세계 철강산업을 휩쓸고 있는 글로벌 탈탄소화 물결은 국제 철광석 시장을 근본적으로 바꿀 것으로 보인다. 원자재 가용성과 비용 고려 사항은 전 세계 철강업계가 기존 공정을 탄소 저배출 생산 공정으로 전환하려는 노력을 형성하는 데 가장 중요한 결정 요인이 될 것이다.
글로벌 광산 대기업 발레(Vale)사는 탈탄소화를 추진하는 데 필요한 프리미엄 등급 철광석 제품의 공급 부족이 2030년 약 7,000만 톤에 달할 것으로 예상된다고 밝혔다.
발레는 현재 약 19억 톤 수준인 전 세계 철강 생산량이 2030년까지 약 20억9,000만 톤에 도달할 것으로 예상하고 있다. 중국의 철강 생산량은 약 9억7,000만 톤에 이를 것으로 예상되며, 인도와 중동 및 아프리카, 동남아시아 국가를 포함한 중국 외 신흥국들은 약 4억1,000만 톤의 철강 생산량을 기록할 것으로 예상된다. 그리고 유럽, 미국, 일본, 한국 등 주요 선진국들과 기타 국가의 철강 생산량은 약 7억1,000만 톤에 이를 것이다.
발레사의 철광석 생산량은 2023년에 3억2,000만 톤을 넘었고, 2024년에는 3억1,000만~3억2,000만 톤이 목표이다.
70개국 이상이 순제로 목표에 전념하고 있다는 점은 언급할 가치가 있습니다. 철강 산업은 세계 배출량의 약 8%를 차지하며 산업의 탈탄소화를 위해 약 1조 달러의 투자가 필요하다.
철강 탈탄소화, 운영 효율성 향상 → 저탄소 연료·CCS 활용 → 수소환원제철 단계로 이행
발레사는 철강산업의 탈탄소화가 아래와 같은 특정 단계와 과정을 거칠 것으로 예상하고 있다.
현재 기준으로 첫째 단계에서는 철강산업의 운영 효율성을 높이면 최대 15%의 탄소 배출량 감소가 가능하다. 효율성 향상에는 기본적으로 고품질 철광석을 사용한 부담 혼합 최적화, 에너지 최적화 및 스크랩 사용 증가가 포함된다.
두 번째 단계에서 저탄소 연료 및 고로의 향상된 O2와 탄소 포집 및 저장(CCS)과 같은 녹색 수소(H2)를 제외한 새로운 기술은 탄소 배출량을 15~60%까지 줄일 수 있는 잠재력이 있다.
마지막 단계는 수소환원제철이다. 철광석을 직접 환원하는 데 100% 친환경 수소를 사용하면 거의 제로에 가까운 배출이나 심층적인 탈탄소화를 달성할 수 있는 잠재력이 있다.
62% 이하 철광석 수요는 5억7천 만 톤으로 감소, DR등급은 1억1천만 톤으로 증가 예상
이와 같은 철강산업의 탈탄소화 과정에서 발레사는 글로벌 철광석 시장이 프리미엄 제품에 대한 수요가 높아지면서 세 가지 주요 범주로 세분화될 것으로 예측하고 있다.
우선 석탄 기반 고로에 활용되는 62% 이하 저품위 철광석의 국제 수요는 2022년 약 9억 톤에서 2030년에는 약 5억7,000만 톤으로 감소할 것이다.
그러나 저탄소 직접환원철(DRI) 생산을 위한 DR등급 철광석에 대한 수요는 2022년 약 4,000만 톤에서 2030년 1억1,000만 톤까지 증가할 것이다.
또한 고로에 활용되는 프리미엄 분광, 고로용 응집체 및 덩어리 광석에 대한 수요는 2022년 6억 톤에서 2030년 약 8억6,000만 톤까지 증가할 것으로 예상된다.
중요한 점은 철강산업의 탈탄소화로 인해 고품질 원료 수요가 증가하면서 2030년 DR등급 고품위 철광석의 공급 부족이 약 7,000만 톤에 달할 것이라는 점이다.
DRI 생산 위한 야금용 연탄 개발, 중동 ‘메가 허브’에서 HBI 생산용으로 활용 예정
한편 발레사는 직접환원철(DRI) 공정 생산을 위해 새로운 유형의 철광석 제련용 연탄(briquette)을 성공적으로 테스트했으며, 이는 철강 생산의 탈탄소화에 기여할 것이다. 회사에 따르면, 이 새로운 유형의 연탄은 제조 시 펠릿에 비해 약 80% 적은 이산화탄소를 배출하여 회사의 직접 및 간접 탄소 배출을 줄이는 동시에 고로의 장입물로도 사용할 수 있다.
지금까지 발레사는 미주 지역의 고객을 대상으로 광산 대기업이 수행한 여러 가지 테스트를 성공적으로 수행했으며, 새로운 연탄은 펠릿에 비해 금속화 속도가 더 빠르고 직접환원 공정 의 에너지 효율을 향상시킨다.
그리고 새로운 연탄을 활용할 경우 품위 67% 이상의 고품위 철광석이 필요한데, 이를 위해 발레사는 고품위 철광석 생산을 늘리고 광석을 농축하는 용량을 확장하기 위해 노력하고 있다.
발레사는 그동안 중동(사우디아라비아, UAE, 오만)에 ‘메가 허브’를 만들기 위해 30개 이상의 고객과 양해각서(MoU)를 체결하여 현지 및 국제 시장 모두에 공급하는 열연탄철(HBI)을 생산하고 이산화탄소 배출량을 크게 줄이기로 했다. 발레사는 중동의 ‘메가 허브’에서 철광석 농축 및 연탄 공장을 건설하고 운영하여 HBI 공장에 공급할 예정이다.