포스코·현대제철, 탄소 중립 기조 속 ‘에너지용 고기능성 후판’으로 철강 위기 넘는다

포스코, 철에 고농도 망간 첨가…계열사들과 LNG 밸류 체인 완성
현대제철, 수소 생산·환원제철 관련 R&D·지식재산권 확보에 박차

전세계 각국 정부가 2050년까지 탄소 중립을 이뤄낸다는 정책 기조를 유지하고 있는 가운데 포스코와 현대제철이 철강 산업의 생존 전략을 고기능성 후판에서 찾고 있다. 양사는 액화 천연 가스(LNG)와 수소 등 친환경 에너지 저장·수송을 위한 철강 수요에 발맞춰 극저온·고압 환경에서도 견딜 수 있는 신소재 개발을 통해 글로벌 경쟁력을 확보하고 있다.

4일 업계에 따르면 2050년 탄소 중립을 목표로 한 각국의 환경 규제가 강화되며 LNG는 이산화탄소 배출이 상대적으로 적은 친환경 에너지원으로 집중 조명을 받고 있다. 특히 한국과 유럽연합(EU)은 탄소 중립 달성을 목표로 환경적으로 지속 가능한 경제 활동의 기준 정립을 위해 제정한 녹색 분류 체계인 '그린 택소노미(Green Taxonomy)'에 LNG를 포함해 탄소 전환기의 안정적인 에너지원으로 활용하고 있다.

특히 최근 도널드 트럼프 미국 대통령이 LNG 수출 제한 조치를 완화하고, 관세와 연계해 통상 협상 카드로 활발히 활용함에 따라 생산·저장·운송·활용 등 밸류 체인 전반에 걸친 시장의 확대가 기대된다.

포스코가 다년 간 독자 연구 끝에 개발에 성공한 '고망간강'은 철에 22.5~25.5% 수준의 망간을 첨가해 영하 196℃의 극저온에서도 우수한 기계적 특성을 나타낸다. 뿐만 아니라 고강도·내마모성·비자성(非磁性) 등 다양한 성능을 특화 시킨 철강 소재다.

고망간강은 LNG 운송·저장용 소재로서 모든 조건을 만족하고, 기존 적용하던 니켈이나 알루미늄보다 비교 우위점이 상당하다는 평가를 받는다. 우선 소재 성질과 가공성에서는 강도가 높으면서 연신율이 우수하다. 또한 고망간강에 첨가하는 망간은 전세계적으로 매장량이 풍부하고 가격도 기존 소재로 쓰이던 9% 니켈강 대비 약 30% 저렴하다.

석유와 LNG를 포함하는 천연가스를 통칭하는 유가스 밸류 체인은 통상 탐사와 생산 분야인 '업스트림'과 운송과 저장을 담당하는 '미드스트림', 발전소와 충전소 등 소비 역할인 '다운스트림' 3종으로 분류된다. 포스코의 고망간강은 탐사·생산을 제외한 미드스트림과 다운스트림 전 과정에서 업계의 주목을 받고 있다.

LNG는 천연 가스에서 암모니아·황화 수소·이산화탄소 등 불순물을 제거하고 대량 수송을 위해 -163°C에서 600분의 1 수준으로 압축·액화해 선박으로 운반할 수 있게 만든 것이다. 이에 LNG를 대량 운반·저장하기 위한 인프라는 극저온성과 함께 고강도와 내마모성 등 특별한 물성을 요구한다.

고망간강이 활용된 대표적인 미드스트림의 사례로는 포스코이앤씨가 건설 중인 포스코인터내셔널의 광양 LNG 터미널 5·6호기의 내조 탱크를 들 수 있고, 현재 공사중인 7·8호기에도 적용하고 있다. 이 외에도 LNG 운송 차량의 저장 탱크나 파이프 라인에도 사용될 수 있다.

다운스트림계에서는 포스코가 2017년 세계 최초로 LNG 추진선 그린 아이리스호 연료탱크에 고망간강을 적용하는 데 성공한 바 있다. 2022년에는 양산화·가공성 검증 후 LNG 연료 탱크를 한화오션의 초대형 원유 운반선에 탑재했고, 2024년에는 컨테이너선에도 LNG 연료 탱크에 고망간강을 적용했다.

수소는 연소 과정에서 온실 가스가 발생하지 않아 친환경적이라는 평가를 받는다. 이 같은 특성에 탄소 다배출 산업군인 철강업계에서도 환원제를 수소로 대체하기 위한 기술 투자가 이뤄지고 있다. 글로벌 컨설팅 기업 맥킨지는 2050년 국내 수소 사용량이 약 1690만톤으로 2015년 대비 7배 가량 늘어 연간 필요 에너지의 21%를 담당할 것으로 예상했다.

현대제철은 시장 동향에 부합하는 미래 성장 동력을 확보하기 위해 수소 생산·수소환원제철 등에 대한 연구·개발(R&D)과 지식 재산권 확보에도 적극 나서는 모습을 보이고 있다.

2015년 7월에는 '현대기술투자 수소 펀드'에 5억8400만원을 투자해 현재까지 지분을 보유하고 있고, 2023년에는 고압 수소 수송용 강관 소재(후판) 개발에 성공했다. 이어 2024년에는 수소취성 저항성이 우수한 고인성 1.8G급 GA 핫스탬핑강도 개발해냈다.

지난달에는 자사의 고기능 후판이 적용된 수소 수송용 강관이 국제 인증기관 RINA-CSM의 고압 수소 환경 시험을 통과해 국제적으로 통용되는 수소 배관 설계·시공 규격인 ASME B31.12 성능 요건에 충족된다는 것을 입증했다. 이는 현대제철의 후판을 사용해 자회사인 현대스틸파이프가 수소 수송용 대구경 강관을 제작하고, 현대종합금속이 용접 재료를 담당하는 기술 협업으로 진행됐다.

고압의 수소를 생산지에서 수요지까지 이송하는 대구경 강관은 높은 압력과 충격을 견딜 수 있는 고내압·고인성 후판 강재의 사용이 필수적이다.

현대제철 관계자는 “향후에도 고기능 후판을 수소 배관망과 저장 설비 등 다양한 인프라에 폭넓게 적용해 나갈 것"이라고 말했다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr