탄소 배출과 포스코의 수소환원제철 기술

탄소 배출에 대하여

탄소 배출은 이산화탄소(CO2) 및 기타 온실가스를 대기 중으로 방출하는 것을 말합니다. 논의의 여지는 있지만, 탄소 배출은 지구 기후 변화의 주요 원인입니다. 대기 중 이산화탄소 농도는 산업혁명 이후 꾸준히 증가하고 있는데, 주로 화석 연료의 연소 때문입니다. 최근 몇 년 동안 기후 변화의 영향을 완화하기 위해 탄소 배출량을 줄일 필요성에 대한 인식이 증가하고 있습니다. 

 

탄소 배출을 줄이기 위한 방법 및 기술

에너지 효율성 향상: 가전제품의 효율화, 에너지 효율적인 조명 사용, 건물 단열 개선과 같은 동일한 작업을 수행하기 위해 적은 에너지를 사용하는 것이 포함됩니다.

재생 에너지 사용: 태양열, 풍력, 수력과 같은 재생 가능한 에너지원은 탄소 배출을 생산하지 않으며 화석 연료를 대체하는 데 사용될 수 있습니다.

탄소 포집 및 저장: 산업 공정에서 배출되는 이산화탄소를 포집하여 지하 또는 기후 변화에 기여하지 않는 다른 장소에 저장하는 기술을 말합니다.

저탄소 운송으로의 전환: 대중교통을 이용하거나, 자전거를 타거나, 걷거나, 가솔린 자동차 대신 전기 자동차를 사용하는 것을 포함할 수 있습니다. 물론 전기 자동차의 경우 전기를 생산하는 방법에 있어서 여러 논의가 필요하다고 봅니다.

폐기물 감소: 폐기물 처리 시 탄소 배출을 줄이기 위해 재활용 및 퇴비화, 포장 감소, 더 오래 사용가능하도록 설계된 제품 사용이 포함될 수 있습니다. 

 

수소 환원 제철 기술에 대해서

앞서 탄소 배출을 줄이기 위한 방법을 설명했지만, 산업에서 꼭 필요한 제철 기술의 경우 엄청난 탄소를 배출하게 됩니다. 포스코의 경우 수소 환원 제철 기술을 연구 및 개발 중입니다. 전통적인 제철 방식에 비해 탄소 배출량이 적은 고품질의 철을 생산하기 위해 사용되는 공정입니다. 철광석을 철로 만들기 위해 탄소 기반 연료인 코크스 대신 수소 가스를 사용하는 것을 포함합니다.

전통적인 제강 방법에서는 코크스를 환원제로 사용하여 철광석에서 산소를 제거하여 이산화탄소를 배출합니다. 그러나 수소 환원 제강에서는 수소 가스를 환원제로 사용하는데, 이는 부산물로 수증기를 생성하여 탄소 배출량을 감소시킵니다.

 

이 과정은 산화철을 생산하는 용해로에서 철광석을 가열하는 것으로 시작됩니다. 용융된 산화철이 들어있는 용광로에 수소 가스를 주입하여 산화철과 수소가 반응하여 수증기와 순수한 철을 생성합니다. 이 순수한 철은 강철을 생산하기 위해 탄소나 니켈이나 크롬 등을 첨가합니다.

 

수소 환원 제철의 장점

첫째, 불순물이 적은 고품질의 강철을 생산하여 더 강하고 내구성이 높은 최종 제품을 생산합니다. 둘째, 탄소 배출량이 적어 친환경적입니다. 마지막으로, 자동차 및 항공 우주 산업에 중요한 고강도 강철을 포함하여 광범위한 강철 등급을 생산할 수 있다는 장점이 있습니다.

 

수소 환원 제철의 과제

주요 과제 중 하나는 수소 가스의 높은 비용인데, 이는 전통적인 제철 방법에 비해 생산 공정을 비싸게 만들 수 있습니다. 또한 수소 가스를 저장하고 운송하기 위한 인프라에 대한 개발이 필요함에 따라 공정의 확장성이 제한될 수 있습니다. 수소 가스의 경우 폭발 위험이 큰 물질이기 때문에 안전한 관리가 상당히 중요합니다.

 

이러한 과제에도 불구하고 수소 환원 제철 기술은 고품질의 강철을 생산하기 위한 보다 지속 가능하고 효율적인 방법을 제공하기 때문에 전통적인 제철 기술에 대한 대안으로 간주됩니다. 기술이 계속 발전하고 수소 가스에 접근하기 쉽고 가격이 저렴해짐에 따라 수소 환원 제강의 사용은 앞으로도 계속 증가할 것으로 보입니다.

제철소 Photo by yasin hm on Unsplash

 

참고: 포스코 HyREX 수소환원제철 기술 심층 소개

포스코 HyREX 수소환원제철 기술 심층 소개