[스틸 코리아 2025] 황성두 현대제철 저탄소원료연구팀장 “탄소 중립 시대, 고철 스크랩이 보물”

“구리 0.5% 넘는 저급 스크랩…AI·LIBS 첨단 기술로 ‘업그레이드’ 시급”

“과거 철강 생산 공정에서 발생하는 폐기물이자 '고물(古物)'로 취급받던 철 스크랩(고철)이 '탄소중립'이라는 피할 수 없는 메가 트렌드 속에서 철강 산업의 미래를 좌우할 핵심 '보물(寶物)'이 됐습니다."

황성두 현대제철 저탄소원료연구팀장은 5일 서울 강남구 대치동 포스코 타워에서 열린 '2025 금속 재료 GVC 컨퍼런스'에서 '철스크랩 고급화 기술, 국내외 현황 및 향후 과제'라는 주제 발표를 통해 이같이 밝혔다.

황 팀장은 “유럽 연합(EU)·한국·미국·일본 등 전 세계 140개국 이상이 '2050 탄소중립'을 선언한 지금, 이는 단순한 구호가 아닌 정책·사회·투자·소비 전반을 바꾸는 '불가역적인 사회적 요구'"라며 철강 산업의 근본적인 체질 개선을 촉구했다.

황 팀장은 탄소 중립이 철강 산업에 미치는 영향은 '고로에서 전기로로의 전환'으로 요약된다고 설명했다. 그는 “SSAB의 '화석-프리' 강재, 잘츠기터의 '잘코스(SALCOS)' 등 글로벌 철강사들은 이미 탈탄소 브랜드 선점 활동에 나섰다"고 전했다.

그는 철강 탄소 중립 체제 전환 방향에 대해 “기존 고로 공법은 1톤의 쇳물을 만드는데 2.2톤의 이산화탄소를 배출하지만, 수소 환원 제철(DRI)과 전기로(EAF)를 결합한 공정은 이 배출량을 0.52톤까지 획기적으로 낮출 수 있다"고 말했다.

특히 황 팀장은 “대규모 수소 공급이나 그린 에너지가 상용화되기 전까지, 철스크랩 사용은 대규모 투자 없이 단기적으로 탄소 배출을 줄일 수 있는 가장 현실적인 방안"이라고 강조했다.

스크랩을 전기로에 투입할 경우 탄소발자국(CFP)을 1.80 이하로 낮출 수 있다는 것이다.

하지만 '보물'이 된 스크랩은 구리(Cu)·주석(Sn)·니켈(Ni) 등 각종 불순물이라는 기술적 과제를 안고 있다. 바로 다.

황 팀장은 '스크랩 등급별 화학 조성 분석' 자료를 통해 국내에서 유통되는 중량 스크랩(HMS1-2)의 구리 함량은 0.51%, 경량 스크랩(E1)은 0.65%에 달해, 0.042% 수준인 용선(고로 쇳물) 대비 10배 이상 높았다고 주장했다.

그는 “특히 폐자동차를 파쇄한 슈레더 스크랩(E40)의 경우 구리 성분 대부분이 하네스(전선)와 모터 부품에서 나오는데, 이 부위의 평균 구리 함량은 19%에 달한다"고 지적했다. 이어 “현재의 선별 기술로는 스크랩의 구리 함량을 0.202% 이하로 낮추는 데 한계가 명확하다"며 “고품질강 생산을 위해서는 구리 제거가 필수적"이라고 역설했다.

이 '불순물과의 전쟁'에서 유럽은 이미 한발 앞서가고 있다. 황 팀장은 EU의 '호라이즌 유럽' R&D 프로그램을 통해 추진 중인 '카이사르(CAESAR, 950만 유로)', '퓨어 스크랩(PURESCRAP, 970만 유로)' 등 대형 프로젝트를 소개했다. 이 프로젝트들은 저품위 '소비자 후 스크랩(PCS)'의 품질을 높이는 것이 목표다.

황 팀장은 “이들은 △레이저 유도 플라즈마 분광법(LIBS) △비전(카메라+LIDAR) △XRF-ICT(X선 형광 분석) 등 첨단 센서를 총동원해 스크랩을 실시간 분석하고, AI가 이를 자동 선별·제거하는 공정을 개발 중"이라고 언급했다.

반면 국내 상황은 녹록지 않다.

그는 “국내에는 아직 A급 스크랩 선별 설비를 제작하거나 사용해 본 실적이 전무하다"며 “스크랩 업체는 투자비 부담이 크고, 철강사는 기술 제어에 어려움을 겪는 '이중고' 상태"라고 진단했다.

황 팀장은 “과거 철강 패권이 생산(영국)·시장(미국)·기술(일본)·규모(중국) 순으로 이동했다면, 탄소 중립 시대의 미래 패권은 '그린 스틸' 기술에 달려있다"고 단언했다. 그는 “이 기술 장벽은 개별 기업이 홀로 넘기 어렵다"며 “대한민국 철강 산업의 경쟁력 확보를 위해 '산·학·연·관(산업계-학계-연구계-정부)'의 유기적인 협력이 절실하다"고 제언했다.

구체적으로 산업계는 수소환원제철 등 그린 스틸 기술 개발을 주도하고 정부는 정책적 지원과 국제 통상 환경을 뒷받침하며 학계와 연구계는 공동 연구·개발(R&D)·핵심 인력을 양성하는 협력 모델을 구축해야 한다는 것이다.

황 팀장은 “글로벌 철스크랩 시장은 2023년 4070억 달러에서 2032년 5687억 달러 규모로 연평균 3.84% 성장이 예상된다"며 “이 '보물'을 더 많이 확보하고 효율적으로 사용하는 것이 스크랩 기술의 핵심"이라고 발표를 마쳤다.

박규빈 기자 kevinpark@ekn.kr