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제철소에서 CO2가 사라진다친환경 제철 기술 동향 황현남 |
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지구 온난화를 일으키는 이산화탄소의 21%는 공장 굴뚝에서 나오고, 특히 제철소 굴뚝이 내뿜는 이산화탄소는 전체 산업의 15%를 차지한다.
인류는 수천 년 동안 철을 다뤄왔지만 이산화탄소를 배출하지 않고 철광석으로부터 철을 만드는 방법은 아직 없다. 자연 상태의 철은 산화철(FeO) 형태로 존재하므로, 탄소(C)를 가해 산소(O)를 분리해 내는데, 이때 탄소와 산소가 결합하여 이산화탄소(CO2)가 발생하기 때문이다.
철강업계는 에너지 효율의 향상을 통해 이산화탄소 배출량을 줄여 왔으나 점점 한계에 이르고 있어, 이제는 근본적인 해결책인 CCS(carbon capture and storage) 기술에 주목하고 있다. CCS 기술은 용광로의 연소 배기가스로부터 이산화탄소를 분리하여 회수한 후, 이를 다른 공정에 사용하거나 땅 밑에 저장하는 기술이다.
특허청(청장 고정식)에 따르면, 제철소에서 이용하는 CCS 기술은 최근 15년간 98건이 특허출원되었으며, 이를 5년 단위로 나누어 보면, 1994~1998년까지 13건, 1999~2003년까지 29건, 2004~2008년까지 56건이 출원되어 연평균 15%씩 출원건수가 증가하였다.
특히 CCS 기술은, 연소 배기가스 중 질소산화물이 절반 이상이어서 이산화탄소를 따로 분리하기 어려운 종래의 용광로 공법보다는, 질소산화물이 용광로의 8% 정도에 불과한 파이넥스(FINEX) 공법에 훨씬 적합한 기술로 평가되고 있다.
파이넥스 공법은 가루 형태의 철광석과 석탄을 이용하여 철 성분을 분리해내는 것을 특징으로 하는 기술로, 우리나라에서 최초로 상용화, 2007년부터 포스코에서 연산 150만 톤 규모의 설비가 가동되고 있다. 파이넥스 공법 관련 기술은 최근 15년간 153건이 특허출원되었다.
특허청 관계자는, “CCS 기술과 파이넥스 기술의 융합은 철강산업도 환경친화 산업이 될 수 있다는 인식 전환의 계기를 만들었으며, 앞으로도 이에 관한 지속적인 연구개발 및 특허출원이 예상된다.”라고 말하며, “내년부터 현대제철의 용광로가 가동되면 이산화탄소 배출량이 많이 증가할 것으로 예상되는바, 이산화탄소 발생을 근본적으로 차단할 수 있는 ‘수소환원제철 기술’과 같은 핵심 원천기술의 개발이 필요하다.”라고 덧붙였다.
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