전통적인 철강 산업의 친환경 대안이 여러 지역에서 사용되며 가능성을 보이고 있다. 이 친환경 대안은 철강 생산에서 발생하는 탄소 발자국을 상당히 줄일 수 있을 것으로 기대를 모은다.
멜버른대학 전문가는 철강 산업에서 야금석탄(metallurgical coal)의 대안이 존재한다고 주장했다.
강철은 건설업과 제조업 등을 포함한 다양한 산업에서 주요 요소다. 강철 대신 사용할 수 있는 몇 가지 대안이 있지만 채굴 및 제련 비용이 상당이 비싸다. 이 때문에 세계 대부분 국가에서 강철을 필수 합금으로 사용한다. 모든 국가가 강철을 생산할 수 있는 것은 아니기 때문에 수출입이 이뤄지고 있다. 강철을 갑자기 대체해야 한다고 가정한다면, 수많은 국가에서 고가의 비용을 지불하고 강철의 대안을 구입할 가능성이 낮다. 강철은 대규모로 생산되지만, 산업 오염물질 2위를 기록하며, 세계 온실가스 배출 7~9%의 원인이다.
호주 노동당 안소니 알바네스 대표는 “열 및 야금 석탄 채굴 및 수출이 2050년 이후에도 지속될 것”이라고 말했다. 이어 “철강 생산에 활용되는 야금 석탄을 대체할 수 있는 것은 없다”고 말했다.
멜버른대학의 전문가는 야금 석탄의 친환경 대안이 있다고 주장했다. 철강 제조업체들이 이 대안으로 오염을 해결할 수 있는 새로운 방법을 개발할 수 있다는 것이다.
멜버른대학의 도미니크 헤스 교수는 “열 석탄을 재생 가능 자원의 청정에너지로 대체할 수 있는 것처럼, 저배출 철강 제조업을 사용하면 야금 석탄을 단계적으로 줄일 수 있다”고 말했다.
헤스 교수는 제철 과정에서의 직접환원제철(DRI)을 지적했다. 이 기술은 철광석에서 산소를 제거해 금속성 철로 만든다. 이 때 사용되는 환원 매개체는 일산화탄소와 수소다. 두 가지 가스 모두 온실가스와 석탄, 형태가 바뀐 천연가스에서 채취할 수 있다. 즉, 전통적인 방법보다 DRI를 사용하면 가스 배출이 적으면서도 사용 가능한 강철을 생산할 수 있다.
강철은 합금이기 때문에 이를 만들기 위해서는 최소 두 가지 요소가 필요하다. 철은 기본 요소이며 환원 매개체는 탄소로 점결탄에서 얻을 수 있다. 재활용 물질에서 유래된 것이 아닌 강철인 처녀강은 통합 경로를 통해 제조된다. 이 경로는 용광로와 기본 산소 용광로, 기본 요소로 구성돼 있다.
점결탄은 강철 생산업에서 필수 요소다. 강철을 만들 때 점결탄과 강철의 이율은 약 0.6:1이다. 즉, 강철 1,000kg을 생산하기 위해서는 점결탄 600kg이 필요하다는 의미다. 현실적으로 생산 경로에서 강철 1,000kg을 생산하기 위해서는 최대 770kg의 점결탄이 필요하다.
헤스 교수는 “가스 배출을 줄이고 폐기물을 회복하기 위해서는 점결탄을 다른 소재로 대체해야 한다”고 주장했다. 매립지에 버려진 고무 타이어도 강철 생산에 사용할 수 있다. 강철 생산에 유용한 고무 타이어와 여러 물질을 사용하면 매립지의 폐기물을 줄일 수 있다는 장점도 있다.
호주 환경 및 에너지부가 2018년 발표한 국가폐기물보고서에 따르면, 2016~2017년 호주에서 만들어진 폐기물의 양은 총 6,700만 톤에 달한다. 엄청난 양의 폐기물 중 1,710만 톤은 석공 물질이고 1,420만 톤은 유기물, 1,230톤은 재, 630만 톤은 유해물질, 560만 톤은 카드보드와 종이, 550만 톤은 금속이었다. 농업 및 어업 폐기물은 농업 유기물 1,610만 톤, 유기 어업 폐기물 100만 톤으로 구성돼 있으며 광산 폐기물은 여러 종류의 소재로 180만 톤에 달했다.
매립지의 폐기물을 사용하면 강철 생산에서 가스 배출을 줄일 수 있지만, 강철 생산에서 오염 물질을 줄이는 데 최고의 방법은 DRI다. “재생 가능 일산화탄소와 수소는 철광석을 쉽게 금속성 철로 바꿀 수 있다”고 헤스 교수는 말했다. 특정 기업은 이미 강철 생산에 수소를 사용하고 있다.
그런데 수소 자원에 문제가 있다. 대다수의 DRI 시행업체들은 강철 생산용 수소를 얻기 위해 화석연료를 사용한다. 시행업체들이 올바른 방법을 취한다면 태양과 바람 같은 청정 에너지원을 통해 재생 가능 수소를 사용할 수 있다.
헤스 교수는 “전기분해기법을 통해 재생 가능 에너지원에서 수소를 생산할 수 있다”고 강조했다. 이렇게 생산한 전기는 물을 수소와 산소로 나눌 수 있다. 두 가지 가스 모두 개별적으로 저장할 수 있으며 필요한 환경에서 사용이 가능하다. 전기분해기법으로 얻은 수소는 친환경 강철 생산에서 바람직한 연료가 될 수 있다.
헤스 교수는 호주의 철강 산업에 초점을 맞췄지만 동일한 접근법을 다른 생산업체에도 적용할 수 있다. 세계적으로 최소 45개국이 강철을 생산해 세계 시장에 수출하고 있다. 이 국가 모두 야금 석탄 없이 강철을 생산한다면, 온실가스 배출이 상당히 줄어들어 대기 중 이산화탄소 수치가 낮아질 것이다.