'수소환원제철'이란? 포스코의 하이렉스(HyREX)와 파이넥스(FINEX)의 차이는?

 

 

 

 

 현재 전 세계 이산화탄소 중 철 생산으로 발생하는 양이 7%~9%이며, 철강산업이 전체 산업 중 이산화탄소 배출은 20%~25%의 비중을 차지한다.

 

✔️2018 기준 산업 부문 전체 온실가스 배출 39%가 철강산업

✔️2020 세계 철강협회 기준 철강 1통 당 탄소 배출량 평균 1.89톤

 

 이에 철강회사 탄소중립 목표 선언한다. *모두 동일하게 2050년 넷 제로를 선언 *넷 제로 *온실가스 순배출 제로 / 탄소중립 이산화탄소 순배출 제로

✔️아르셀로미탈 2030년까지 유럽 35% 감축
✔️바오우스틸 2035년까지 30% 감축
✔️일본제철 2030년까지 30% 이상 감축
✔️포스코 2030년 37% 감축

 

 철 제련 과정에서 다량의 이산화탄소가 생성되기 때문

 자연에서 산화철로 존재하는데, 철광석과 탄소를 넣고 가열하면 철과 이산화탄소로 분리되고 이때 이산화탄소가 발생한다.

 

✅전통적인 철 생산 공법
 철광석의 산화철이 일산화탄소와 반응해서 이산화탄소를 생성함
*2Fe2O3 + 3CO >> 2Fe + 3CO2

 

✅수소환원제철 공법
 일산화탄소 대신 고농도 수소를 넣으면 물이 생성됨
*2Fe2O3 + 3H2 >> 2Fe + 3H2O

 이것이 포스코에서 밀고 있는 수소환원제철이고 기술명을 하이렉스(HyREX)라고 칭한다.

 

 하이렉스(HyREX) 이전엔 파이넥스(FINEX)가 있었다.

 전통적인 철 생산 방식은 철광석과 유연탄을 각각 소결공장과 코크스공장을 거치면서 환원된 철과 코크스(고탄소화된 연료)를 얻는다. 그리고 이를 고로에 넣고 가열하면 코크스가 타면서 발생하는 열에 환원된 철광석이 녹아 쇳물이 만들어진다. 이를 가공하여 철을 생산하는 것.

 이와 달리 파이넥스 공법은 ▲철광석 가루를 4개의 유동로를 거치면서 환원(산소 제거)을 시킨다. *석탄을 태워서 나오는 일산화탄소 바람으로 가루 철광석을 날리면서 산소를 제거하는 것이 원리

▲이렇게 만들어진 환원된 철은 HCI라는 롤러 장비로 작은 철광석 구슬로 가공된다.

▲일반탄(유연탄보다 쌈)은 상온에서 지금 40mm 조개탄 형태로 만드는데, 고온이 아닌 상온에서 조개탄 덩어리를 만드는 것이 핵심이며 만들어진 조개탄은 2,000도 이상을 견딘다고 한다. *대외비인 특수한 물질이 사용돼서 가능하다고 함

▲그리고 철광석 구슬과 조개탄으로 성형한 일반탄을 용융로에 넣고 산소를 넣으며 끓이면 쇳물이 만들어진다,

 철광석과 유연탄을 덩어리로 만드는 과정 없이 사용하기 때문에 원가가 크게 절감되며, 공해물질이 줄어든다는 장점을 갖고 있다.

 

(c) 포스코

 

 

 여기서 궁극적으로 100% 수소를 이용해 철강을 만들겠다는 것이 하이렉스(HyREX)

 

 다만, 아직 개발 중인 기술이며, 하이렉스 기술 자체는 대한민국 포스코가 철강 기업 중 유일하게 독자적으로 개발하고 있다.  2027년까지 시험설비를 가동하고, 2030년에 상용기술을 완성하겠다는 것이 포스코의 목표다.