EU 지원 연구 프로젝트 H2STEEL, 폐수 슬러지를 활용해 바이오석탄·그린수소를 생산하고, 철강 산업의 탄소배출을 감축하는 순환경제 기반 기술을 개발
- 폐수 처리 후 남는 슬러지는 일반적으로 건조 후 소각·매립되어 비용·환경부담이 크지만, EU 각국의 연구자·철강 전문가들이 참여하는 H2STEEL 프로젝트는 이를 탄소·수소 공급원으로 재활용 가능하다고 제시
- 철강은 항공기·자동차·건물·풍력 등에 사용되는 필수 산업 기반이나, 전 세계 CO2 배출의 8%를 차지할 만큼 고배출 산업이며, 제철 공정이 매우 복잡하고 공정상 탄소가 풍부한 원료 사용이 필수적이어서 온실가스 배출이 불가피
- EU ETS로 인해 탄소가격은 2030년 톤당 120~150유로까지 상승할 것으로 전망, 철강 생산 비용 압박 심화
- H2STEEL은 슬러지를 무산소 가열해 바이오석탄을 만드는 ‘탄화’ 공정과, 바이오가스 메탄을 촉매로 분해해 수소를 얻는 공정을 개발
- 이 과정에서 바이오석탄은 탄소 함량이 증가해 철강 원료로 활용 가능하고, 부산물인 인(phosphorus)은 비료용으로 분리
- 두 가지 산출물인 수소와 고탄소 바이오석탄은 제철 공정의 석탄 일부를 대체해 배출 감축에 기여할 수 있음
- 토리노 현장에서 높이 4m 규모의 파일럿 장비 구축 중이며, 900ºC에서 탄질 슬러지를 활용해 바이오석탄·순환수소 생산 실증 수행
- ArcelorMittal(세계 2위 철강사)은 프로젝트 파트너로 참여하며 향후 공정 적용 가능성을 검토중이며, 라이덴대·임페리얼칼리지 등도 파트너로 참여
- “수소 제철이나 전기로 방식에서도 탄소·수소 원료는 여전히 필요하며, 슬러지 기반 기술은 현재도 효과가 있고, 앞으로도 계속 활용될 기술”이라고 ArcelorMittal의 Wiencke는 설명
기술 상용화를 위해 공급망 구축·경제성 확보가 과제로 남아 있으나, 실증 성공 시 몇 년 내 도입 가능할 정도로 전환 속도가 빠른 기술로 평가됨
- 프로젝트 책임자 Chiaramonti 교수는 “슬러지를 확보·가공·철강공장에 공급하는 공급망 구축이 핵심”이라고 언급
- ArcelorMittal은 2050년 탄소중립 목표를 가진 만큼 이 기술을 면밀히 검토하고 있으며, “철강 산업에 유망한 기술이지만 경제성이 입증되어야 한다”고 Wiencke는 밝힘
- 특허 출원 중이며, 파트너들은 데모 장비의 초기 결과에 기대
- 폐기물 재활용을 통해 가치 있는 원료로 전환함으로써 순환경제·탄소중립 목표에 기여하고 유럽 철강 경쟁력 강화 가능
H2STEEL 프로젝트
- 기간 : 2022.10 ∼ 03
- 예산 : 약 2 368 910 유로 (EU 100% 지원)
- 주관 : POLITECNICO DI TORINO (이탈리아)
