[딜사이트 조은비 기자] "고로는 쇳물을 연속으로 계속 만들어야 하지만 전기로는 필요에 따라 멈췄다 세웠다 할 수 있고, 탄소 범위도 조절할 수 있습니다."(포스코 관계자)

지난 2일 광양제철소를 찾았다. 포스코가 6월 준공한 연산 250만t(톤) 규모 전기로가 들어선 곳이다. 단일 설비 기준 국내 최대다. 2024년 2월 착공해 약 6000억원을 투입했고, 건설에는 연인원 약 27만명이 참여했다.

먼저 찾은 곳은 전기로 메인 운전실이다. 현장 관계자는 고철이 전기로에 들어가기까지의 과정부터 설명했다. 고철은 제철소 안 1·2·3 스크랩 야드에서 1차 선별을 거친 뒤 전기로 보관동으로 옮겨진다. 이곳 6개 베이, 12개 구역에 등급별로 나눠 쌓아두기 때문에 등급마다 성분을 미리 파악할 수 있다. 이를 바탕으로 어떤 고철을 몇 %씩 섞을지 정하고, 구리 함량이 높은 철근 같은 고철은 사용 비중을 줄여 제품 성분을 맞춘다.

배합이 정해진 고철은 전기로 옆면으로 연속해서 투입된다. 전기로 뚜껑을 반복해서 여닫지 않는 '연속 장입' 방식이다. 열손실과 비산먼지, 소음을 줄일 수 있고, 배가스의 폐열로 고철을 미리 데워 에너지 효율도 높인다.

전기로 안에서는 전기 아크로 고철을 녹인다. 현장 관계자는 "아크를 하고 고열이 되는 작업 중에는 안전 때문에 주변에 작업자가 웬만하면 없다"며 "작업장이 있는 곳에는 온열 질환에 대비해 냉풍기를 다 배치했다"고 설명했다.

녹은 용강은 280t짜리 용기(레들)에 담겨 나온다. 레들은 크레인에 들려 합탕장으로 옮겨진다. 레들을 따라 합탕장에 들어서자 머리 위로 크레인이 움직일 때마다 경고 사이렌이 울렸다. 바닥에 뚫린 구멍 아래에는 고로 쇳물을 실은 운반차가 자리한다. 구멍 위에 레들을 앉히고 열면 두 쇳물이 섞인다. 전기로 용강의 저탄소 특성과 고로 쇳물의 안정적인 품질을 결합하는 '합탕' 공정이다. 포스코 관계자는 "고철을 녹인 것만으로는 고품질을 내기 어려워 고로에서 나오는 쇳물과 고철을 녹인 것을 합탕해서 쓴다"고 설명했다.

모든 용강이 합탕장을 거치는 것은 아니다. 레들 운반차가 전기로 용강 100%를 레들째 싣고 약 4분 거리의 제강공장으로 바로 옮기는 '직송' 공정도 있다. 두 갈래로 나뉜 쇳물은 제강공장에서 2차 정련을 거친 뒤 연속주조기에서 제품으로 만들어진다.

합탕과 직송을 나눠 둔 것은 제품 특성과 고객 요구에 맞춰 공정을 조합하기 위해서다. 포스코는 고로를 한 번에 전기로로 바꾸지 않고 두 설비를 함께 운영하면서, 저탄소 제품 공급을 늘리되 고급강 경쟁력은 유지한다는 전략이다.

고로와 전기로의 차이는 원료에서 시작된다. 현장 관계자는 "원료부터 다르다. 고로는 철광석과 석탄을 쓰고 저희는 스크랩만 쓴다"고 말했다. 차이는 숫자로도 드러난다. 고로 쇳물의 탄소 함량은 4% 수준이지만 전기로 직송 용강은 0.04%까지 낮다. 출강 온도는 전기로 쪽이 약 1630도로 고로(약 1530도)보다 높다. 포스코에 따르면 전기로 생산은 2017~2019년 평균 고로 생산 대비 조강 1t당 탄소 배출량을 최대 약 75% 줄일 수 있다. 다만 실제 감축률은 고철 사용 비율과 품질, 전력을 어떤 발전원으로 만드는지에 따라 달라진다.

포스코가 전기로에 거는 기대는 자동차강판에 있다. 포스코 관계자는 전 세계에서 연간 생산되는 자동차 약 8000만대에 대당 평균 1t의 철강이 들어간다며 "세계 어느 나라를 가도 자동차 10대 중 1대는 포스코에서 나온 철로 만들었다고 생각한다"고 말했다. 전기로 강재로도 자동차강판을 만들 수 있느냐는 질문에는 "충분히 생산할 수 있는 품질이 나오고 있다"고 답했다. 포스코는 전기로 기반 고급강을 '8대 전략제품'으로 선정하고, 2030년까지 자동차강판과 전기강판 양산을 추진한다.

현재는 조업 안정화 단계다. 가동률은 10% 안팎이다. 고철을 녹여 한 번 출강하는 데 설계상 51.4분이 걸리는데, 현장 관계자는 "지금은 램프업 단계라 60분 정도"라고 설명했다.

변수는 저탄소 수요다. 철강 경쟁력의 기준이 품질과 가격을 넘어 탄소 배출량까지 아우르는 '탄소 경쟁력'으로 바뀌고 있다. 유럽연합(EU)은 올해부터 탄소국경조정제도(CBAM)를 본격 시행했고, 수요 산업의 탄소 감축 요구도 커지고 있다. 다만 전기로 강재는 고로 제품보다 원가가 높아 그만큼 웃돈을 내는 고객이 뒷받침돼야 한다. 탄소 비용이 오르면 셈법도 달라진다.

포스코 관계자는 "CO2 거래 가격이 비싸지면 (전기로를) 돌리는 게 유리할 수도 있다"고 말했다. 포스코는 애플의 요청에 맞춰 탄소를 줄인 철강을 공급한 경험이 있지만, 시장 전반의 저탄소 강재 수요는 아직 본격화되지 않았다. 중국산 철강 공급 과잉으로 업황도 녹록지 않다. 포스코 관계자는 내년 철강 업황을 어려운 한 해로 전망하며 수익성 위주로 생산을 조정할 수밖에 없다고 설명했다.

에너지 공급망도 제철소와 맞물려 돌아간다. 광양제철소 인근 포스코인터내셔널 광양 LNG터미널은 해외에서 들여온 LNG를 기체로 바꾼 뒤 광양제철소에 배관으로 직접 공급한다.

포스코는 전기로를 수소환원제철로 가는 '브릿지' 기술로 보고 있다. 올해 4월 연산 30만t 규모 하이렉스(HyREX) 실증플랜트 건설에 착수했고, 2030년까지 상용 기술을 확보한다는 목표다. 포스코그룹은 지난 10월 '한국형 녹색대전환(K-GX) 전략' 행사에서 철강 탈탄소는 청정에너지와 기술, 시장, 정책이 함께 맞물려야 한다고 강조했다. 장기적으로는 포항 중심의 동남권과 전남광주통합특별시 중심의 서남권을 잇는 철강 탈탄소 클러스터를 구축할 계획이다.

광양 전기로는 그 전환의 첫 단계다. 현장 관계자는 포항에서 하이렉스 기술 개발을 마친 뒤 광양으로 적용을 넓히게 될 것이라고 설명했다.