2021.10.06 (수)

PEOPLE

PEOPLE┃유병옥 포스코 산업가스・수소사업부장

해외 가스전서 블루수소 생산, 암모니아 형태로 도입
2040년까지 100% 수소환원 제철 프로세스 개발 완료
“포스코의 궁극적 수소 사업 목표는 그린수소 시장 선점”
KIST・RIST와 대용량 수소 추출기술 개발 나서

URL COPY



[월간수소경제 이종수 기자] 포스코가 지난해 12월 2050년까지 수소 생산 500만 톤 체제를 구축해 수소 사업에서 매출 30조 원을 달성하겠다는 미래 청사진을 제시했다.


2030년까지 물을 전기분해해 수소를 생산하는 기술, 수소를 추출하는 기술 등의 핵심 기술 및 생산 역량을 조기에 갖추고 수소 사업을 그룹 성장의 한 축으로 육성해 미래 수소시장에서 주도권을 확보한다는 계획이다.


이에 앞서 2050년까지 ‘탄소중립(Carbon Neutral)’ 달성을 선언했다. 탄소 포집・저장・활용(CCUS)이나 수소환원제철과 같은 혁신적인 기술 개발로 ‘그린스틸’을 생산할 수 있는 ‘저탄소 경쟁력’을 ‘100년 기업 포스코’ 실현의 주요 시금석으로 삼겠다는 계획이다.


포스코는 지난해 12월 21일 조직개편 및 정기 임원 인사를 통해 CEO 직속으로 산업가스·수소사업부를 신설하고, 유병옥 부사장을 산업가스·수소사업부장으로 선임했다. 


유병옥 포스코 산업가스・수소사업부장은 부산고, 서울대 금속공학과를 졸업하고, 1989년 1월 포스코에 입사한 이후 광양 제강부 1제강공장장, 혁신기획실 혁신전략팀장, 원료실장, 경영전략실장, 구매투자본부장 등을 역임했다.   


올해 1월 공식 출범한 산업가스・수소사업부는 국내외 기업 및 연구기관과의 협력을 통해 수소 사업을 본격 추진하고 있다. 유병옥 산업가스・수소사업부장을 만나 포스코의 수소사업 계획을 들어봤다.


포스코는 2050년까지 수소 생산 500만 톤 체제 구축을 주요 내용으로 하는 수소 사업 미래 청사진을 제시하고, 올해 1월 사업부를 출범했다. 사업부장으로서 소감을 말해달라.


우리나라는 물론 EU, 일본, 미국 등 각국 정부는 2050년까지 탄소중립 목표를 제시했고, 고객사와 투자가들도 거래 기업에 탄소감축을 적극 요구하는 등 탄소중립은 기업의 지속성장을 위해서 반드시 달성해야 하는 과제가 되었다. 


철강은 제조 원료의 특성상 탄소를 가장 많이 배출하는 업종이다. 포스코는 이러한 철강업의 본질적인 구조로부터 환경에 대한 책임감을 항상 느끼고 오랜 시간 탄소중립을 위해 노력해왔다. 


포스코는 현재 연간 7,000톤의 부생수소를 생산할 수 있는 설비를 보유하고 있고, 수소경제에 필요한 각종 소재를 개발하고 있다. 또한 석탄을 기반으로 한 현재의 철강공정을 탈바꿈하는 수소환원제철공정을 개발 중이다. 수소환원제철공정이 상용화되면, 포스코는 미래에 가장 많은 수소를 소비하는 기업 중 하나가 될 것이다. 


올해는 이러한 시대적 요구에 적극 대응하기 위해 포스코그룹 수소사업 이니셔티브를 선언하고, 수소 생산부터 활용까지 전방위적인 사업개발을 위해 회장 직속으로 20명 규모의 전담조직을 신설했다. 지금은 규모가 작지만 앞으로 그룹의 신성장 동력인 수소 사업의 구체적인 실행을 위한 출발점이 마련됐다는 점에서 큰 의미가 있다. 


