[인사이트코리아=김동수 기자] 산업 패러다임과 사회적 가치가 변화하면서 탄소중립이 화두로 떠오르고 있다. 이에 국내 철강업계에서도 인류의 지속가능성을 실현하는 게 가장 중요한 숙제로 다가오고 있다.

이에 현대제철은 최근 국내 유수 연구원들과 탄소중립 기술협력 업무협약(MOU)을 체결해 지속성장이 가능한 철강사로 거듭나는 중이다. 친환경 차량 강판부터 초고성능 극저온 LNG용 후판 개발까지 변화와 혁신에 몰두하고 있다.

에너지기술연구원·지질자원연구원과 협력해 탄소중립 앞장

현대제철은 지난 5월 20일 한국에너지기술연구원과 ‘CCUS(탄소포집·활용 저장 기술), 수소 생산 및 에너지 효율 향상 기술 협력을 위한 탄소중립 MOU’를 체결했다. 이 회사는 2016년부터 저탄소 생산 체제 구축을 위해 한국에너지기술연구원과 온실가스, 에너지 부문 기술협력을 꾸준히 추진해 오고 있다.

이번 협약에 따라 현대제철은 한국에너지기술연구원이 보유한 에너지 관련 선도 기술을 활용해 제철소 설비 성능 향상과 운영 최적화에 나설 계획이다. 또 그린철강을 위한 기반 기술인 수소생산, CCUS, 무탄소 연소 등 중장기적으로 탄소중립을 실현할 수 있는 기술 개발도 신속하게 추진할 전망이다.

눈여겨볼 부문은 ‘블루 수소’ 생산기술이다. 부생가스 내 수소를 단순 분리, 정제하는 기존의 상용 기술과 달리 부생가스 내 성분 자체를 변화시켜 수소 생산량을 2배로 늘릴 수 있어서다. 수소 환원 제철에 드는 대량의 환원용 수소 생산 기술 확보도 이번 협력을 통해 가속화 할 수 있을 것으로 현대제철은 보고 있다.

또 한국에너지기술연구원이 보유하고 있는 CO2 포집 기술과 CO2를 활용한 제품 전환 기술 등 CCUS 관련 다양한 요소기술들을 제철 공정에 활용할 수 있도록 적극 검토할 예정이다.

안동일 현대제철 사장은 “앞으로도 한국에너지기술연구원과 협력하면서 에너지·환경 관련 실증 기술력을 크게 높일 예정”이라며 “탄소중립은 기업의 지속가능한 성장을 위해 가장 중요한 만큼 다양한 기술협력과 적극적인 투자를 통해 철강업계의 저탄소 환경구축에 앞장서 나가겠다”고 밝혔다.

현대제철은 제철소 원료 사용을 최적화하고 운영 기술을 개발하기 위한 전략적 협력도 추진했다. 이 회사는 지난 5월 23일 한국지질자원연구원과 ‘제철소 원료의 최적 활용 및 운영 기술 개발 협력을 위한 업무 협약’을 체결했다.

현대제철은 이번 협약으로 제철 원료 분야의 탄소 중립 기술 관련 전략적 파트너십을 구축할 수 있게 됐다. 이를 통해 한국지질자원연구원이 보유한 광물 자원 관련 선도 기술을 적극 도입해 활용할 전망이다.

또 한국지질자원연구원이 보유하고 있는 자원 재활용 기술을 활용해 폐자원의 고부가가치화는 물론, 원료 사용 시 발생하는 탄소와 유해물질 배출량도 한층 더 줄일 수 있을 것으로 보고 있다.

최주태 현대제철 본부장은 “국내 유일의 광물 자원 분야 전문 연구기관과 협력하게 돼 매우 기대된다”며 “친환경 경영은 기업의 지속가능한 성장을 위해 가장 중요한 요건인 만큼 적극적인 기술 교류를 통해 철강업계의 저탄소 경영 실현에 앞장서겠다”고 밝혔다.

친환경차 경량화 위해 1.8기가급 초고강도 핫스탬핑 강판 최초 양산

현대제철은 현대차·기아 남양연구소 기초소재연구센터와 함께 1.8GPa(기가파스칼) 프리미엄 핫스탬핑강을 개발해 세계 최초로 양산에 성공했다. 현대차의 차세대 전기차인 제네시스 일렉트리파이드 G80(G80EV)과 신형 G90에 신규 강종을 공급 중이며 올해부터 매년 14만5000장으로 늘릴 방침이다. 이는 전기차 약 3만대에 사용할 수 있는 양이다.

