포스코 광양제철소의 부생수소 생산설비. [포스코]



포스코가 창사 이래 최대 모험인 ‘수소환원제철’ 전환에 시동을 건다. 100년간 이어온 고로(용광로) 방식을 버리고 석탄 대신 수소로 쇳물을 뽑는 ‘꿈의 기술’에 40조원을 쏟아붓기로 했다. 다만 천문학적인 투자에도 불구하고 비싼 수소값과 전기료, 턱없이 부족한 정부 지원 탓에 “공장을 돌릴수록 적자가 나는 구조”라는 우려도 커지고 있다.

31일 철강 업계에 따르면 포스코는 2026년 초 포항제철소 오션릴게임 내에 연산 30만t 규모의 독자 기술인 ‘하이렉스(HyREX)’ 실증 설비(데모플랜트)를 착공한다. 2027년 시운전, 2030년 기술 검증을 거쳐 2050년까지 포항·광양의 기존 고로 7기를 모두 수소환원제철로 바꾼다는 계획이다. 설비 교체 등 투자비가 총 40조원에 달하는, 말 그대로 ‘올인’ 장기투자다.
수소환원제철은 화석연료인 석 10원야마토게임 탄 대신 수소(H2)를 사용해 철을 생산하는 혁신 기술이다. 기존 고로와 달리 수소가 산소와 반응해 물만 배출하기 때문에 탄소 배출을 획기적으로 줄일 수 있다. 전 세계 철강사들이 사활을 걸고 개발 중인 이유다.
문제는 경제성이다. 기술이 완성돼도 이를 돌릴 ‘연료(수소)’와 ‘전기’가 너무 비싸다. 기후·에너지 싱크탱크 ‘트랜지션 아시아 오션파라다이스다운로드 ’의 분석에 따르면 한국에서 수소환원제철이 기존 고로 방식 대비 가격 경쟁력을 갖추려면 수소 가격이 1㎏당 1달러 수준까지 떨어져야 하는 것으로 나타났다. 업계는 1달러대는 현실적으로 어렵더라도 1㎏당 2000원대를 사실상 경제성 확보의 마지노선으로 보고 있다.




릴게임 하지만 정부가 최근 제시한 2030년 청정수소 공급 목표가는 1㎏당 2500원으로 업계 기대치보다 높다. 김성환 기후에너지환경부 장관은 지난 12월 4일 ‘월드하이드로젠엑스포(WHE) 2025’ 개막식에 참가해 “정부가 책임지고 수소 가격을 1㎏당 2500원 이하로 낮추겠다”고 밝혔다.

업계 관계자는 “탄소세 등을 야마토게임예시 고려하더라도 수소값이 2500원 선이면 적자를 면하기 어렵다”며 “글로벌 시장에서 살아남으려면 최소한 2000원대 공급이 필수”라고 토로했다.
전기료 부담은 더 큰 뇌관이다. 수소환원제철은 고로가 아닌 전기로를 사용해 전력 소모량이 폭증한다. 업계 관계자는 “고체 상태의 환원철(DRI)을 녹이려면 막대한 전력이 필요한데 전력 소모량이 기존 고로 대비 60% 이상 증가하는 데다 부생가스 자가 발전도 불가능해져 외부 전력에 100% 의존해야 한다”며 “전기료 자체가 곧 원가 경쟁력 상실로 이어진다”고 지적했다.
포스코는 저렴한 원자력 발전 전력을 직접 구매하는 ‘원전 PPA(전력구매계약)’ 허용을 정부에 요구해 왔지만 특혜 논란 등에 막혀 지지부진하다. 한전의 비싼 산업용 전기요금을 그대로 적용받으면 원가 부담은 눈덩이처럼 불어난다.
경쟁국과 비교하면 ‘기울어진 운동장’은 더욱 확연하다. 일본은 ‘그린 이노베이션 기금’ 등을 통해 철강업계 탄소 감축에 약 4조원을 지원하고 있다. 독일 등 EU 국가들도 수십조 원 규모 보조금을 기업에 직접 투입해 설비 투자(CAPEX)와 운영비(OPEX) 차액까지 보전해 준다.
반면 한국은 정부 지원이 인색하다. 포스코가 2026년 착공하는 데모플랜트 사업비 8146억원 중 국비 지원은 3088억원(약 38%)에 그친다. 이마저도 연구개발(R&D) 예산 명목이어서 실제 설비 투자나 운영비 지원과는 거리가 멀다. 사실상 포스코 홀로 40조원의 리스크를 떠안고 글로벌 국책 지원을 등에 업은 해외 철강사들과 싸워야 하는 형국이다.



2024 기후산업국제박람회에 모형으로 전시된 포스코 수소환원제철기술 HyREX 공정. [포스코]



포스코와 함께 수소환원제철 기술(하이큐브)을 개발 중인 현대제철 역시 정부 지원의 필요성을 호소하고 있다. 현대제철 관계자는 “2026년부터 본격적인 실증 사업이 진행되는 만큼 그 어느 때보다 정부와 기업의 긴밀한 협력이 중요하다”며 “미래 기술뿐 아니라 당장 생산 중인 탄소 저감 제품에 대해서도 세제 혜택 등 실질적인 지원책이 마련돼야 한다”고 강조했다.

민동준 연세대 명예교수(철강산업 경쟁력 강화 TF 공동위원장)는 “수소환원제철은 단순히 기술 개발의 문제가 아니라 전기, 수소 등 거대한 인프라 싸움”이라며 “정부가 2차전지 시장을 열 때 보조금을 풀었던 것처럼 그린철강 시장 선점을 위해선 과감한 마중물을 부어 초기 시장의 불확실성을 걷어내 줘야 한다”고 지적했다.