산업통상부의 탄소중립산업핵심기술개발사업은 크게 두 개의 기술 축으로 추진되고 있다. 첫 번째는 ‘고로 기반 저탄소 연원료 대체기술’이다. 철을 만드는 과정에서 사용되는 석탄계 환원제 일부를 함수소 가스로 대체하고, 철광석 대신 대체 철원을 활용해 탄소 사용량 자체를 줄이는 기술이다.

두 번째는 ‘스크랩 다량 사용 가능 전로 기술’이다. 철강 생산과정에서 고철(스크랩) 사용량을 늘리면 탄소 배출을 줄일 수 있지만 생산성이 떨어지는 문제가 발생한다. 포스코는 전로 내부에서 발생하는 일산화탄소^CO 가스를 다시 연소시키는 2차 연소 기술을 활용해 추가 열원을 확보하는 방식으로 이 문제를 해결하고 있다. 쉽게 말해 버려지던 열을 다시 활용해 고철 사용량을 늘리는 기술이다.

이번 과제의 의미는 연구실 수준의 기술 검증을 넘어 실제 제철소 규모의 실증에 도전하고 있다는 점이다. 포스코는 2500㎥급 이상의 중형 고로를 대상으로 대체 철원 장입 및 함수소 가스 취입 기술 개발을 추진하고 있다. 이는 실험실이나 파일럿 설비 수준이 아닌, 실제 상업 생산 환경에서 탄소 저감 기술을 검증한다는 점에서 의미가 크다.

전로 분야에서는 좀 더 가시적인 성과도 나타나고 있다. 포스코는 기존 일관제철소 공정을 유지하면서도 스크랩 사용 비율을 25% 이상까지 확대하고, 동시에 생산성을 유지하기 위한 기술 개발을 진행 중이다.

핵심은 전로 내부에서 발생하는 CO 가스를 다시 연소시키는 ‘2차 연소 기술’이다. 일반적으로 스크랩 사용량이 증가하면 전로 내부 온도가 낮아져 생산성이 저하되지만, 전로 상하부에 동시에 산소를 취입함으로써 버려지던 CO 가스를 한 번 더 태워 추가 열을 얻어 이러한 한계를 극복했다. 실제로 2차 연소율이 5% 증가하면 용선 사용 비율^HMR을 약 1.5% 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 이는 기존 생산 체계를 유지하면서도 탄소 배출을 줄일 수 있는 기반 기술로 평가된다.