[르포]쇳물도 전기로 만든다, 포스코 광양제철소의 변신

매캐한 공기가 코끝을 스치는 포스코 광양제철소 전기로 공장. 가장 먼저 마주한 옥내 야드에는 잘게 부서지고 뒤엉킨 철스크랩(고철)이 산처럼 쌓여 있었다. 한때 건축물의 일부였던 폐철은 이곳 전기로에서 녹아 쇳물이 된 뒤 자동차강판과 전기강판 등 고급 철강 제품으로 다시 태어난다.

지난 2일 포스코 광양제철소에서 만난 고명국 전기로사업추진반 기술개발섹션 리더는 "전기로는 포스코의 탄소중립 실현을 위해 건설됐다. 철광석과 원료탄을 사용하는 기존 고로(용광로)와 달리 전기에너지로 철스크랩을 녹여 쇳물을 생산하기 때문에 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다"고 설명했다.

유럽연합(EU)의 탄소 규제가 강화되면서 철강 제품의 탄소 배출량도 품질과 가격 못지않게 중요한 경쟁 요소로 떠오르고 있다. 이에 포스코는 지난 6월 광양제철소에 연산 250만톤 규모의 전기로를 준공했다. 단일 설비 기준 국내 최대 규모로 기존 고로 공정 대비 조강 1톤당 온실가스 배출량(스코프 1·2)을 최대 약 75% 줄일 수 있다.

지난 10월 조업을 시작한 전기로의 가동률은 10% 수준으로 아직 초기 단계다. 이날도 전기로는 가동을 멈춘 상태였지만, 다른 공정에서는 이틀 뒤 예정된 조업을 위한 준비가 한창이었다. 성분과 가격에 따라 분류된 고철을 마그네틱 크레인이 집어 올려 초록색 컨베이어에 싣는 작업이 계속됐다.

고철을 실은 컨베이어는 약 100m를 이동해 전기로 내부로 철스크랩을 연속으로 투입한다. 일반적인 전기로가 뚜껑을 열고 고철을 한꺼번에 투입하는 것과 달리 포스코는 뚜껑을 반복적으로 열지 않는 '연속 장입 방식'을 적용했다. 이를 통해 열 손실을 줄이고 원료 투입 과정에서 발생하는 비산먼지와 소음을 낮출 수 있다. 전기로 조업 중에 발생하는 배가스를 스크랩 예열에 재사용해 에너지 효율도 높인다.

광양제철소 전기로의 또 다른 특징은 '합탕 공정'이다. 전기로에서 만든 쇳물에 기존 고로에서 생산한 쇳물을 섞어 정련하는 방식이다. 탄소 배출량은 줄이면서 고로 쇳물의 안정적인 품질을 살려 자동차강판과 전기강판 등 고급 철강 제품을 생산할 수 있다. 신종훈 전기로 공장장은 "고로에서 받은 용선을 전기로에 투입해 혼합한 뒤 제품을 만든다. 용선과 전기로 용강을 각각 140톤, 50대 50 비율로 섞는다"고 말했다.

공장 내부에 마련된 전기로 조작실에 들어서자 벽면을 가득 채운 수십 개의 모니터가 눈에 들어왔다. 통상 전기로 조작실은 작업자가 창문 너머로 공정을 직접 확인하는 구조지만, 포스코는 안전을 위해 조작실을 전기로에서 떨어진 곳에 배치하고 창문 대신 카메라를 설치했다. 작업자들은 모니터로 공정 전반을 살피며 전기로가 가동되지 않는 날에도 24시간 모니터링을 진행한다.

전기로는 기존 고로를 한 번에 대체하는 설비가 아니다. 포스코는 고로와 전기로를 병행 운영하며 제품 특성과 고객 요구에 맞춰 생산 공정을 유연하게 조합할 계획이다.

수소환원제철 체제로 전환하기 전까지 탄소 배출량을 줄이는 중간 단계 설비로도 활용된다. 포스코는 자체 개발 중인 수소환원제철 기술 '하이렉스(HyREX)'의 상용화를 추진하고 있다. 이와 연계한 전기로 기술도 고도화하며 저탄소 생산체제로의 전환을 단계적으로 추진할 방침이다.

현재 광양제철소의 전기로는 최소 수준의 생산을 유지하고 있어 투자 대비 수익성이 높지 않은 상황이다. 높은 전기요금에 글로벌 경기 침체로 저탄소 철강 수요가 늘지 않는 점도 부담이다. 포스코는 저탄소 철강 시장의 성장 가능성에 여전히 기대를 걸고 있다. 신 공장장은 "저탄소 강재를 사용하는 고객사의 도입 시기가 늦어지고 있지만, 2030년부터는 저탄소 철강 제품 공급이 본격적으로 확대될 것으로 예상한다"고 했다.