[다가오는 수소경제]글로벌 1위 점찍은 포스코그룹, 철강·배터리 이은 미래 먹거리

탄소 발생하지 않는 '수소 환원 제철' 등
글로벌 수소 공급망 구축과 핵심 기술 개발 투자
2030년까지 50만t, 2050년까지 700만t 생산체제 구축
'글로벌 톱 티어' 수소 공급자 되겠다는 포스코

수소는 포스코그룹의 새로운 성장 동력이다. 지난해 창립 54년만에 지주사를 설립하며 철강·배터리 소재·리튬 등과 함께 그룹의 7대 핵심 사업으로 수소를 선정했다. 포스코그룹은 글로벌 수소 공급망을 구축하고 수소 환원 제철 등 핵심 기술 개발 투자를 통해 2030년까지 50만t, 2050년까지 700만t에 이르는 수소 생산 체제를 갖춘다. 이를 통해 '글로벌 최상위권 수소 생산 회사'가 되겠다는 목표다.

포스코가 이토록 수소 투자를 강하게 밀어붙이는 이유는 제철 산업의 미래도 수소에 달려있기 때문이다. 현재 철강을 생산하는 고로(용광로) 방식은 탄소 배출이 불가피하다. 철광석은 자연 상태에서 철과 산소가 결합돼 있는 산화물 형태다. 순수한 철을 분리해 내기 위해서 석탄을 가열해 발생하는 일산화탄소(CO)와 반응시킨다. 이때 다량의 온실가스가 발생하게 되는 것이다. 산업계에서 가장 많은 탄소를 배출하고 있는 기업도 포스코다. 포스코가 최근 5년(2017~2021년)간 배출한 연평균 온실가스량(이산화탄소 환산)은 7582만1556t이었다. 탄소 중립 시대에 철강 산업의 운명은 탄소를 어떻게 저감시키냐에 달려있다고 해도 과언이 아니다. 탄소를 줄이지 못하면 가격이 더욱 오를 것으로 보이는 탄소배출권을 사야한다.

2021년 8월 경기 고양 킨텍스에서 열린 '2021수소모빌리티+쇼'에서 포스코 탄소제로 제철소 모형이 전시돼 있다./고양=강진형 기자aymsdream@

수소환원제철은 제철 과정에서 탄소를 획기적으로 줄일 수 있는 방식이다. 이 방식은 철광석에서 산소를 분리하는 과정에서 석탄 가스가 아니라 수소를 활용한다. 포스코는 수소환원제철인 '하이렉스' 시험설비를 2026년에 도입해 상업화 가능성을 확인할 예정이다. 2030년까지 상용 기술개발을 완료한 후 2050년까지 포항·광양 제철소의 기존 고로 설비를 단계적으로 수소환원제철로 전환해 '2050 탄소중립'을 달성한다는 계획이다.

포스코의 내부 사업인 수소환원제철과 발전 사업만으로도 막대한 양의 수소가 필요하다. 2050년 수소 생산 목표인 700만t 중 포스코그룹의 내부 수요는 500만t이고 수소환원제철용은 370만t, 수소발전용은 130만t으로 전망된다.

포스코 그룹은 안정적인 내부 수요를 바탕으로 경제적인 수소 생산 및 운송 체제를 구축하겠다는 복안이다. 수소의 생산부터 운송, 저장 등 인프라 구축과 활용까지 모든 밸류체인(가치사슬)을 확보하겠다는 것이다. 마치 현재 배터리 사업과 같이 리튬, 니켈 등 광물 채굴, 가공부터 핵심소재 생산에 이르는 배터리 전(全) 밸류체인을 확보한 것과 같은 사업 방식이다.

블루수소 생산기술 모형. 이미지제공=포스코그룹

우선, 포스코는 현재 철강 제조 공정에서 발생하는 부생가스와 천연가스를 활용해 연간 7000t의 '부생수소'를 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 이미 생산 역량을 갖춘 부생수소를 시작으로, 포스코는 CO2를 포집·저장·활용하는 '블루수소'를 거쳐 궁극적으로는 CO2를 전혀 배출하지 않는 '그린수소'까지 모든 단계별 수소의 공급 역량을 국내 최대 규모로 키울 방침이다.

그린수소는 태양광·풍력 등 재생에너지를 기반으로 한 수전해 방식(전기분해)으로 생산한다. 포스코 그룹은 호주·오만 등 재생에너지 여건이 우수한 전략 국가에서 우선 그린수소 생산 체제를 갖추기 시작했다. 오만에서는 2030년 그린수소 20만t 생산을 목표로 유망 부지를 잠정 확정했다. 호주에서도 '저탄소 철강원료(HBI)' 확보와 그린수소 생산을 연계해 나갈 예정이다.

해외에서 생산된 수소는 효율적인 이송을 위해 암모니아로 합성한 후, 선박으로 운송해 수소 터미널에 저장한다. 수소는 기체상태에서 폭발의 위험성이 있고, 액화하려면 -253˚C 로 냉각해야 하기 때문에, 일반적으로 장거리 운송을 위해서는 수소와 질소가 결합된 암모니아 상태로 운송하는 것이 안전하고 효율적이다. 이러한 운송·저장 과정에서 포스코는 수소 저장탱크와 파이프용 강재 생산을, 포스코에너지는 수소 터미널을 구축을, 포스코건설은 수소플랜트 EPC를 전문화한다는 방침이다. 터미널에 저장한 암모니아는 다시 수소로 추출해 수소환원제철, 발전, 수소차 등 다양한 수요처에 활용하겠다는 계획이다. 미래 포스코는 철강기업이 아니라 수소 철강기업이다.

정동훈 기자 hoon2@asiae.co.kr