연산 250만톤 국내 최대…6000억 투자, 6월 준공

6월 준공 후 언론 첫 공개

저탄소 철강 수요 부족…가동 늘릴수록 손실 우려

무인크레인·연속 장입…첨단 자동화 기술 집약

탄소배출 최대 75% 감축…고급강 생산 추진

원전 전력 활용·전기료 부담 완화…정부 지원 요구

포스코 광양제철소 전기로 공장에 설치된 철스크랩(고철) 연속 장입 설비. 컨베이어를 통해 철스크랩을 전기로에 투입하는 방식이다. [포스코 제공]
포스코 광양제철소 전기로 공장에 설치된 철스크랩(고철) 연속 장입 설비. 컨베이어를 통해 철스크랩을 전기로에 투입하는 방식이다. [포스코 제공]

[헤럴드경제(광양)=정경수 기자] 지난 2일 방문한 전남 광양제철소. 거대한 용광로를 지나자 하늘색 외벽의 전기로 공장이 모습을 드러냈다. 내부에는 철스크랩이 산더미처럼 쌓여 있었고, 이를 전기로로 운반하는 대형 컨베이어와 각종 배관이 복잡하게 얽혀 있다. 다만, 이날 정작 쇳물을 만드는 전기로는 가동을 멈춘 상태였다.

포스코가 약 6000억원을 투입해 지난 6월 준공한 전기로 공장은 연산 250만톤 규모로, 단일 설비 기준 국내 최대다. 한 차례 조업으로 약 280톤의 쇳물을 생산할 수 있지만, ‘경제성’에 발목이 잡혀 현재 가동률은 10%에도 미치지 못하고 있다. 업계는 속도감 있는 저탄소 전환을 위해 정부 차원의 정책적 지원이 절실하다고 입을 모은다.

기술 확보했지만 높은 원가 부담…“저탄소 고객 늘어나야”

전기로의 본격 가동을 가로막는 것은 기술적인 문제보다 경제성이다. 기존 고로 방식보다 생산원가가 높지만, 추가 비용을 지불하면서까지 저탄소 강재를 구매하려는 고객사가 충분하지 않기 때문이다.

고로는 철광석과 석탄을 주원료로 쇳물을 만드는 반면, 전기로는 철스크랩을 전기로 녹여 쇳물을 생산한다. 석탄 사용을 줄여 탄소배출을 낮출 수 있지만 철스크랩과 전력을 확보하는 데 드는 비용이 부담이다. 특히 대량의 전기를 사용하는 전기로는 전력비가 제조원가에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나다.

고로가 철광석과 석탄을 주원료로 쇳물을 만드는 것과 달리, 전기로는 철스크랩을 녹여 쇳물을 생산한다. 석탄 사용을 줄여 탄소배출을 낮출 수 있지만, 일정한 품질의 쇳물을 생산하려면 성분에 맞는 철스크랩을 대량으로 확보해야 한다. 원료인 철스크랩을 구매하는 비용이 만만치 않은 데다, 고철을 녹이는 데 필요한 전기료까지 부담해야 하는 구조다.

당초 철강업계에서는 자동차 등 주요 고객사가 탄소배출을 줄인 철강제품에 추가 비용을 지불하는 이른바 ‘그린 프리미엄’이 형성될 것으로 내다봤다. 그러나 실제 구매 수요는 예상보다 더디게 늘어나고 있다. 신종훈 포스코 광양제철소 전기로공장장은 “글로벌 경기 부진이 장기화하면서 저탄소 강재 수요가 좀처럼 살아나지 않고 있다”고 설명했다.

현재 가동률이 10%에도 미치지 못하는 것도 이 때문이다. 충분한 판매처가 확보되지 않은 상황에서 생산량을 늘릴수록 손실이 커질 수 있어 사실상 시험 생산 수준으로 공장을 운영하고 있다.

다만 향후 탄소배출권 가격 상승과 저탄소 강재 수요 확대에 따라 전기로의 경제성도 개선될 것으로 보고 있다.

신 공장장은 전기로 가동률을 본격적으로 높일 수 있는 시점을 2030년 이후로 내다봤다. 2028년 전후로 글로벌 저탄소 철강 공급이 늘어나더라도 구매 수요가 뒷받침되기까지는 시간이 더 필요하다는 판단이다.

저탄소 철강의 경제성 확보는 포스코만의 고민이 아니다. 지난 3월 로이터통신에 따르면 전 세계적으로 계획된 연산 2800만톤 규모의 그린스틸 생산능력 가운데 실제 건설 단계에 들어간 물량은 3분의 1 수준에 그쳤다. 높은 투자비와 수익성 부담 등으로 주요 철강사들이 저탄소 전환 속도를 조절하고 있기 때문이다.

국내 철강업계에서도 원전 등 안정적인 전력 공급원 활용을 위한 제도 개선과 산업용 전기요금 부담 완화 등 정부 차원의 지원이 필요하다는 목소리가 나온다. 지난 6월 시행된 ‘K-스틸법’에 전기료 지원 방안이 빠진 만큼 실질적인 비용 부담 완화책이 뒤따라야 한다는 지적이다.

