포스코, BHP와 수소환원제철 맞손···원료 검증 나선다

하이렉스 실증에 호주산 철광석 활용···2030년 상용기술 확보 목표

3일 포스코가 포항 청송대에서 호주 광산기업 BHP사와 수소환원제철 협력 계약을 체결했다. 사진=포스코 제공

포스코가 호주 광산기업 BHP의 철광석을 활용해 수소환원제철 공법인 하이렉스(HyREX)의 상용 기술 검증에 나선다. 엔지니어링 업체와 공정 설계를 진행한 데 이어 실제 철광석을 공급하는 원료사까지 연구개발(R&D)에 참여시키며 수소환원제철 상용화에 필요한 글로벌 협력망을 넓히는 모습이다.

3일 포스코는 포항 청송대에서 BHP와 '수소환원제철 협력 계약'을 체결했다고 밝혔다. 양사는 BHP가 공급하는 철광석을 HyREX에 적용해 원료의 특성과 품질에 따른 공정 성능을 검증하고 상용화에 적합한 원료 조건을 찾기로 했다.

이번 협력의 핵심은 실제 공급되는 철광석을 투입해 HyREX의 원료 대응력을 확인하는 데 있다. 철광석은 산지와 품질에 따라 성분과 입도 등이 달라 상용 설비로 확대하려면 다양한 원료 조건에서도 공정이 안정적으로 작동하는지를 검증해야 한다.

포스코는 BHP 철광석을 활용해 공정 성능 변화를 분석하고 최적의 조업 조건을 확보할 계획이다. BHP 역시 자사 철광석이 차세대 저탄소 제철 공정에 얼마나 적합한지 확인할 수 있게 될 전망이다.

HyREX는 포스코가 상용화한 파이넥스(FINEX)의 유동환원로 기술을 기반으로 석탄 대신 수소로 철광석을 환원하는 공법이다. 특히 철광석을 펠릿 형태로 가공해 사용하는 일반적인 샤프트형 직접환원철(DRI) 공정과 달리 가루 형태의 철광석을 직접 활용할 수 있는 것이 특징이다. 원료를 별도로 펠릿화하는 공정을 줄일 수 있는 만큼 어떤 철광석까지 안정적으로 사용할 수 있느냐가 향후 경제성과 원료 조달 경쟁력을 좌우할 변수로 꼽힌다.

포스코는 현재 포항제철소에 연산 30만톤(t) 규모의 HyREX 실증설비 구축을 추진하고 있다. 실증을 통해 공정 기술과 경제성을 검증한 뒤 2030년까지 상용화 기술 개발을 완료한다는 목표다.

이후 기존 고로 중심의 생산체제를 단계적으로 저탄소 생산체제로 전환해나갈 방침이다. 지난 6월에는 광양제철소에 대형 전기로를 준공하는 등 HyREX 상용화 이전 단계에서 탄소배출을 줄이기 위한 설비 전환도 병행하고 있다.

BHP와의 협력은 지난해 10월 체결한 양해각서(MOU)를 구체적인 공동 연구 단계로 발전시킨 것이다. 당시 앤서니 앨버니지 호주 총리의 포항제철소 방문을 계기로 양사는 BHP 철광석을 HyREX 실증설비에 적용하고 기술 노하우를 공유하기로 했다.

포스코는 HyREX 개발 과정에서 외부 기업과의 협력 범위도 넓히고 있다. 2022년 글로벌 엔지니어링 기업 프라이메탈스와 HyREX 엔지니어링 기술 협력 MOU를 맺은 데 이어 2024년에는 실증플랜트 설계와 구축을 위한 협력 계약을 체결했다.

이번에는 원료사인 BHP까지 참여하면서 설비·공정 기술에서 원료 조달까지 협력 영역이 확대됐다. 양사는 향후 원료 기술을 공동으로 축적하고 공급망 전반에서 발생하는 Scope 3 탄소배출을 줄일 수 있는 방안도 모색할 계획이다.

엄경근 포스코 기술연구원장은 "이번 파트너십은 철강사와 글로벌 원료사가 저탄소 제철의 미래를 함께 준비한다는 데 의미가 있다"며 "BHP를 시작으로 글로벌 원료사와의 협력을 넓혀 저탄소 제철 기술 개발에 박차를 가하겠다"고 말했다.