화석연료 없는 철강 생산
현재 자동차 제조업체가 알아야 할 것.
2025년 이후의 어느 시점에서는 자동차 제조업체 중 하나가 화석연료 없는 생산 공정을 통해 제작된 철강 구성품을 특징으로 하는 최초의 자동차를 당당히 선보이게 될 것입니다. 구체적으로는, 철광석을 철로 환원하는 동안 CO2를 배출하지 않고 오직 H2O(수증기)만 배출하게 됩니다; 그리고 이 철로 철강을 만들게 됩니다. 자동차 제조업체의 환경 리더십과 마케팅 위상이 얼마나 높아질지 상상해 보십시오.
”자동차 제조업체들은 HYBRIT 개발에 대해 토론할 때 매우 적극적이며 긍정적”이라고 SSAB Sustainable Business의 부사장인 Thomas Hörnfeldt는 말합니다. “이들은 자동차에 당면한 유럽 연합 Life Cycle Assessment(LCA, 전과정 평가) 요구사항에 대해 잘 알고 있습니다. LCA는 자동차 제조업체에게 앞으로 자동차는 배출량 제로인 드라이브 트레인으로 전환되기 때문에, 자동차에 내포된 CO2가 다음으로 해결해야 할 과제가 될 것이라는 것을 확인해 주었습니다. 많은 자동차 제조업체들은 이러한 변화에 앞서 나가길 원하며 SSAB의 화석연료 없는 철강을 최초로 출시하길 원합니다”
HYBRIT가 이 목표를 달성할 가능성은 얼마나 될까요? 물론 수소를 이용한 철(DRI) 광석의 직접적인 환원은 이미 실험실에서 실행되었습니다. 그렇지만 수소 공정 확장은 아직까지는 시도된 적이 없습니다.
스웨덴 북부의 룰레오 시에서는 HYBRIT 시범 공장 건설이 예정되어 있습니다. 이 공장은 다음과 같은 HYBRIT 파트너가 건설합니다: SSAB, 근처에 순수한 철광석 매장지가 있는 LKAB, 한 세대에 화석연료 없는 에너지를 공급하기 위해 전념하고 있는 Vattenfall. HYBRIT 시범 공장에서의 시험 가동은 다음 여름(2020)에 시작될 예정입니다.
SSAB와 그 파트너들이 올바른 길을 가고 있다고 확신하는 이유 중 하나는 2018년에 완료된 타당성 조사 결과에서 찾아볼 수 있습니다. 이 결과에 나온 계산에 따르면 화석연료 없이 생산된 철강은 기존 철강과 비교해 볼 때 20%에서 30%까지 가격이 높아질 것입니다. 그렇지만 이러한 가격 차이는 다음과 같은 좁혀 집니다: 1) 탄소 배출로 인한 비용이 증가합니다 및 2) 화석연료 없는 전기의 비용이 낮아집니다.
”이는 선순환”이라고 Hörnfeldt는 설명합니다. “재생 에너지원으로부터 얻은 “추가” 에너지를 작업에 투입하여 수익을 낼 수 있다고 확신합니다. 에너지를 수소로 저장하면 전력망 안정화에도 도움이 됩니다.”
SSAB의 다른 고로 세 대 역시 앞으로 몇 년 안에 전기로로 전환될 예정입니다.
당사의 현재 CO2 배출량 중 90%는 코크스 석탄을 사용하여 철광석을 철로 환원하는 과정에서 나옵니다. “HYBRIT는 이러한 CO2 배출량을 제거할 것입니다. 그렇지만 당사는 롤링 및 열처리 작업을 할 때 열 공정으로 전기로 전환하면서 CO2 배출량의 나머지 10%에 대한 작업도 진행하고 있습니다. 몇몇 공정에서는 1000°C 이상의 온도가 필요하기 때문에, 이것이 불가능한 경우, 앞으로는 바이오 가스를 사용할 예정입니다.”
한편, LKAB는 철광석 광산에서 사용하는 장비를 탄화수소(오일, 디젤, 가스)에서 전기로 작동하도록 전환하고 있습니다. 이 회사가 SSAB에 공급하는 철광석 펠릿조차도 더욱 환경 친화적으로 변하고 있습니다: 스웨덴 임업에서 발생하는 폐목재 부산물은 발효되어 바이오 가스로 전환된 후 LKAB의 펠릿 공장에 전력을 공급하는 데 사용될 예정입니다.
