포스코, 친환경차 소재 브랜드로의 전환 속도낸다

포스코가 중후장대형 환경파괴형 사업에서 친환경사업으로의 전환에 박차를 가하고 있다. 포스코는 현대제철과 함께 한국의 대표적인 철강회사다. 선박, 자동차와 함께 대한민국의 경제발전을 주도해 온 대표적인 중후장대형 산업군에 속한다. 포스코는 포항제철과 광양제철 두 개로 나뉘어 있다. 그 중 1983년 설립된 광양제철은 자동차용 강판을 주 종목으로 하는 소품종 다량생산, 포항제철은 다품종 소량 생산을 한다. 자동차와 건설, 조선, 에너지, 가전, 산업 기계 등 다양한 제품을 생산한다. 특히 광양제철은 e Autopos 통합 솔루션을 통해 자동차용 강판은 물론 배터리 팩 강제, 구동모터용 소재, 수소 연료전지 금속 분리판, 배터리용 소재 등 전기차에 사용되는 각종 강판 및 소재 생산에 특화되어 있다. 광양제철이 7월 3일 시운전을 시작해 10월 1단계 준공 예정인 전기강판 공장을 사전에 공개했다. 광양제철의 이모저모와 전기장판 관련 내용을 정리한다.

글/채영석(글로벌오토뉴스 국장)

산업 발전 주역이었던 포스코는 지금은 환경파괴가 많은 사업군에 속한다. 포스코는 2020년 아시아 철강사 최초로 2050년 탄소중립을 선언했다. 그것은 사업특성상 가장 시급하다는 것을 의미한다. 포스코의 2017년~2019년 사업장 평균 이산화탄소 배출량은 7,800만톤이었다. 이것을 2030년까지 7,100만톤으로 10% 낮춘다는 계획이다. 2040년에는 50%로 줄이고 2050년에는 넷 제로를 달성한다는 것이다. 삼성전자가 2,200만톤 가량되니 포스코가 당면한 문제가 무엇인지를 알 수 있다.

친환경차 생산대수는 2020년 644만대에서 2022년 1,589만대로 증가했다. S&P는 2023년에는 3,504만대, 2030년에는 6,036만대로 증가할 것으로 전망되고 있다. 언제나 그렇듯이 이런 전망은 상황에 따라 바뀐다. 하지만 탄소중립 달성이라는 인류의 과제는 달라지지 않는다. 오히려 최근에는 7년을 앞당겨야 한다는 목소리가 힘을 얻고 있다.


어쨌거나 철강의 수요가 더 증가할 것이라는 점은 분명하다. 그래서 철강회사들은 투자를 늘리고 있고 각국 정부는 규제를 강화하고 있다.

포스코는 'Green Process, Green Product, Green Partnership라는 저 탄소 3대 대응 전략을 통해 온실가스 감축을 위한 대전환을 추구하고 있다. 2006년 온실가스 에너지 시스템을 구축한 것이 그 시작이었다. 2022년에는 탄소중립 추진 전담조직을 설립했다. 친환경 철강 생산-기술-판매-원료-투자 체계로의 대전환이 목표다. 또한 전 세계 각 지역과 국가에서 배출권 거래제가 시행되는 것에 대응해 배출권 수급과 배출 비용을 효과적으로 관리하고 배출량 측정보고 검증 과정을 투명하게 공개하고 있다.

포스코는 2022년 11월 2050 탄소중립 달성 노력을 대내외에 달리는 마스터 브랜드 그리닛을 론칭했다. 그리닛은 포스코의 탄소중립을 위한 전략적 방향성 및 이를 위한 노력과 성과를 대표하는 통합 이니셔티브다. 완벽한 탄소중립, 무한한 순환경제, 완전한 상생사외, 영원한 푸른 지구 등을 캐치프레이즈로 내걸고 있다. 이는 기업 시민 5대 브랜드와 저탄소 철강제품, 저탄소 철강기술 및 공장, 저탄소 인프라 등 그리닛 카테고리 브랜드 등으로 구성되어 있다. RE100 등 세계적으로 넷제로 제품을 요구하는 시대적인 트렌드를 반영한 것이다.

현대제철은 전기고로를 일찍이 시작했으나 포스코는 용광로로 강판을 생산하고 있다. 넷제로법 등에 대응하기 위해 포스코도 2024년 전기로를 신설한다. 2026년에는 수소환원제철 시험 설비도 준공한다. 이런 과정을 거쳐 2050년에는 국내 조강 3,800만톤을 탄소중립 넷제로로 생산한다는 목표를 설정하고 있다.

