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연구진 단체사진(왼쪽부터 이후경 책임연구원, 이은경 전문연구위원, 정우남 선임연구원, 고창복 전문연구위원 / 에너지연 제공

[투데이에너지 임자성 기자] 한국에너지기술연구원(에너지연, 원장 이창근)은 온실가스를 대량으로 배출하는 금속 열처리 공정을 무탄소 공정으로 전환하는 전기화 기술을 개발하고 실증에 성공했다고 11일 밝혔다. 이 기술은 아연도금 강판 제조 공정 중 열처리 공정을 전기화한 것으로, 기존 연소식 공정 대비 온실가스를 98% 이상 저감하면서도 강판 품질과 생산성을 그대로 유지하고 설비비와 설치 규모는 40%까지 절감할 수 있어 주목된다.

금속 열처리 공정, 전력원으로 전환하여 탄소 배출 제거

에너지 다소비 산업인 철강, 금속 분야의 열처리 공정은 금속 표면의 경도와 내식성 등을 향상시키는 데 필수적이지만, LNG(액화천연가스) 등 화석연료 연소 과정에서 대량의 온실가스를 배출해 왔다. 특히 금속 열처리 중 강판을 녹슬지 않게 아연으로 코팅하는 '용융 아연도금 강판' 제조 공정에서 사용하는 소둔로(열처리로)는 금속을 일정 시간 동안 고온으로 가열하는 과정이 필요하다.

에너지연 연구팀은 이 열처리 공정을 LNG 대신 전기 에너지를 열원으로 사용하는 '전기식 연속 강판 소둔로'로 대체하는 기술을 개발하고 실증에 성공했다. 이 기술은 LNG 등 기존 화석연료를 전혀 사용하지 않고 전기 에너지를 통해 열원을 공급함으로써, 탄소 배출이 발생하지 않는 무탄소 시스템을 구현했다.

에너지 효율성 및 경제성 확보

연구팀이 개발한 이 전기화 기술은 온실가스 저감 외에도 뛰어난 에너지 효율과 경제성을 자랑한다. 기존 연소식 열처리 공정 대비 에너지원단위를 약 30% 낮추면서도, 열처리 품질은 기존 공정과 동일하게 만족시키는 기술을 확보한 것이 핵심이다.

또한 전기식 연속 강판 소둔로 설계 기술을 적용하여 설비 구축에 필요한 비용과 설치 공간을 기존 대비 40%가량 절감할 수 있게 되었다. 이 기술은 '언젠가는 가능할 기술'이 아니라 '지금 당장 공장에 적용을 검토할 수 있는 수준의 기술'이라는 점에서 산업계의 높은 관심을 받고 있다.

탄소국경조정제도 대응 및 후속 연구 계획

이번 성과는 향후 재생 전력과 결합할 경우 완전한 무탄소 공정 구현이 가능하여, 철강 및 금속 산업의 탄소중립 전환을 가속화하고 유럽연합(EU)의 탄소국경조정제도(CBAM)와 같은 국제 환경 규제에 선제적으로 대응할 수 있는 기반을 마련했다는 평가를 받는다.

연구팀은 이번에 개발된 전기식 연속 강판 소둔로 설계 기술을 활용한 수요 기업의 사업화 성공을 목표로 하고 있다. 후속 연구 계획으로는 현재 수행 중인 345mm 강판 폭을 상향하여 1m가 넘는 강판을 처리할 수 있는 시스템으로 스케일-업하는 기술을 개발하는 데 주력할 예정이다.

출처 : 투데이에너지(https://www.todayenergy.kr/)