철강 산업은 대표적인 온실 가스 배출 사업입니다. 매년 18억톤의 강철을 만들기 위해서 막대한 양의 석탄이 사용되는데, 이 때 철강 제품 무게의 두 배 정도 되는 이산화탄소가 공기 중으로 배출됩니다. 물론 여러 가지 후처리 공정이나 가공에서 나오는 이산화탄소는 별도입니다.
철강 업계는 이 문제를 극복하기 위한 대안으로 그린 수소 환원제철법 (green hydrogen direct reduced iron (DRI))을 제시하고 있습니다. 우리에게 익숙한 제철소에서는 용광로에 철광석과 석탄을 넣고 고온으로 가열해 이 때 발생하는 일산화탄소를 이용해 철광석에 단단히 고정된 산소를 분리합니다. (Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO3) 그 결과물로 철과 이산화탄소가 얻어집니다.
수소 환원제철법에서는 일산화탄소 대신 수소를 이용해서 철광석에서 산소를 분리시킵니다. (Fe2O3 + 3H2 -> 2Fe + 3H2O) 수소와 철광석을 반응시키면 결과물로 나오는 것은 철과 물입니다. 따라서 수소만 친환경적으로 생산할 수 있다면 이론적으로 탄소 중립 철강 제품을 만들 수 있습니다. 가장 큰 문제는 친환경적인 수소를 저렴한 가격에 대량으로 공급하는 것입니다.
현재 생산되는 수소의 대부분은 사실 천연 가스 같은 화석 연료에서 나오고 있습니다. 남아 도는 전기를 이용해서 물을 전기 분해해도 수소를 얻을 수 있으나 사실 이렇게 얻은 수소의 가격은 절대 저렴하지 않습니다. 따라서 지금까지 산업용 수소의 대부분은 화석 연료를 원료로 생산되어 왔습니다.
세계 2위의 다국적 철강 회사인 아르셀로미탈 (ArcelorMittal)은 2025년까지 스페인 히혼 (Gijón)에 있는 제철소의 탄소 배출을 절반 이상 줄인다는 목표하에 스페인 정부와 MOU를 맺고 10억 유로를 투자하기로 결정했습니다. 방법은 친환경 수소 에너지를 이용한 230만톤급 수소 환원 제철식 생산 시설과 110만톤급 하이브리드 전기 아크로 (hybrid electric arc furnace (EAF))를 이용하는 것입니다.
(동영상)
참고로 수소 산업에 적극 투자하고 있는 포스코 역시 수소 환원제철법을 이용한 친환경 제철소 계획을 지니고 있습니다.
: https://post.naver.com/viewer/postView.nhn?volumeNo=31855636&memberNo=4806352&vType=VERTICAL
그리고 앞서 소개한 것처럼 스웨덴 역시 H2 Green Steel (H2GS) 프로젝트 컨소시엄을 통해 연간 500만톤 규모의 수소 제철소 건설 프로젝트를 추진하고 있습니다.
이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/222259083682
이론적으로는 수소 제철소를 건설하는 데 문제가 없지만, 아마도 관건은 경제성이 될 것입니다. 실제 시장에서 어떤 반응을 얻게 될지 궁금합니다.
참고
https://newatlas.com/energy/arcelormittal-green-steel-hydrogen/
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