탄소 배출이 가장 많은 발전사·철강사들은 수소로 탄소 중립 시대를 준비하고 있다.
2021년 기준 온실가스 배출 상위 10개 기업은 포스코 7849만t, 남동발전 3723만t, 남부발전 3446만t, 서부발전 3336만t, 중부발전 3309만t, 동서발전 3281만t, 현대제철 2849만t, 삼성전자 1449만t, 쌍용씨앤이 1061만t, S-Oil 1004만t이다.(온실가스종합정보센터(NGMS) 자료) 온실가스 배출 상위 10대 기업 가운데 7곳이 발전사와 철강사다. 주요 철강사와 발전사의 온실가스 배출량은 2억7793만t으로 2021년 온실가스 잠정배출량(7억 2760만t)의 약 38.198%에 달한다.
제철은 화석연료를 통해 철을 만드는 산업이다. 발전도 석탄, 석유 등 화석연료를 사용하는 경우가 많다. 온실가스 배출량이 많을 수밖에 없는 구조다. 특히 제철은 석탄을 이용한 ‘탄소 환원’이 필수적이다. 철광석은 자연상태에서는 철과 산소로 결합돼 있다. 현재 제철소에서는 석탄을 가열할때 발생하는 일산화탄소(CO)를 사용해 철을 분리해낸다. 이때 다량의 이산화탄소가 발생한다. 철강제품 1t을 만들때 탄소 배출량은 2.1t에 달한다.
국내 철강 업계는 탄소 중립 시대를 맞아 ‘수소 환원 제철’ 기술 개발에 힘을 쏟고 있다. 수소 환원 제철은 일산화탄소 대신 수소를 철광석 환원 반응에 사용해 철을 생산하는 기술이다. 미래 제철에 필수적인 기술로 꼽힌다. 실제 포스코그룹은 2030년까지 국내외에서 추진 중인 수소 생산 프로젝트를 통해 연간 수소 50만t을 생산해 제철과 발전에 쓰겠다는 계획이다. 2050년 목표는 연간 수소 500만t 생산, 매출 30조원, 국내 시장점유율 30% 달성이다.
발전사들은 단기적으로 ‘수소 혼소 발전’에 집중하고 있다. 수소 혼소 발전은 가스발전소에 LNG(액화천연가스)와 함께 수소를 섞어 전기를 만드는 것이다. 기존 가스터빈을 일부 개조해 친환경 에너지원으로 바꿀 수 있고, 기존 전력인프라를 그대로 사용하기 때문에 투자비용 역시 크게 절감할 수 있다. 수소 혼소를 넘어 수소 전소 발전소까지 염두에 두고 연구와 실증에 몰입 중이다. 수명이 다한 석탄발전소를 수소 전소발전소로 대체한다는 것이다.
정동훈 기자 hoon2@asiae.co.kr
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