철강 산업의 탄소중립②] 석탄에서 전력으로

1. 석탄에서 깨끗한 전력으로의 전환

철강 산업의 탄소중립 이행은 석탄에서 전력으로 대대적인 전환에 달려 있습니다. 석탄의 대체 연료인 수소 생산과 철 스크랩 기반의 전기로에 필요한 전력 공급은 필수적입니다. 수소 생산과 전력 공급을 비롯한 업스트림 생산 단계에서 탈 화석연료화가 이뤄져야 합니다.

2. 석탄 기반 철강 생산 기술의 단계적 감축

온실가스 주요 배출원인 석탄 기반의 철강 생산 기술에 신규 및 추가적 투자가 이뤄져선 안 됩니다. 고로의 조기 폐지 및 좌초자산화를 방지하기 위해 고로의 단계적 폐지 계획이 수립돼야 합니다.

3. 철 스크랩 이용 확대 및 자원 효율화

철 스크랩은 철강 산업의 탈탄소화에서 중요한 역할을 담당합니다. 철강은 자원 순환 측면에서 우수한 특징을 갖고 있기 때문에, 철 스크랩으로 철강을 재생산한다면, 온실가스 배출량과 자원 소비량을 줄일 수 있습니다. 세계철강협회에 따르면, 철강 생산 과정에 철 스크랩을 1톤 사용한다면, 이산화탄소 배출량 1.5톤, 철광석 1.4톤 및 석탄 0.74톤의 소비량을 감축할 수 있습니다. 철 스크랩은 건물, 인프라, 자동차와 같은 철강 생산물의 수명이 끝나면 회수해 얻을 수 있습니다.

현재 철 스크랩은 약 85-90% 수준으로 회수되고 있지만, 자원 효율성 및 수거 시스템을 개선시킨다면 더 높은 회수율을 달성할 수 있습니다. 스크랩을 활용해 철강을 생산할 때 주로 전력을 사용하기 때문에 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있고, 풍력과 태양광과 같은 깨끗한 전력을 공급한다면 배출량을 제로 수준으로 감축할 수 있습니다.

4. 풍력 및 태양광과 같은 재생에너지 확대

철강 부문의 탄소중립 달성을 위해 석탄에서 전력으로의 대대적 전환이 일어난다면, 철강 부문의 전력 수요는 2050년까지 4배 증가할 전망입니다. 경제적이고 안정적인 전력 공급은 경쟁력 있는 배출 제로 철강 생산의 핵심입니다. 화석연료 가격 상승과 재생에너지 가격 하락이 이어지면서 그린 수소 기반의 철강 생산 전망도 밝습니다.

국제재생에너지기구(IRENA)에 따르면, 2010년과 2022년 사이 태양광과 육상 풍력 발전 비용은 각각 89% 및 69% 하락했습니다. 재생에너지는 화석연료 가격 변동성과 충격으로부터 철강 산업을 보호하면서 물리적 전력 부족을 방지하고 에너지의 안정적 공급을 강화할 수 있습니다. 자가 발전, 전력구매계약(PPA), 직접 투자를 통해 재생에너지 조달이 가능합니다.

5. 철강 구매 기업과 생산 기업의 협력

맥킨지에 따르면, 유럽 내 저탄소 철강은 2030년까지 과소 공급될 전망으로, 이는 저탄소 철강에 대한 수요가 증가하는 반면 그린 철강 설비가 상용 가동하는 데까지 시차가 발생하기 때문입니다. 이에 따라 2025년부터 2030년까지 그린 철강에 대한 높은 프리미엄이 형성될 것으로 보입니다. 철강 구매 기업은 그린 철강에 대한 구매 선언을 통해 철강사와 협력해야 합니다. 정부는 그린 철강 수요 확대를 촉진하기 위한 녹색 공공 조달 제도를 도입할 수 있습니다.

알고 있나요?

국내 철강 산업의 온실가스 배출량은 2020년 기준 9,327만 톤을 배출, 국가 총 배출량의 14.2%를 차지합니다(환경부)
에너지경제연구원 자료에 따르면, 2018년 기준 국내 철강 부문은 산업 부문 배출량의 37.2%를 차지했습니다. 철강 부문의 온실가스 배출량은 2010년 이후 24% 증가해, 제조업 평균 상승률인 15.2%를 크게 상회했습니다.
포스코와 현대제철은 국내 온실가스 최상위 배출기업으로, 석탄을 사용하는 고로 공법에 기인함. 두 기업이 철강 부문 배출량의 92%를 차지합니다. 포스코(66.8%), 현대제철(25.0%)

국내 철강 산업의 온실가스 배출량(단위: 1천CO2t)

	2016	2017	2018	2019	2020
철강 산업 배출량	94,654	100,822	96,658	96,602	93,248
(에너지)	94,503	100,663	96,499	96,437	93,137
(산업 공정)	151	159	159	165	111
국가 총 배출량	693,688	710,645	726,978	701,214	656,223
철강 산업 배출 비중	13.6%	14.2%	13.3%	13.8%	14.2%

출처: 환경부 온실가스종합정보센터 (2022)

국내 철강 생산량 중 65.8%이 고로 방식이 차지, 나머지는 전기로에 의한 생산

국내 조강 방식에 따른 생산량 (단위: 1천톤)

	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020	2021	2022
합계	66,060	71,542	69,672	68,576	71,031	72,464	71,411	67,082	70,419	65,846
고로	40,293	47,345	48,501	47,520	47,677	48,280	48,715	46,261	48,028	45,104
전기로	25,767	24,197	21,171	21,056	23,354	24,184	22,696	20,821	22,391	20,742

출처: 한국철강협회(2023)

포스코와 현대제철의 온실가스 배출량은 2020년 코로나19 충격과 2022년 태풍 힌남노에 의한 포항제철 침수 등 요인을 고려하면, 시장 변화에 따라 조강 생산 증감이 온실가스 배출에 영향을 끼친 것으로 보임

포스코 및 현대제철 온실가스 배출 추이

기업명	구분	2018	2019	2020	2021	2022
포스코	배출량	78,498	80,264	75,650	78,490	70,186
	직접 배출량	77,391	79,448	75,070	77,101	68,306
	배출 집약도	2.08	2.11	2.11	2.05	2.05
현대제철	배출량	30,256	30,147	28,624	28,489	28,501
	직접 배출량	27,154	27,164	25,967	25,857	25,907
	배출 집약도		1.29	1.35	1.36	1.44
합계	배출량	108,754	110,411	104,274	106,979	98,687