전기구동모터용 하이퍼 NO 생산 공장 광양제철소에서 가동 개시


포스코는 꿈의 강판이라고 불리는 초고강도 강판 기가스틸 과 전기차 구동모터의 에너지 손실을 줄여주는 고효율 무방향성 전기강판 Hyper NO 등 고부가가치 제품의 생산 확대와 품질 경쟁력 강화를 통해 전기차용 소재 시장을 선점한다는 전략이다.

광양제철소는 단일 규모로 세계에서 가장 큰 제철소다. 2022년 광양제철소는 약 820만톤의 고품질 자동차 강판을 생산해 국내외 주요 자동차사 및 부품사에 공급했다. 전세계 자동차 판매량이 연간 8천만대 수준인 점을 감안하면 10대 당 1대 꼴로 포스코가 생산한 자동차 강판을 사용한 것이다.

오늘날은 배터리 전기차 시장의 확대로 그에 대응하는 제품을 공급하는 것이 중요하다. 전기차는 배터리팩 무게로 인해 내연기관 차량 대비 25% 정도 더 무겁기 때문에 완성차회사들은 경량화에 전력을 기울이고 있다. 동시에 탑승자의 안전을 위한 튼튼한 차체 개발에도 중점을 두고 있다.

포스코가 생산하는 기가스틸(Giga steel)은 인장강도 1GPa 이상의 초고강도 강판이다. 높은 인장강도는 물론 성형성도 겸비하고 있다. 차세대 자동차 강판으로, 차체 뿐만 아니라 차체 중량을 견디며 노면의 충격을 흡수하는 현가장치 등에 꾸준히 적용되어 오고 있다.

특히 1㎟ 면적당 100kg 이상의 하중을 견딜 수 있어 차량 부품 소재의 두께를 줄여 경량화가 가능하기 때문에 에너지 효율이 요구되는 전기차에 적합하다.

이미 포스코는 2012년에 기가스틸을 45% 이상 적용했다. 기존 차체 대비 차량 무게를 약 26% 줄인 전기차 차체 실증 모델인 PBC-EV(POSCO Body Concept for Electric Vehicle)를 전 세계 철강사 최초로 개발했다. PBC-EV는 국제자동차안전표준에 포함된 모든 기준과 요구사항을 만족시키며 경량화 향상과 충돌 안정성을 동시에 인정받았다.


포스코는 2021년 9월 기가스틸 100만톤 생산체제를 구축했다. 최대 0.5mm 두께까지 얇게 만들면서도 폭은 1,650mm까지 넓힐 수 있는 박물 전용 압연기(ZRM) 등의 설비를 갖췄다. 이는 자동차사들이 설계를 용이하게 하는데 기여한다. 또한 정밀한 온도 관리, 정정 능력 증대, 제품 다변화를 통해 엄격해지고 있는 요구에 대응하고 있다.

아울러 포스코는 세계 최대로 성장한 중국 자동차 시장에도 적극 대응하고 있다. 지난 5월 중국 현지 가공센터인 POSCO-CSPC(China Suzhou Processing Center)에 기가스틸 전문 복합가공 공장을 준공했다. 포스코와 하북강철의 합작사 하강포항기차판유한공사(河钢浦项汽车板有限公司)가 현재 건설 중인 연산 90만톤 규모의 자동차용 도금강판 공장에도 기가스틸 생산 라인을 구축할 예정이다.

포스코는 전기차 중심으로 전환하는 자동차 산업에 대응해 기가스틸 생산량을 늘리며 고강도 소재 복합 가공이 가능한 해외 가공센터를 확대해 안정적인 공급 체계를 구축해 나갈 계획이다.

한편 전기차는 주행거리 향상이 업계의 핵심 이슈로, 전비 향상에 직접적 영향을 미치는 구동모터용 무방향성 전기강판의 중요성이 부각되고 있다.

전기강판은 규소(Si)가 1~5% 함유되어 전자기적 특성이 우수하다. 전력 손실이 적은 강판으로 전자기적 특성에 따라 방향성 전기강판과 무방향성 전기강판으로 구분된다. 한쪽으로 균일한 자기적 특성을 띄는 방향성 전기강판은 주로 정지방식의 변압기에 사용된다. 모든 방향에서 균일한 자기적 특성을 보이는 무방향성 전기강판은 회전방식의 구동모터 등에 사용된다.

무방향성 전기강판은 철손(Core Loss, 모터 코아의 철심에서 발생하는 전력 손실)량에 따라 등급을 나눈다. 철손값이 3.5W/kg이하인 경우 하이퍼 NO(Hyper Non-Oriented electrical steel)로 구분한다. 철손값이 낮은 Hyper NO로 구동모터를 제작하면 모터 효율이 상승한다.

