철강이 기후변화 대응에 미치는 영향

기후변화는 21세기 인류가 직면한 가장 심각한 도전 과제 중 하나입니다. 산업혁명 이후 급격히 증가한 이산화탄소(CO₂)와 온실가스 배출은 지구 평균 기온 상승, 해수면 상승, 극심한 기상이변 등을 초래하고 있습니다. 이러한 가운데, 산업의 근간을 이루는 철강 산업 역시 기후변화에 중요한 영향을 미치는 분야로 주목받고 있습니다.

그러나 아이러니하게도, 철강은 기후변화의 원인이자 동시에 해결책이 될 수 있습니다. 이 글에서는 철강이 기후변화에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 어떻게 기후위기 대응에 기여할 수 있는지를 구체적으로 살펴보겠습니다.

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철강 산업과 온실가스 배출

철강 산업은 세계 이산화탄소 배출량의 약 7~9%를 차지하고 있습니다. 이는 세계 항공 산업 전체 배출량보다도 높은 수준입니다. 철광석을 제련하여 철강을 생산하는 과정에서 다량의 에너지가 필요하며, 주로 석탄을 연료로 사용하는 고로(용광로) 방식이 주류를 이루기 때문입니다.

 

고로(Blast Furnace) 방식의 한계

고로 방식은 철광석과 석탄(유연탄)을 사용하여 쇳물을 만들어내는 전통적인 제철 방법입니다. 이 과정에서 막대한 양의 탄소가 소비되며, 부산물로 이산화탄소가 발생합니다. 특히 소결공장과 코크스공장 등 전처리 단계에서도 상당한 양의 온실가스가 배출됩니다.

 

전기로(Electric Arc Furnace) 방식의 가능성

반면, 전기로 방식은 고철(스크랩)을 녹여 재활용하는 방식으로, 상대적으로 온실가스 배출량이 적습니다. 재생 가능 에너지를 사용하는 경우, 탄소중립에 가까운 제철도 가능합니다. 따라서 전기로 확대는 철강 산업의 탈탄소화 전략에서 중요한 축을 차지합니다.

 

 

철강이 기후변화 대응에 미치는 영향

 

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철강의 기후변화 대응 역할

철강은 그 자체로 기후변화 대응의 열쇠를 쥐고 있는 소재입니다. 강하고 가볍고, 재활용이 용이한 특성 덕분에 다양한 분야에서 탄소발자국을 줄이는 데 기여할 수 있습니다.

 

1. 고성능 철강재를 통한 에너지 효율 향상

초고장력강(UHSS), 트윕강(TWIP Steel) 등 고성능 철강재는 자동차 경량화에 기여합니다. 차량 무게를 줄이면 연료 효율이 향상되고, 이산화탄소 배출량이 감소합니다. 포스코, 아르셀로미탈 등 글로벌 철강사들은 자동차용 초고장력강 개발에 적극 투자하고 있습니다.

 

2. 재생 에너지 인프라 구축

풍력발전기, 수력발전댐, 태양광 패널의 지지구조물 등 재생에너지 설비에도 철강은 필수적으로 사용됩니다. 특히 해상풍력 구조물은 고강도, 내식성 철강재 없이는 안정성을 보장할 수 없습니다. 철강 산업은 재생에너지 확대를 뒷받침하는 중요한 기반을 제공합니다.

 

3. 순환경제 촉진

철강은 100% 재활용이 가능한 소재입니다. 스크랩을 통한 재생산은 에너지 소비와 온실가스 배출을 크게 줄일 수 있습니다. 고철 재활용률을 높이는 것은 자원 순환경제 구축에 핵심적인 역할을 하며, 이는 지속 가능한 산업 생태계를 만드는 데 필수적입니다.

 

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철강 산업의 탈탄소화 전략

기후위기 대응을 위해 철강 산업은 과감한 탈탄소화 노력이 요구되고 있습니다. 주요 전략들을 살펴보겠습니다.

 

1. 수소환원제철(Hydrogen-Based Steelmaking)

수소를 환원제로 사용하는 수소환원제철 기술은 철광석을 직접 환원시켜 이산화탄소 대신 물(H₂O)만을 배출합니다. 대표적인 예로, 스웨덴의 HYBRIT 프로젝트가 있으며, 포스코, 현대제철도 수소환원 제철소 건설을 추진 중입니다.

 

2. 탄소포집 및 저장(CCS)

기존 고로공정에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 저장하거나 활용하는 기술입니다. CCS 기술은 단기적으로 탄소중립을 달성하는 데 중요한 수단으로 평가받고 있으며, 글로벌 철강사들이 적극적으로 연구·투자하고 있습니다.

 

3. 전기로(EAF) 전환

전기로 기반 제철소로의 전환은 탈탄소화를 가속화하는 방법 중 하나입니다. 스크랩 활용을 극대화하고, 재생에너지를 통해 구동하면 탄소중립에 한 발짝 더 다가설 수 있습니다.

 

4. 에너지 효율 혁신

공정 최적화, 고효율 설비 도입, 스마트 팩토리 구축 등을 통해 에너지 사용량을 줄이는 것도 탈탄소화의 핵심입니다. 빅데이터와 AI를 활용한 공정 모니터링이 확대되고 있습니다.

 

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주요 글로벌 철강사들의 기후변화 대응 사례

포스코 (POSCO)

• 2050 탄소중립 선언
• 수소환원제철 기술 개발
• 파이넥스 공법 상용화로 에너지 절감 및 탄소배출 감소

 

아르셀로미탈 (ArcelorMittal)

• 2050 탄소중립 로드맵 수립
• 수소환원제철 공정 테스트
• 탄소포집 및 활용 기술 투자

 

SSAB

• 세계 최초 무화석철 생산 목표(HYBRIT 프로젝트 주도)
• 스웨덴 루레오에 탄소중립 제철소 건설 추진

 

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철강과 기후변화: 미래 전망

철강 산업의 탈탄소화는 단순히 환경을 위한 선택이 아닙니다. 글로벌 규제 강화, 소비자 인식 변화, ESG 투자 확산 등으로 인해 기업 생존을 위한 필수 전략이 되었습니다.

특히 탄소국경세(CBAM)와 같은 국제 정책 변화는 탄소배출량이 높은 철강 제품에 높은 관세를 부과할 예정이기 때문에, 저탄소 철강 생산 능력은 곧 경쟁력이 됩니다.

향후에는 다음과 같은 흐름이 가속화될 것입니다.

• 수소환원제철 대중화
• 전기로 기반 생산 비중 증가
• 철강 소재의 경량화, 고성능화
• 제품 전체 수명주기에 걸친 탄소배출 관리

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결론

철강 산업은 기후변화의 주범이자, 동시에 해결사로 거듭나고 있습니다. 온실가스 배출을 줄이고, 재생에너지 인프라를 뒷받침하며, 순환경제를 촉진하는 역할까지 수행할 수 있습니다.

지속가능한 미래를 위해 철강 산업의 탈탄소화 혁신은 더 이상 선택이 아닌 필수입니다. 그리고 이러한 변화는 단순한 기술 혁신을 넘어, 산업 전반의 패러다임 전환을 요구하고 있습니다.

철강 산업이 어떻게 기후변화 대응을 선도할 수 있을지 주목하며, 우리 모두가 지속가능한 미래를 위한 여정에 함께해야 할 때입니다.