현대제철에 따르면 1.8GPa 초고강도 핫스탬핑강은 차량을 가볍게 할 뿐 아니라 자동차 충돌 시 승객의 안전성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 기존 1.5GPa 핫스탬핑강 대비 인장강도를 20% 향상했으며 부품 제작 시 약 10%의 경량화도 가능하다.

일반적인 핫스탬핑 공법은 가열로에서 강판을 섭씨 900도 이상의 고온으로 가열해 금형에 넣고 급속 냉각시켜 부품을 제작한다. 현대제철과 현대차·기아 남양연구소 기초소재연구센터는 기존의 방식에서 탈피해 가열로의 온도를 50℃ 이상 낮춘 특화 공법을 개발해 부품 생산에 적용했다.

현재 친환경 자동차에 적용되는 고강도 경량화 소재의 수요는 크게 증가하고 있다. 배터리 무게와 전장부품의 비율이 점점 늘어남에 따라 차량 무게가 증가하고 있어 주행거리 확보를 위한 차량 경량화가 최우선 과제로 떠오르고 있어서다.

현대차·기아는 친환경차의 경량화 달성을 위해 핫스탬핑 부품 적용률을 점진적으로 높여가고 있다. 실제 내연기관차에는 15% 정도의 핫스탬핑강을 적용하지만 전기차는 20%까지 끌어올렸다.

극저온 후판 개발로 친환경 LNG 시장 공략

극저온 후판도 개발해 친환경 LNG 시장을 공략하고 있다. 우리나라 제9차 전력수급기본계획을 보면 2034년 LNG 설비용량 비중은 30.6%로 석탄 비중이 축소되고 신재생에너지 비중이 확대되는 에너지 전환 시기에 있어 LNG가 가교 역할을 할 것으로 전망하고 있다.

현대제철이 개발한 9% Ni 후판은 극저온 환경(영하 196℃)에서도 충격에 대한 내성이 뛰어나다. 용접성능도 우수해 LNG 연료탱크 등에 사용되는 초고성능 강재라는 게 회사 측 설명이다.

현대제철은 2018년 9월부터 9% Ni 후판 신강종에 대한 개발에 착수해 R&D 역량을 집중한 결과, 2020년 3월 9%니켈강 개발을 완료하고 같은 해 12월 KR(한국), ABS(미국), DNV(노르웨이·독일) 등 국내외 주요 9대 선급 인증을 모두 획득했다고 밝혔다.

이를 바탕으로 현대제철은 지난해 2월 현대중공업이 건조 중인 LNG 추진 초대형 컨테이너선의 연료탱크용 소재로 9% Ni강 수주 계약을 체결하고 제품을 공급하고 있다. 연료탱크용 소재는 품질 요구수준이 매우 엄격해 기존에는 전량 수입에 의존해왔다. 하지만 이번 수주로 Type B 연료탱크 소재를 국내 철강업체 최초로 공급하게 돼 향후 관련 소재 시장의 수입대체 효과를 가져올 것으로 기대하고 있다.

또 현대제철은 LNG저장탱크용 극저온 철강재 9%니켈강이 한국가스공사의 품질 인증시험을 통과했다. 현대제철은 두께 6~45mm, 최대폭 4.5m 9%니켈강 제품의 품질인증을 획득함으로써 국내외 육상용 LNG플랜트 시장에서 경쟁력을 확보하게 됐다. 이번에 인증받은 제품 너비 4.5m는 세계 최대 수준의 광폭이다.

최근에는 더욱 효율적인 설계와 시공이 가능하도록 9%니켈강의 두께와 폭 등 사이즈가 확대되는 경향이 있어 광폭 소재의 중요성이 더욱 대두되고 있다. 현대제철은 이번 9%니켈강 품질인증을 통해 한국가스공사의 당진 LNG생산기지 건설사업 자재 공급사 자격을 획득해 LNG저장탱크 제작에 필요한 철강재를 공급할 수 있게 됐다. 또 향후 한국가스공사 설계로 진행되는 국내외 다양한 프로젝트들에 강재를 공급할 수 있는 자격을 확보했다.