회사의 미래 생존과 성장에 중요한 역할을 담당할 조직을 맡다 보니 부담도 크고 책임감도 막중하지만 미지의 세계를 탐구하는 것처럼 새로운 열정이 생기기도 한다.    


포스코는 이미 연간 7,000톤의 수소 생산 능력을 갖췄다. 2025년까지 부생수소 생산 능력을 7만 톤으로 늘린다는 계획이다. 추진 계획에 대해 말해달라.

현재 포스코는 연 7,000톤 수준의 수소 생산 능력을 갖췄으나 지금은 내부 공정에 드는 사용량이 적기 때문에 평균 가동률이 절반에 불과하다. 단기적으로는 수소 생산설비 가동률을 80% 수준까지 확대해 연간 2,000톤의 수소를 추가 생산해 외부에 판매할 계획이다. 


2024년까지는 부생가스인 COG(coke oven gas)에서 추가적으로 5만8,000톤의 수소를 생산할 계획이다.


참고로 COG 가스에는 수소가 약 55~56% 수준 함유되어 있다. 철강 조업에 영향이 없는 수준으로 수소를 추출한 뒤 남은 COG를 다시 발전용으로 공급하면 원가경쟁력을 확보할 수 있고, 이렇게 생산한 수소로 초기 시장 진출에 활용할 계획이다. 이는 연간 수소트럭 1만 대 이상에 공급할 수 있는 규모이다.


한편 파이넥스(FINEX) 공정에서 발생하는 부생가스인 FOG에서 추가로 수소 1만 톤을 추출할 수 있다. 현재 연구개발을 진행 중이며, 2025년부터 생산이 가능할 것으로 보고 있다.  


포스코는 2030년까지 글로벌 기업과 손잡고 ‘블루수소’를 50만 톤까지 생산한다는 계획이다. 블루수소 생산 추진 계획도 궁금하다.

블루수소로의 빠른 전환을 위해서는 해외 가스전에서 직접 수소를 개질 생산하고, 이 과정에서 발생한 탄소를 다시 가스전에 투입하는 방식으로 최종 블루수소를 생산하고, 이것을 암모니아로 합성해 국내로 도입하는 사업모델을 구상하고 있다. 


주요 해외 가스전 업체들과 협력 중이며, 국내에 블루암모니아 인수기지 구축을 검토 중이다. 포스코에너지가 운영 중인 광양LNG터미널 부지에 블루암모니아 인수기지를 구축할 방침이다. 


블루수소 생산에 필요한 이산화탄소 포집・저장・활용(CCUS) 기술은 중장기 기술개발 로드맵에 따라 자체 개발을 추진할 계획이지만 중단기적으로는 기술을 가지고 있는 기업들과 제휴를 추진할 생각이다.


포스코는 재생에너지 기반 수전해 그린수소 생산계획도 가지고 있다. 2040년까지 그린수소 200만 톤 생산체제를 구축한다는 계획인데, 이에 대해 설명해달라.

포스코의 궁극적인 수소 사업 목표는 그린수소 시장 선점이다. 


해외 그린수소 대형 프로젝트를 적극적으로 개발해 2040년까지 200만 톤 생산체제를 갖출 계획이다. 그린수소는 예상보다 매우 빠르게 비용이 하락하고 있고, 2030년부터는 경제성을 확보할 것으로 전망되고 있다. 유럽의 그린수소 인증제와 같은 국가적, 제도적 기반으로 글로벌 그린수소 전환은 어쩌면 예상보다 더욱 빠르게 다가올 수 있을 것 같다. 


가장 경제성 있게 신재생발전이 가능한 호주, 중동, 남부 유럽 등이 그린수소 생산 강국이 될 것으로 전망하고 있다. 포스코도 해당 지역 중심으로 그린수소(그린암모니아) 생산・도입 사업을 추진할 계획이다. 




