[산업경제뉴스 손영남 기자] 철강 산업은 탄소 배출의 대표적인 산업으로 꼽힌다. 고로에서 석탄을 태워 철을 생산하는 전통적인 방식은 필연적으로 막대한 온실가스를 배출할 수밖에 없는 구조이기 때문이다. 때문에 기후위기 시대에 접어들어서도 지속 가능할 지를 의심받고 있다. 

이를 탈피하기 위한 다양한 대책들이 꼬리를 물고 있지만 가시적인 성과는 그리 뚜렷하게 발견되지 않고 있다. 적어도 우리의 경우를 본다면 그렇다. 물론 한국은 2020년대 초반부터 탄소중립을 선언하고, 철강 산업의 전환을 주요 과제로 설정해 왔다. 

하지만 실제 생산 구조는 여전히 고로 중심이며, 수소 기반 제철 기술은 실증 단계에 머물러 있다. 철강 산업은 국내 온실가스 배출의 약 17%를 차지하며, 제조업 부문에서는 40%에 달한다. 이는 고로 중심의 생산 구조 때문으로, 국내 철강 생산의 약 70%가 석탄 기반이다. 결국 철강 산업의 탈탄소 없이는 국가 전체의 탄소중립도 실현되기 어렵다는 뜻이다.

◆ 해법은 수소환원제철, 탄소 배출 최대 95%까지 저감

이러한 구조적 한계를 돌파하기 위한 기술이 바로 ‘수소환원제철’이다. 이 공정은 철광석 환원 과정에서 석탄 대신 수소를 사용해 이산화탄소가 아닌 수증기만을 배출한다. 기존 고로 방식보다 탄소 배출을 최대 95%까지 줄일 수 있어, 국내외 철강 기업들이 실증과 개발에 속도를 내고 있다.

세계적으로도 이와 관련된 기술 실증이 활발히 진행 중이다. 일본에서는 풍력 발전으로 만든 수소를 철강 제조에 활용하는 실증 프로젝트가 시작되며, 산업 전환의 가능성을 보여주고 있다. 요미우리 신문에 따르면, 도요타 쓰쇼와 아이치 제철은 아이치현 치타 공장에 수소 제조 설비를 설치하고, 도시가스 대신 연간 1,600톤의 수소를 사용해 철강을 생산할 계획이다. 일본 정부는 이를 위해 장기 보조금 제도를 도입하고, 청정 수소 공급망 구축에 속도를 내고 있다.

이 사례는 단순한 기술 실험을 넘어, 정부와 기업이 어떻게 협력해 탈탄소 전환을 실현할 수 있는지를 보여준다. 특히 일본 정부가 수소 가격의 부담을 보조금으로 완화하고, 장기적인 생산 지속을 조건으로 제도를 설계한 점은 한국의 정책 설계에도 시사점을 준다.

우리 역시 탈탄소화 공정이 진행중인 것은 사실이다. 포스코는 2050년까지 탄소중립을 달성하겠다는 목표를 세우고, 수소환원제철 기술인 ‘HyREX’ 개발에 집중하고 있다. 핵심 설비인 유동환원로(FBR)는 기존 덩어리 철광석이 아닌 분철광석을 원료로 사용해 원가 경쟁력도 확보하고 있으며, 포스코는 호주의 수소 혁신 기업과 고효율 전해조 개발 협력을 진행 중이다.

현대제철은 수소 기반 제철 기술 실증과 함께 전기로 확대, 탄소저감형 건축 모델 개발 등을 통해 탈탄소 전략을 추진하고 있다. 고로 공정의 효율 개선과 탄소 포집 및 저장(CCUS) 기술도 병행 중이며, 자동차·건설 산업과의 연계를 통해 고부가가치 강재 생산에도 집중하고 있다.

이처럼 기업들은 기술 개발과 산업 연계를 통해 탈탄소 전략을 다각도로 확장하고 있지만, 수소환원제철의 상용화까지는 여전히 넘어야 할 벽이 많다.

