친환경 철강과 유럽의 천연가스 도전

지난 2년 동안, 거의 모든 유럽 평강 제조업체는 철강 생산을 탈탄소화하기 위해 원료탄 기반 용광로(BF)를 직접환원철(DRI) 공장으로 점진적으로 교체한다고 발표했습니다. 현재 발표된 16개 이상의 DRI 발전소는 2,500만 미터톤 이상을 나타냅니다1미터톤: 1미터톤 = 2,205파운드. 용량 (자료 1).

새로 건설된 많은 DRI 공장의 초기 의도는 전기로(EAF) 또는 수중 아크로에서 광석을 선철로 가공하기 위한 공급원료 또는 환원제로 천연가스(NG)를 사용하는 것이었습니다. 그런 다음 철은 BOF(기본 산소 용광로)에서 사용되어 평강을 생산합니다.

재생 가능 전기를 사용하는 EAF 또는 수중 아크로와 결합하여 사용되는 이 NG 기반 DRI 생산 경로를 통해 철강 업체는 미터법당 약 2미터톤의 CO2에서 평균적으로 Scope 1 및 2 CO2 배출량을 절반으로 줄일 수 있습니다. 평강 1톤에서 평강 1톤당 CO2 약 1미터톤이 됩니다. CO2 가격이 CO2 미터톤당 100유로 이상으로 상승하고, 무료 CO2 허용량이 감소하고, 과거 NG 가격이 기가줄(GJ)당 약 7유로(독일 평균, 2019~21년)인 점을 감안하면 이 대체 생산 경로는 현금이 될 것입니다. 향후 3~5년 내에 BF-BOF 경로와 가격 경쟁력을 확보할 수 있습니다.

독일을 예로 들면, 발표된 DRI 공장은 현재 철강 산업에서 사용되는 천연가스 수요를 약 120PJ(2020년 독일의 대략적인 수요)에서 약 175페타줄(PJ)로 거의 두 배로 늘릴 것입니다. 독일에서는 2026년경 생산을 시작하면 100% NG를 사용합니다. 200만 미터톤의 단일 대형 DRI 장치는 현재 독일 전체 철강 산업에서 사용되는 NG(약 20PJ)의 약 1/5을 소비하며, 독일의 산업용 NG 수요를 약 2% 증가시킵니다.

H2를 사용하는 직접 환원철 공장의 건설 또는 탄소 포집 사용 및 저장의 부활은 평강 업체가 탈탄소화 노력을 보호할 수 있는 가장 실행 가능한 옵션인 것 같습니다.

앞으로 NG 기반 DRI 플랜트는 충분한 양과 경쟁력 있는 비용으로 이용 가능한 경우 H2(녹색 수소)를 사용하도록 상대적으로 쉽게 전환될 수 있으며, 이로 인해 평철 업체가 CO2 발자국을 달성할 수 있도록 상당한 CO2 감소가 가능해집니다. 평강 1미터톤당 CO2 배출량이 0.6미터톤 미만입니다. 따라서 DRI 공장은 유럽 철강 업체들이 탄소 중립 목표를 달성하는 데 매우 중요합니다.

2022년 2월 우크라이나 침공은 국가와 부문 전반에 걸쳐 인간적, 사회적, 경제적으로 깊은 영향을 미치고 있습니다. 침략의 의미는 빠르게 진화하고 있으며 본질적으로 불확실합니다. 지금까지 우크라이나 침공으로 인해 NG-DRI 생산 경로 구축에 대한 투자를 계획 중인 유럽 철강 업체들은 추가적인 고려 사항을 갖게 되었습니다. 특히 우크라이나 전쟁에 대한 McKinsey의 기사에 설명된 대로 장기간의 중단(시나리오 2) 및 심각한 중단(시나리오 3) 상황에서 철강 제조업체는 다음 조건의 지속적인 영향을 볼 수 있습니다.

또한, 원료탄 가격은 기존 BF-BOF 경로의 미터톤당 170유로(2019~21년)에서 미터톤당 €500 이상(유럽의 평균 경화탄 가격, 2022년 3월)으로 상승합니다. 이러한 요인들은 함께 NG DRI 투자의 타당성, 일정 및 경쟁력을 재평가해야 함을 의미하며, 탈탄소 로드맵에 대한 영향과 철강 업체가 설정한 CO2 감소 목표 달성 능력을 인정합니다.

우리는 현재 DRI 발전소 건설에 미치는 영향에 대한 네 가지 잠재적 시나리오를 보고 있습니다.

시나리오 A에서 평철업체는 점진적인 탈탄소화 조치로 인한 제한된 잠재력으로 인해 탈탄소화 목표를 달성하는 데 잠재적으로 어려움을 겪을 수 있습니다. 시나리오 D는 추가(고품질) 철스크랩 공급이 부족하여 제약이 있을 가능성이 높습니다. 따라서 시나리오 B와 C는 평철업체가 탈탄소화 노력을 보호하기 위한 가장 실행 가능한 옵션인 것 같습니다.