다른 철강 제조업체들은 수소에 훨씬 더 점진적으로 접근하고 있는 것으로 보입니다. SSAB와 그 파트너 회사들이 강력하게 수소 기반 철 생산으로 옮겨가면서 “돌아올 수 없는 다리”를 건너고 있다고 생각하십니까?
“우리는 그렇게 생각하지 않습니다,” Hörnfeldt의 대답입니다. “기후 변화로 인해 모든 사람들은 이전보다 더 빠르게 움직이고 해결책에 대해 생각하게 될 것입니다. 그리고 우리의 아이들과 그들의 아이들을 위해 그래야 합니다. 2018 HYBRIT 타당성 조사는 매우 광범위하게 이뤄졌으며, 이 길이 철강의 올바른 길이라는 것을 설득력 있게 보여 줬습니다. 또한 스웨덴 에너지청은 자체 ‘실사’를 실시했습니다. 이들은 HYBRIT의 중요한 지지자입니다.”
”우리는 계획보다 3년 앞서 2025년에 시연 공장을 건설할 가능성을 타진하고 있으며, 바로 그 다음에는 상용화를 위해 철광석 기반의 화석연료 없는 철강을 생산할 수 있습니다. 목표는 2035년까지 화석연료 없이 생산된 철강을 광범위하게 판매하는 것입니다.”
“당사는 기존의 탄소 집약적인 제강 기술과 “확연한 선”을 긋고 있습니다. 당사는 세계 최초로 화석연료 없는 철강 회사가 되길 원합니다.”
자세한 정보를 원하시면 www.hybritdevelopment.com
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”자동차 제조업체들은 HYBRIT 개발에 대해 토론할 때 매우 적극적이며 긍정적”이라고 SSAB Sustainable Business의 부사장인 Thomas Hörnfeldt는 말합니다. “이들은 자동차에 당면한 유럽 연합 Life Cycle Assessment(LCA, 전과정 평가) 요구사항에 대해 잘 알고 있습니다. LCA는 자동차 제조업체에게 앞으로 자동차는 배출량 제로인 드라이브 트레인으로 전환되기 때문에, 자동차에 내포된 CO2가 다음으로 해결해야 할 과제가 될 것이라는 것을 확인해 주었습니다. 많은 자동차 제조업체들은 이러한 변화에 앞서 나가길 원하며 SSAB의 화석연료 없는 철강을 최초로 출시하길 원합니다”HYBRIT가 이 목표를 달성할 가능성은 얼마나 될까요? 물론 수소를 이용한 철(DRI) 광석의 직접적인 환원은 이미 실험실에서 실행되었습니다. 그렇지만 수소 공정 확장은 아직까지는 시도된 적이 없습니다.
스웨덴 북부의 룰레오 시에서는 HYBRIT 시범 공장 건설이 예정되어 있습니다. 이 공장은 다음과 같은 HYBRIT 파트너가 건설합니다: SSAB, 근처에 순수한 철광석 매장지가 있는 LKAB, 한 세대에 화석연료 없는 에너지를 공급하기 위해 전념하고 있는 Vattenfall. HYBRIT 시범 공장에서의 시험 가동은 다음 여름(2020)에 시작될 예정입니다.
유럽의 거의 모든 철강 회사들이 CO2 배출량 감축에 대한 계획을 발표합니다
“그렇습니다, 그리고 몇몇 다른 철강 회사들은 철 생산 시 원천적으로 CO2 배출을 제거할 수 있는 유일한 방법은 수소 공정이라는 것을 깨달았다”고 Hörnfeldt는 말합니다. “그렇지만 우리가 알기로는, 당사의 자발적인 HYBRIT가 훨씬 더 실질적이며, 철강 업계에서 주도권을 잡고 있습니다. 실제로 최근 유엔의 기후 행동 정상회의에서 당사는 생산 일정을 3년 앞당기고 있다고 발표했습니다.”SSAB와 그 파트너들이 올바른 길을 가고 있다고 확신하는 이유 중 하나는 2018년에 완료된 타당성 조사 결과에서 찾아볼 수 있습니다. 이 결과에 나온 계산에 따르면 화석연료 없이 생산된 철강은 기존 철강과 비교해 볼 때 20%에서 30%까지 가격이 높아질 것입니다. 그렇지만 이러한 가격 차이는 다음과 같은 좁혀 집니다: 1) 탄소 배출로 인한 비용이 증가합니다 및 2) 화석연료 없는 전기의 비용이 낮아집니다.