포스코가 지난 6월 준공한 광양제철소 전기로 공장 전경. 연간 250만톤의 쇳물을 생산할 수 있는 국내 최대 규모의 전기로다. [포스코 제공]
포스코가 지난 6월 준공한 광양제철소 전기로 공장 전경. 연간 250만톤의 쇳물을 생산할 수 있는 국내 최대 규모의 전기로다. [포스코 제공]

무인크레인부터 폐열 재활용까지…원가 절감 총력

광양 전기로에는 생산원가를 낮추기 위한 제철 기술과 자동화 역량이 집약돼 있다. 공장 내부 옥내 야드에는 철스크랩이 종류별로 나뉘어 쌓여 있었다. 총 12개 구획으로 구분했는데, 생산하려는 철강제품에 따라 고철의 성분과 투입 비율을 정밀하게 조절하기 위해서다.

무인크레인이 철스크랩을 집어 올려 호퍼에 넣으면 약 100ｍ 길이의 컨베이어를 따라 전기로 내부로 이동한다. 일반적인 전기로가 대형 바스켓으로 고철을 한꺼번에 투입하는 것과 달리, 광양 전기로는 원료를 계속 공급하는 ‘연속 장입’ 방식을 적용했다. 전기로 뚜껑을 반복해서 열 필요가 없어 열 손실도 줄일 수 있다.

포스코 광양제철소 전기로 공장 운전실. 공장 곳곳에 설치된 약 80대의 카메라를 통해 설비와 조업 상황을 모니터링한다. [포스코 제공]
포스코 광양제철소 전기로 공장 운전실. 공장 곳곳에 설치된 약 80대의 카메라를 통해 설비와 조업 상황을 모니터링한다. [포스코 제공]

전기로에서 발생하는 뜨거운 배기가스도 재활용한다. 철스크랩이 컨베이어를 따라 이동하는 동안 배기가스의 폐열로 고철을 미리 데우는 구조다. 철스크랩을 약 250~300도까지 예열해 전력 사용량을 10% 이상 줄였다.

공장 운전실에는 작업 현장을 직접 내려다보는 창문이 없었다. 대신 공장 곳곳에 설치된 약 80대의 카메라로 조업 상황을 확인한다. 고열과 위험 설비로부터 작업자를 보호하기 위한 설계다. 쇳물 온도 측정과 성분 분석용 시료 채취에도 산업용 로봇을 활용한다.

지난 6월 17일 광양제철소에서 열린 전기로 준공식에서 정인화(왼쪽부터) 광양시장, 김태균 전남도의장, 권향엽 국회의원, 김민석 국무총리, 장인화 포스코그룹 회장, 김성호 포스코노동조합 위원장, 이희근 포스코 사장, 박성현 광양시장이 기념사진을 촬영하고 있다. [포스코 제공]
지난 6월 17일 광양제철소에서 열린 전기로 준공식에서 정인화(왼쪽부터) 광양시장, 김태균 전남도의장, 권향엽 국회의원, 김민석 국무총리, 장인화 포스코그룹 회장, 김성호 포스코노동조합 위원장, 이희근 포스코 사장, 박성현 광양시장이 기념사진을 촬영하고 있다. [포스코 제공]

고로·전기로 쇳물 섞어 고급강 생산…탄소배출도 감축

전기로가 기존 고로와 다른 점은 가동 방식에서도 나타났다. 고로는 내부 온도를 유지하기 위해 장기간 연속 가동해야 하지만, 전기로는 전력 공급을 조절해 가동과 정지를 상대적으로 자유롭게 할 수 있다.

전기로에서 생산한 쇳물은 ‘레들’이라고 부르는 대형 용기에 담겨 운반된다. 이를 기존 고로에서 생산한 쇳물과 섞는 것이 포스코의 핵심 기술인 합탕 공정이다.

고로 공정(왼쪽), 고로·전기로 합탕 공정(가운데), 전기로 공정(오른쪽)의 차이를 나타낸 모식도. 합탕 공정은 고로와 전기로에서 생산한 쇳물을 섞어 철강제품을 생산하는 방식이다. [포스코 제공]
고로 공정(왼쪽), 고로·전기로 합탕 공정(가운데), 전기로 공정(오른쪽)의 차이를 나타낸 모식도. 합탕 공정은 고로와 전기로에서 생산한 쇳물을 섞어 철강제품을 생산하는 방식이다. [포스코 제공]

포스코가 합탕 기술을 적용하는 이유는 전기로 방식만으로는 자동차강판 등 고급 철강제품에 필요한 품질을 확보하기가 상대적으로 까다롭기 때문이다. 전기로에서 생산한 저탄소 쇳물에 기존 고로 쇳물을 섞어 품질과 탄소배출 저감 효과를 함께 확보하겠다는 구상이다.

전기로는 기존 고로 방식과 비교해 조강 1톤당 탄소배출량을 최대 약 75% 줄일 수 있다. 포스코는 이 같은 합탕 기술을 고도화해 2030년까지 자동차강판과 전기강판 등 고급강 양산체제를 구축한다는 계획이다.

포스코는 광양 전기로를 장기적으로 추진 중인 수소환원제철의 상용화 전까지 탄소배출을 줄이는 가교 기술로 활용할 계획이다. 포항에서는 석탄 대신 수소를 활용하는 수소환원제철 실증사업도 추진하고 있다.


kwater@heraldcorp.com