대표적으로 세계 4위 철광석 회사인 호주의 FMG(Fortescue Metal Group), 호주 최대 발전회사인 ORIGIN 등과 MOU를 체결하고 현지 생산을 검토 중이다. 그린수소의 운송방식으로 암모니아를 채택했고, 국내에서는 KIST, RIST와 협력해 상용급 암모니아 수소추출기술을 확보할 계획이다. 


이 밖에도 호주, 중동의 주요 업체들과 약 11개 프로젝트에 대해 다양한 협력을 모색 중이며, 경쟁력 있는 그린수소의 국내 도입에 포스코가 가장 빠르게 대처할 것으로 기대하고 있다. 


국내에서도 경쟁력 있는 가격의 그린수소 생산을 추진할 수 있도록 원자력을 이용한 고온 수전해 기술도 개발해 나갈 계획이다.


2050년까지 ‘그린수소’를 기반으로 한 수소환원제철소를 구현해 철강 분야에서도 탈탄소·수소시대를 열겠다는 방침이다. 수소환원제철공법이 도입되면 어떤 변화들을 예상할 수 있나.

포스코는 파이넥스(FINEX) 제철기술의 세계 최초 상용화 등 철강기술 혁신을 위해 끊임없이 노력해왔다. 철강업계의 가장 큰 숙제인 수소환원제철기술도 포스코가 세계 최초의 상용화를 선도할 것으로 기대하고 있다. 


철강을 만들 때 철광석(Fe2O3)에 붙어있는 산소를 떼어내는 환원 작업이 필수적이다. 현재는 석탄에서 발생하는 가스인 일산화탄소(CO)를 환원제로 사용하고 있다. ‘고로’에 철광석과 석탄을 넣어 1,500℃ 이상의 고온에서 녹이면 일산화탄소가 발생해 철광석에서 산소를 분리하는 환원반응(Fe2O3+3CO → 2Fe + 3CO2)이 일어나는데, 이때 이산화탄소(CO2)가 발생한다. 


수소환원제철은 이 과정에서 일산화탄소 대신 수소(H2)를 환원제로 사용하는 기술로, 최종적으로 물(H2O)과 함께 철(Fe)을 생성(Fe2O3+3H2 → 2Fe+3H2O)해 친환경적이다. 이렇게 생산된 철을 환원철, 전문용어로는 ‘DRI(Direct Reduced Iron)’라고 한다.  


환원제로 석탄 대신 수소를 쓴다는 것은 겉으로 보기엔 간단한 변화처럼 보이지만 사실 매우 큰 변혁의 시작이다. 철강생산 공정 중 이산화탄소가 발생하지 않는 것은 물론이고 우리의 기존 철강 생산 공정의 많은 부분에서 큰 변화가 일어나기 때문이다.  


가장 큰 변화는 제철소에 고로(용광로)가 사라지는 것이다. 고로에서 석탄과 철광석을 한데 녹이는 공정이 없어지므로 이와 함께 소결 공장, 코크스 공장도 사라지게 될 것이다. 앞으로는 ‘유동환원로’라는 설비를 통해 환원철이 만들어진다. 


또한 기존 고로에서 생산된 쇳물(용선)은 ‘전로’라는 설비를 통해 정제된 쇳물(용강)로 변환되었는데, 수소환원제철이 도입되면 유동환원로에서 생산된 환원철(DRI)을 ‘전로’가 아닌 ‘전기로’에 넣어 녹이고 불순물을 정제하기 때문에 전로도 사라지게 된다. 즉, 수소환원제철은 기존의 고로와 전로 자리에 수소환원로(유동환원로)와 전기로가 들어오는 것이라고 할 수 있다. 




포스코는 지난 1992년부터 파이넥스 기술의 R&D를 시작해 현재 200만 톤 규모의 상용설비를 효율적으로 가동하고 있다. 이 파이넥스 설비의 유동로 기술을 활용한 수소환원제철기술 개발 전략을 수립해 수소환원제철 프로세스 기술개발을 가속화해 장기적으로 2040년까지 100% 수소환원을 하는 제철 프로세스 개발을 완료할 계획이다. 이후 그린수소, 그린전력 인프라가 조성된다면 단계적으로 산업전환을 하여 당사의 비전인 ‘2050년 탄소중립’ 달성을 목표로 하고 있다. 