포스코의 하이퍼 NO는 세계 최고 수준의 고효율 무방향성 전기강판으로서 전기에너지를 회전 에너지로 변화시키는 과정에서 발생하는 에너지 손실이 일반 전기강판 대비 30% 이상 낮다.

하이퍼 NO를 생산할 수 있는 기술력을 보유한 철강사는 세계적으로 매우 한정되어 있으며, 해당 철강사들은 수 많은 특허로 생산 기술을 보호하고 있다. 포스코는 국내에서 양적·질적으로 독보적인 하이퍼 NO 관련 특허를 보유하고 있고, 글로벌 시장에서도 특허 경쟁력에서 경쟁사들을 앞서 나가고 있다.

포스코는 하이퍼 NO 두께를 0.15mm까지 생산 가능한 기술력을 보유함으로써 친환경 전기차용 구동모터 코아의 효율을 높이고 주행거리를 대폭 개선시키고 있다. 구동모터용 하이퍼 NO 는 다양한 완성차업체에 공급하고 있다.

글로벌 시장조사업체는 최근 급격한 친환경차로의 전환 및 부품 전동화에 따라 2025년부터는 구동모터 소재인 친환경차용 무방향성 전기강판 수요가 공급을 앞질러 2030년 92만 7천톤의 소재가 부족할 것으로 분석했다.

포스코는 친환경차와 고급가전 시장 리딩을 위해 하이퍼 NO 생산 능력 증강을 위한 투자가 필요한 시기라고 판단하고, 지난해 4월 광양제철소에 총 1조 원을 투자하는 연산 30만톤 규모의 하이퍼 NO 공장을 착공했다. 오는 10월 1단계 준공 예정으로 7월 3일부터 시운전을 시작했다.

이번 공사는 포스코가 1979년 전기강판 첫 생산 이후 44년간 축적된 국내 유일의 전기강판 생산 노하우가 바탕이 되어 순수 자체 기술력으로 추진하고 있다. 특히 최신예 설비 도입으로 생산 가능 두께를 최대 0.1mm까지 낮출 계획이다.

그 동안 포스코는 포항제철소에서만 연간 10만톤의 하이퍼 NO를 생산해왔으나, 2024년 10월 2단계 준공이 완료되면 포항과 광양을 합쳐 연간 40만톤을 생산할 수 있게 된다. 이는 전기차 500만대의 구동모터 코아를 만드는 데 쓰일 수 있는 양이다.

포스코는 향후 지속 증가하는 하이퍼 NO 수요에 대응하기 위해 국내외에 전기강판 공장 신·증설도 검토하고 있다.

한편 포스코는 전기차 멀티머티리얼(Multi-Material) 배터리팩을 개발했다. 배터리팩을 단위 부품으로 나누고 철강과 알루미늄을 기능에 따라 최적 부분에 배치해 재료 효율을 극대화하고 자동차사들의 원가와 성능 요구사항을 동시에 만족시켰다. 멀티머티리얼 배터리팩은 기존 철강 배터리팩 대비 중량은 10% 낮추고 충돌 성능은 20% 개선했으며, 동일 무게의 알루미늄 배터리팩 대비 제조 단가는 20% 이상으로 낮췄다.

또한 포스코는 수소 연료전지 금속분리판 소재인 ‘Poss470FC’를 독자 개발해 2018년부터 완성차 업체에 공급했다. 비용이 많이 들고 내구성이 약한 기존의 흑연 대신 가격이 저렴하고 성형하기 쉬운 ‘Poss470FC’는 크롬이 첨가되어 있어 녹이 잘 슬지 않을 뿐만 아니라 전도성이 좋아 전기를 잘 전달하는 장점이 있다.

한편 포스코는 2021년 친환경차용 소재 브랜드 ‘e Autopos’를 론칭한 이후 전기차와 수소차 등 친환경차에 사용되는 포스코의 철강 및 이차전지소재를 활용하는 고객사를 대상으로 맞춤형 통합 솔루션 활동을 강화하고 있다.

포스코의 모기업 포스코홀딩스는 철강회사를 중심으로 양극재 등 이차전지 소재에서도 세계적인 기술력을 보유하고 있다. 리튬과 니켈, 수소 부문에서도 많은 노하우를 축적해 가고 있다. 그래서 친환경 미래소재 대표기업을 표방하고 있다. 이것이 완성되기 위해서는 철강생산에서의 넷제로가 필수적이다. 그를 위해 용광로를 전기고로로 바꾸고 있다. 포스코에게 탄소중립은 지상과제다.
<저작권자(c) 글로벌오토뉴스(www.global-autonews.com). 무단전재-재배포금지>