◆ 탄소중립 선도 기대 받는 ‘K-스틸법’ 통과 시급해

수소환원제철은 기술적 난이도가 높고, 상용화를 위해서는 안정적인 수소 생산과 공급 인프라가 필수적이다. 현재 수소는 고로 대비 2~3배 이상 비싼 에너지원으로 평가되며, 전력비 부담도 수소 생산과 전기로 확대 모두에 걸림돌로 작용하고 있다. 기술 완성도와 경제성 확보가 병행되지 않으면 산업 전환은 지연될 수밖에 없다.

한 철강업계 관계자는 “기술 자체보다 수소 가격과 전력비가 더 큰 장벽”이라며 “정부가 인프라 구축과 에너지 비용에 대한 구조적 지원을 병행하지 않으면 기업 입장에서는 실증을 넘어서기 어렵다”고 말했다.

정부는 이러한 기술 전환을 지원하기 위해 ‘수소환원제철 실증사업’을 포함한 탄소중립 산업 전략을 발표하고, 2030년까지 국비 3,088억 원과 민간 투자금 약 5,000억 원을 포함해 총 8,146억 원 규모의 실증 사업을 추진 중이다. 포스코와 현대제철이 공동 참여하는 이 사업은 2025년 예비타당성 조사를 통과하며 본격적인 기술 검증이 진행될 예정이다.

국내 철강 산업의 탈탄소 전환을 촉진하기 위한 입법 움직임도 본격화되고 있다. ‘K-스틸법’은 글로벌 공급 과잉과 불공정 무역에 대응하면서, 탄소중립 시대에 부합하는 친환경 철강 체제로의 전환을 지원하는 종합 대책 법안이다. 

수소환원제철 등 탄소 배출을 획기적으로 줄이는 기술 개발, 산업 인프라 확충, 세제 혜택 등이 포함돼 있으며, 지난 8월 여야 의원 106명의 공동발의로 국회에 제출됐다. 현재는 산업통상자원중소벤처기업위원회 소위에 계류 중이지만 좀처럼 진도가 나가지 않아 업계의 애간장을 태우고 있는 중이다.

업계는 법안 통과 시 단기적으로는 관세 부담과 원가 상승 압박을 완화하고, 장기적으로는 글로벌 시장에서 지속 가능한 경쟁 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 다만 산업용 전기요금 인하, 노후설비 교체 등 실질적인 현장 대책이 병행돼야 한다는 목소리도 적지 않다. 한 철강사 관계자는 “관세 부담과 원가 상승이 누적되는 상황에서 정부 지원이 지체되면 경쟁국과의 기술 격차는 더욱 벌어질 것이다. 제도적 대응이 시급하다”고 말했다.

이밖에 배출권 거래제 개편, 녹색채권 발행 등 금융적 지원 확대 움직임도 간간히 발견되고 있지만 일본처럼 장기적이고 구조적인 보조금 제도는 아직 부족하다는 평가가 나온다. 또 다른 업계 관계자는 “기술 개발은 기업이 하겠지만, 시장을 만들어주는 건 정부의 역할”이라며 “수소환원제철이 경쟁력을 갖기 위해선 정책적 확신이 필요하다”고 강조했다. 

환경단체들은 기술 실증과 보조금 확대만으로는 부족하다고 지적한다. 한 환경단체 관계자는 “수소환원제철이 유망한 건 맞지만, 산업 전체의 배출 총량을 줄이는 구조 개편이 병행돼야 한다”며 “정부 지원이 기술 실험에 그치지 않고, 실제 감축 실적 중심으로 설계돼야 한다”고 말했다. 또 다른 활동가는 “기술 전환이 기존 고로 체계를 유지한 채 ‘면죄부’처럼 작동해서는 안 된다”며 “감축 목표와 연계된 투명한 평가 기준이 필요하다”고 강조했다.

국제적으로도 철강 산업의 탈탄소 압력은 점점 강해지고 있다. 유럽연합은 2026년부터 CBAM(탄소국경조정제도)을 본격 시행할 예정이며, 이는 한국 철강 수출에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 글로벌 고객사들도 탄소중립 제품을 요구하고 있어, 친환경 철강은 선택이 아닌 필수 요건으로 자리잡고 있다.