이렇게 되면 수소환원제철을 위한 전력 조달에도 변화가 생기는데, 설비를 구동하는 전력까지도 신재생에너지와 그린수소로 대체할 예정이다. 현재 생산량을 100% 수소환원제철로 전환한다고 하면 2050년 기준으로 전력 수요를 제외하고 수소환원제철 공정 자체에만 연간 최대 370만 톤의 그린수소 수요가 예상된다.


포스코는 그린수소 운송・저장 기술로 ‘암모니아’를 선택했다. 그 배경에 대해 말해달라.

액화수송도 완전히 배제하고 있는 것은 아니지만 -253℃ 극저온 액화수송을 위한 별도의 운반선과 탱크가 필요해 운송 비용이 높고, 전용 운송설비 개발까지 시간이 필요하다는 점에서 암모니아가 수소의 저장과 운반 매체로써 가장 현실성 높은 대안이라고 생각했다.


수소를 암모니아로 전환 후 이송하게 되면 부피당 수소 밀도가 오히려 높아져 더 많은 양의 수소를 운반할 수 있고, -33℃로 운송이 가능하기 때문에 기존의 선박이나 탱크를 활용할 수 있는 장점이 있다. 운송 과정에서 손실률이 적어 운송비용도 절감할 수 있다. 그린암모니아(그린수소) 유통망을 선점할 수 있다는 점에서 경쟁력이 있다고 판단된다. 


하지만 수소를 암모니아로 합성하는 기술은 이미 상용화된 데 반해 암모니아에서 다시 수소를 추출하는 기술은 아직 초기 단계이다. 




이에 포스코는 KIST, RIST와 함께 암모니아에서 수소를 대용량으로 추출하는 기술 개발을 추진하고 있다. KIST는 지난해 암모니아에서 고순도 수소 추출 기술을 개발한 바 있다.


앞으로 포스코는 암모니아 수소 추출 기술을 활용해 해외에서 생산된 그린수소를 국내 산업・발전용 원료와 에너지원 등으로 공급할 계획이다. 


에어프로덕츠의 사우디 네옴(NEOM) 지역 그린암모니아 프로젝트, 아람코의 블루암모니아 프로젝트, 일본의 암모니아 에너지 협의체 등 글로벌 기업들도 암모니아 합성과 운송 모델에 대한 검증을 진행 중이다. 포스코도 이와 같은 구상으로 호주 FMG, CSIRO와 그린암모니아 사업에 본격적으로 착수할 계획이다.


포스코는 수소차용 무코팅 금속분리판 소재 ‘Poss470FC’를 현대차의 ‘넥쏘’에 적용하는 등 친환경차 및 수소 분야 철강 소재개발에도 힘쓰고 있는 것으로 알고 있다.

철강의 주요 고객사인 자동차사가 전기차, 수소전기차 등의 미래 친환경 모빌리티로 전환함에 따라 포스코도 고성능, 초경량 모빌리티 소재개발에 주력하고 있다.


올해 2월에는 친환경차 제품, 솔루션 통합브랜드인 ‘e Autopos(이오토퍼스)’를 론칭해 가파른 성장세를 보이는 친환경차 시장 선점에 박차를 가하고 있다. 


철강의 장점을 유지하면서 이종 소재를 접목해 더 가볍고 단단한 차량용 복합소재(Multi-Materials)를 개발 중이다. 철강과 알루미늄을 결합한 차량용 후드, EV 배터리팩 사이드 프레임 등을 독자적으로 개발 완료해 국내외 다수의 자동차사 및 부품사와 양산 적용을 위한 공동 개발 협력을 진행 중이다.


지난 2006년부터는 선도적으로 수소전기차의 핵심부품인 수소연료전지 분리판 개발을 시작해 2010년에 금속분리판 소재 ‘Poss470FC’ 개발을 완료했다. 현대자동차와는 수소차 초기 개발단계부터 협력해 2018년부터 넥쏘에 ‘Poss470FC’를 적용했다. 