하지만 훨씬 더 나아지고 있습니다
여름철과 같이 때때로 강이 가득 차고(그래서 수력을 만들고) 풍차가 돌면 스웨덴은 소비하는 것보다 더 많은 전기를 생산하고 있습니다. 그렇지만 HYBRIT는 전기 분해를 통해 일반 물을 수소로 전환하여 얻은 “추가” 재생 에너지를 활용할 수 있습니다. 그 결과 녹색 에너지를 수소 형태로 거대한 지하 동굴에 저장하여 HYBRIT의 철 생산에 사용할 수 있도록 합니다.”이는 선순환”이라고 Hörnfeldt는 설명합니다. “재생 에너지원으로부터 얻은 “추가” 에너지를 작업에 투입하여 수익을 낼 수 있다고 확신합니다. 에너지를 수소로 저장하면 전력망 안정화에도 도움이 됩니다.”
기존의 자동차용 강종에 내포된 CO2 줄이기
“SSAB는 현재의 HYBRIT 투자와 함께, 탄소를 사용하는 기존의 고로를 전기로로 전환하는 데 크게 투자하고 있다”고 Hörnfeldt가 말합니다. “보통의 경우라면 옥쉘레순드에 있는 당사의 고로는 2025년에 재건되어야 합니다. 당사는 재건에 드는 막대한 비용을 지불하기 보다는 전기로로 대체해야 하지 않을까? 라는 생각을 했습니다. 당사의 철강 생산을 위해 HYBRIT 공장이 자체의 ‘해면철’ 공급 원료를 생산할 때까지 전기로에 철강 스크랩을 공급할 수 있습니다.SSAB의 다른 고로 세 대 역시 앞으로 몇 년 안에 전기로로 전환될 예정입니다.
당사의 현재 CO2 배출량 중 90%는 코크스 석탄을 사용하여 철광석을 철로 환원하는 과정에서 나옵니다. “HYBRIT는 이러한 CO2 배출량을 제거할 것입니다. 그렇지만 당사는 롤링 및 열처리 작업을 할 때 열 공정으로 전기로 전환하면서 CO2 배출량의 나머지 10%에 대한 작업도 진행하고 있습니다. 몇몇 공정에서는 1000°C 이상의 온도가 필요하기 때문에, 이것이 불가능한 경우, 앞으로는 바이오 가스를 사용할 예정입니다.”
한편, LKAB는 철광석 광산에서 사용하는 장비를 탄화수소(오일, 디젤, 가스)에서 전기로 작동하도록 전환하고 있습니다. 이 회사가 SSAB에 공급하는 철광석 펠릿조차도 더욱 환경 친화적으로 변하고 있습니다: 스웨덴 임업에서 발생하는 폐목재 부산물은 발효되어 바이오 가스로 전환된 후 LKAB의 펠릿 공장에 전력을 공급하는 데 사용될 예정입니다.
다른 철강 제조업체들은 수소에 훨씬 더 점진적으로 접근하고 있는 것으로 보입니다. SSAB와 그 파트너 회사들이 강력하게 수소 기반 철 생산으로 옮겨가면서 “돌아올 수 없는 다리”를 건너고 있다고 생각하십니까?
“우리는 그렇게 생각하지 않습니다,” Hörnfeldt의 대답입니다. “기후 변화로 인해 모든 사람들은 이전보다 더 빠르게 움직이고 해결책에 대해 생각하게 될 것입니다. 그리고 우리의 아이들과 그들의 아이들을 위해 그래야 합니다. 2018 HYBRIT 타당성 조사는 매우 광범위하게 이뤄졌으며, 이 길이 철강의 올바른 길이라는 것을 설득력 있게 보여 줬습니다. 또한 스웨덴 에너지청은 자체 ‘실사’를 실시했습니다. 이들은 HYBRIT의 중요한 지지자입니다.”
”우리는 계획보다 3년 앞서 2025년에 시연 공장을 건설할 가능성을 타진하고 있으며, 바로 그 다음에는 상용화를 위해 철광석 기반의 화석연료 없는 철강을 생산할 수 있습니다. 목표는 2035년까지 화석연료 없이 생산된 철강을 광범위하게 판매하는 것입니다.”
“당사는 기존의 탄소 집약적인 제강 기술과 “확연한 선”을 긋고 있습니다. 당사는 세계 최초로 화석연료 없는 철강 회사가 되길 원합니다.”
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