○ 글로벌 3대 광산회사인 리오틴토(Rio Tinto)는 자사 홈페이지를 통해 바이오매스와 마이크로파를
이용해 철광석을 환원할 수 있는 공정을 개발하고 있다고 발표(10.14.)
- 리오틴토가 개발하고 있는 기술은 철광석과 별도 가공 과정을 거친 바이오매스를 혼합·성형한 후,
성형한 혼합물에 열과 마이크로파를 가해 환원 반응을 일으키는 기술
• 리오틴토는 동 공정에 사용되는 바이오매스는 밀짚 등의 농업 부산물이나 바이오매스
용도로 재배된 식물, 해초류, 해조류 등을 사용할 방침
• ESG 관점에서의 문제를 야기할 수 있는 설탕 및 곡물이나 기존 삼림을 벌채하여 생산된
바이오매스 등은 사용하지 않을 것이라고 설명
* 그림 1. 리오틴토가 개발하고 있는 바이오매스와 철광석 혼합물 생산 방식
• 성형이 완료된 덩어리는 바이오매스를 별도로 가공하는 과정에서 나온 가스를 연소해
600℃ 상당의 온도로 가열한 후, 마이크로파 공정으로 이동시킴 마이크로파로 인해
혼합물에 포함된 바이오매스에서 탄소가 발생해 철광석과 환원 반응이 일어남
* 그림 2. 가열 및 마이크로파 공정(左)과 마이크로파를 통해 환원이 이루어진 결과물(右)
○ 리오틴토는 자사가 개발중인 공정을 통해 생산된 환원철을 신재생에너지 유래 전력을 사용하는
전기로 공정에 투입해 '화석연료 유래 CO₂가 전혀 없는 강재'를 제조할 수 있다고 설명
- 리오틴토는 바이오매스를 이용한 환원 공정에서도 탄소가 배출되지만, 다음과 같은 과정을 통해
탄소배출량 상쇄가 이루어지기 때문에, 고로와 코크스를 사용한 환원 과정에 비해 탄소배출량이
대폭 저감된다고 설명
• 농업 부산물의 경우에는 이미 농업 제품을 생산할 때 탄소배출량이 계산되었기 때문에,
이를 가공해서 만든 바이오매스에서 배출된 탄소를 합산하면 탄소배출량이 2중으로 계산됨.
따라서 글로벌 주요국 정부 및 기관들은 농업 부산물 등 이미 탄소배출량이 계산된 제품에서
나온 부산물을 가공한 바이오매스의 탄소배출량을 0으로 계산함
• 처음부터 바이오매스 용도로 재배된 유기물의 경우, 탄소배출량이 계산되지 않았기 때문에
바이오매스에서 배출되는 탄소배출량을 그대로 계산하게 됨. 그러나, 바이오매스 제조를
위해 재배하는 식물이나 해초류, 해조류는 탄소 흡수능력이 뛰어나기 때문에 이들을 기르면서
흡수하는 탄소와 연소시 발생하는 탄소를 상쇄(Carbon Offset)할 수 있음
• 리오틴토는 바이오매스를 이용한 탄소배출량 저감을 널리 인정받기 위해 공신력 있는
기관들과 협력해 바이오매스 사용시의 탄소배출량 및 탄소 상쇄량에 대한 인증 프로세스를
구축할 방침
- 리오틴토는 바이오매스-마이크로파를 이용해 환원한 철광석을 전기로를 통해 불순물을
제거하는 공정을 제안하고 있음. 이 때, 신재생에너지 유래 전력을 사용할 경우, 제조시
화석연료를 사용하지 않는 강재를 만들 수 있음
• 이에 더해, 에너지 소비량이 많은 마이크로파 공정 및 압연 등의 하공정에도 신재생에너지
유래 전력을 사용하면 철강 생산시 배출되는 CO₂를 상당수 저감할 수 있을 것으로 기대
○ 동 기술은 현재 소규모 파일럿 설비에서 검증 실험되고 있으며, 향후 대형화와 기술발전이
보다 진행되면 분철광석(iron ore fines)을 동 공정에 적용할 수 있을 것으로 기대
- 리오틴토는 바이오매스와 마이크로파를 이용환 철광석 환원 기술을 개발하기 위해 10년 전부터
연구 개발을 진행해왔으며, 최근 실험실 규모의 검증 실험을 완료하고 소규모 파일럿 테스트
단계로 진입했다고 설명
• 향후 점진적으로 검증 실험 규모를 확대해 나가면서 상업화를 추진해나갈 계획이며, 리오틴토는
구체적인 상용화 시점에 대해서는 공식적으로 언급하지 않았으나 일본경제신문은 리오틴토가
향후 10년 내 동 기술을 상용화하는 것을 목표로 하고 있다고 보도
- 대형화와 더불어, 리오틴토는 기술 발전을 위해 영국 노팅엄 대학(University of Nottingham)의
마이크로파 프로세스 엔지니어 그룹(Microwave Process Engineering Group)과 협력하여
마이크로파를 이용한 환원 기술을 더욱 발전시킬 방침
- 리오틴토는 대형화와 기술 개발이 진행되면 바이오매스와 분철광석을 혼합·성형한 후 이를
마이크로파를 이용해 환원할 수 있을 것으로 기대
• 기존 고로 공정에서는 소결 공정을 통해 분철광석을 소결광으로 가공한 후 사용했으나,
1,300℃에 달하는 온도를 가하는 소결 공정에서도 다량의 CO₂가 배출되어왔음. 하지만
리오틴토가 개발중인 공정을 활용하면 CO₂ 배출량이 적은 방식으로 분철광석을 활용 가능
• 또한, MIDREX와 같이 수직로를 이용한 직접환원철 제조 공정에서는 환원 효율을 위해
덩어리 형태의 고품질 철광석을 사용*해야 하기 때문에, 수소환원제철이 상용화되면
분철광석의 수요처 개척에 어려움이 발생할 수 있음
* 포스코의 HyREX기술은 유동환원로 공정을 통해 분철광석을 수소로 환원할 수 있음
→ 리오틴토는 바이오매스와 마이크로파를 이용한 철광석 환원 기술에 분철광석을 활용할 수
있게 되면, 자사가 Pilbara에서 생산하고 있는 철광석의 수요 개척에 긍정적인 효과가
발생할 것으로 기대
○ 리오틴토는 앞으로도 제철 부문의 탄소배출량 저감을 위해 바이오매스와 마이크로파를
이용한 철광석 환원 기술 개발을 포함한 다양한 연구·개발 활동을 수행할 방침
- 리오틴토는 철강사들이 자사의 주요 고객이자, 자사의 SCOPE 3 단계의 탄소배출량 중
70%를 차지하는 기업이라고 지적하면서, 철강사들의 탄소배출량 저감이 자사에게도
중요하다고 설명
- 이를 위해 리오틴토는 포스코, 일본제철, 보무강철 등 글로벌 주요 철강사들과 탄소 중립을
위한 협력 체계를 구축하는 등 다양한 노력을 전개하고 있음