이 밖에 전기차, 수소차 맞춤형 고효율 전기강판 강재 및 구동모터 제조 기술, 스택 경량화를 위한 초극박 강재 등 수소드론 같은 미래형 모빌리티에 쓰일 수 있는 기술과 소재개발에 주력하고 있다. 앞으로 수소 취성에 강한 파이프용 강재 등 다양한 고성능 소재들이 재생에너지 발전 설비 및 수소 운송용 설비로 쓰일 것으로 기대하고 있다.


최근 포스코는 현대차그룹과도 수소 사업 분야에서 협력하기로 했다. 현대차와의 수소 사업 협력의 의미와 그 내용을 말해달라.

현대자동차그룹은 국내뿐만 아니라 세계적으로도 수소경제 전환을 선도하는 글로벌  수소사업 리더이다. 현대차그룹과 수소 사업 협력을 만들어간다는 점은 포스코가 수소 사업의 비전 선포에 그치지 않고, 구체적인 사업의 실행을 통해 변화를 적극적으로 만들어가고자 하는 의지를 표명하는 의미가 있다고 생각한다. 


탄소중립 및 수소경제 전환에 있어 우리가 가장 먼저 마주할 변화는 친환경 모빌리티로의 전환일 것이다. 특히 수소차는 트럭, 대형화물차 등 상용차 중심으로 확대될 것으로 예상되어 철강과 같은 제조업의 대형 물류 수송 차량들은 그 변화를 빠르게 체감하고 있다. 


포스코는 포항・광양제철소에서 운영 중인 대형트럭을 단계적으로 현대차의 무공해 수소전기트럭으로 전환할 예정이다. 현대차는 중후장대한 철강 물류 특성을 고려한 수소트럭 개발에 협력하기로 했다. 




또한 제철소에서 생산되는 부생수소를 수소트럭의 에너지원으로 사용하기 위해 수소트럭용 충전소 구축도 협력 중이다. 


이 밖에도 양사가 개별적으로 추진 중인 수소 사업에도 힘을 모을 예정이다. 포스코그룹의 부생수소 생산능력과 현대차그룹의 연료전지 사업역량을 합쳐 국내 수소연료전지 발전 사업을 공동으로 개발하고, 해외 그린수소 생산 프로젝트에도 함께 참여하는 방안을 모색하기로 했다.  


또한 올 상반기 중에는 민간 기업의 CEO들로 구성된 ‘한국판 수소위원회’를 현대차, SK그룹과 공동으로 발족해 대한민국의 수소경제 생태계 조성에 노력해 나갈 것이다.  


포스코 산업가스・수소사업부장으로서 수소 사업을 추진하는 각오를 말해달라.

포스코는 수소 사업을 앞으로의 ‘Next 100년’을 이끌 포스코그룹의 차세대 성장사업으로 육성하고자 한다.  


지난해 ‘포스코 2050 탄소중립’ 선언에서 발표했듯이 수소환원제철기술 공정 도입은 우리의 본업인 철강에서 탄소중립을 실천하는 포스코의 소명이자 의지이다.


포스코 본업의 탄소중립 달성에 그치지 않고, 모든 산업에서 탈탄소화와 수소경제 생태계 구축을 위해 수소의 생산부터 저장-운송-활용의 전주기에 걸쳐 그룹의 역량을 결집해 그린수소 전문기업으로 도약하는 것이 궁극적인 목표이다.  


앞으로 포스코는 2050년 탄소중립 달성, 수소 생산 500만 톤, 수소 사업 매출 30조 원, 국내 수소시장 점유율 30% 달성을 목표로 올해를 그 시작의 원년으로 삼고, 다가올 수소경제 사회를 이끌 포스코의 청사진을 실현해 나가도록 하겠다.





배너

배너

배너

배너

배너

배너

배너

배너




배너
배너