'광양제철소' 가진 포스코 야망 "친환경차 소재 전문 메이커"

'기가스틸+Hyper NO' 앞세워 시장 선점…국내외 전기강판 공장 신·증설 검토

[프라임경제] 최근 글로벌 친환경차 시장은 급격히 성장하고 있다. 이에 포스코도 친환경차 시장 공략을 가속화 하고 있다. 특히 포스코는 전기차용 소재 시장을 선점하고자 한다. 

이를 위해 포스코는 꿈의 강판이라고 불리는 초고강도 강판 '기가스틸(Giga steel)'과 전기차 구동모터의 에너지 손실을 줄여주는 고효율 무방향성 전기강판 'Hyper NO(Hyper Non-Oriented electrical steel)' 등 고부가가치 제품의 생산 확대와 품질 경쟁력 강화에 집중한다. 

그리고 이런 포스코 계획의 중심에는 '광양제철소'가 있다. '글로벌 No.1 자동차강판 전문 제철소'로 거듭나고 있는 광양제철소는 단일 규모로 세계에서 가장 큰 제철소이자, 세계 최고 수준의 기술력을 갖춘 곳이다.

지난해 광양제철소는 약 820만톤의 고품질 자동차 강판을 생산해 국내외 주요 자동차사 및 부품사에 공급했다. 전 세계 자동차 판매량이 연간 8000만대 수준인 점을 감안하면, 10대 당 1대 꼴로 포스코가 생산한 자동차 강판을 사용한 셈이다.

광양제철소에서 자동차용 기가스틸을 주력으로 생산하는 4도금공장 7CGL(Continuous Galvanizing Line, 용융아연도금라인) 전경. ⓒ 포스코

글로벌 시장조사업체에 따르면 전 세계 친환경차 생산 규모는 2020년 644만대에서 2025년 3504만대, 2030년에는 6036만대 수준으로 글로벌 전체 자동차 생산 대수의 62%를 차지할 것으로 전망된다.

전기차는 배터리팩 무게로 인해 내연기관차 대비 25% 정도 더 무겁기 때문에 글로벌 전기차 회사들이 모두 경량화에 전력을 기울이고 있으며, 동시에 탑승자의 안전을 위한 튼튼한 차체 개발에도 중점을 두고 있다.

이런 상황에서 포스코가 생산하는 기가스틸은 인장강도 1GPa 이상의 초고강도 강판으로서, 높은 인장강도는 물론 성형성도 겸비했다. 이에 자동차 차체뿐 아니라 차체 중량을 견디며 노면의 충격을 흡수하는 현가장치 등에 꾸준히 적용되고 있다. 

특히 1㎟ 면적당 100㎏ 이상의 하중을 견딜 수 있어 차량 부품 소재의 두께를 줄여 경량화가 가능하기 때문에 에너지효율이 요구되는 전기차에 적합하다.

광양제철소에서 자동차용 기가스틸을 주력으로 생산하는 4도금공장 7CGL(Continuous Galvanizing Line, 용융아연도금라인). ⓒ 포스코

앞서 포스코는 2012년 기가스틸을 45% 이상 적용해 기존 차체 대비 차량 무게를 26% 줄인 전기차 차체 실증 모델 PBC-EV(POSCO Body Concept for Electric Vehicle)를 전 세계 철강사 최초로 개발했다. PBC-EV는 국제자동차안전표준에 포함된 모든 기준과 요구사항을 만족시키는 동시에 경량화 향상과 충돌 안정성을 동시에 인정받으며 포스코 기술력을 입증했다.

이후 포스코는 2021년 기가스틸 100만톤 생산체제를 구축하고, 최대 0.5㎜ 두께까지 얇게 만들면서도 폭은 1650㎜까지 넓힐 수 있는 박물 전용 압연기(ZRM) 등의 설비를 갖춰 자동차업체들이 설계를 용이하게 할 수 있도록 지원하고 있다. 또 △정밀한 온도 관리 △정정 능력 증대 △제품 다변화를 통해 엄격해지고 있는 고객사 요구에 대응 중이다.

아울러 포스코는 세계 최대로 성장한 중국 자동차시장에 적극 대응하기 위해 올해 5월 현지 가공센터인 POSCO-CSPC(China Suzhou Processing Center)에 기가스틸 전문 복합가공 공장을 준공했다. 

포스코와 하북강철의 합작사 하강포항기차판유한공사(河钢浦项汽车板有限公司)가 현재 건설 중인 연산 90만톤 규모의 자동차용 도금강판 공장에도 기가스틸 생산 라인을 구축할 예정이다.

광양제철소에서 자동차용 기가스틸을 주력으로 생산하는 4도금공장 7CGL(Continuous Galvanizing Line, 용융아연도금라인)에서 생산한 제품. ⓒ 포스코

포스코 관계자는 "전기차 중심으로 전환하는 자동차산업에 대응해 기가스틸 생산량을 늘리며 고강도 소재 복합 가공이 가능한 해외 가공센터를 확대해 안정적인 공급 체계를 구축해 나갈 계획이다"라고 설명했다.

이와 함께 전기차는 주행거리 향상이 업계의 핵심 이슈인 만큼 전비 향상에 직접적 영향을 미치는 구동모터용 무방향성 전기강판의 중요성이 부각되고 있다.

전기강판은 규소(Si)가 1~5% 함유돼 전자기적 특성이 우수하고 전력 손실이 적은 강판으로 전자기적 특성에 따라 방향성 전기강판과 무방향성 전기강판으로 구분된다. 한쪽으로 균일한 자기적 특성을 띄는 방향성 전기강판은 주로 정지방식의 변압기에 사용되며, 모든 방향에서 균일한 자기적 특성을 보이는 무방향성 전기강판은 회전방식의 구동모터 등에 사용된다.

무방향성 전기강판은 철손(Core Loss, 모터 코아의 철심에서 발생하는 전력 손실)량에 따라 등급을 나누며, 철손값이 3.5W/㎏ 이하인 경우 Hyper NO로 구분한다. 철손값이 낮은 Hyper NO로 구동모터를 제작하면 모터 효율이 상승한다.

오는 10월 1단계 준공을 앞 둔 광양제철소 Hyper NO 공장 건설 현장 모습. ⓒ 포스코

세계 최고 수준의 고효율 무방향성 전기강판인 포스코의 Hyper NO는 전기에너지를 회전에너지로 변화시키는 과정에서 발생하는 에너지 손실이 일반 전기강판 대비 30% 이상 낮다.

Hyper NO를 생산할 수 있는 기술력을 보유한 철강사는 세계적으로 매우 한정돼 있으며, 해당 철강사들은 수많은 특허로 생산 기술을 보호하고 있다. 포스코는 국내에서 양적·질적으로 독보적인 Hyper NO 관련 특허를 보유하고 있고, 글로벌시장에서도 특허 경쟁력에서 경쟁사들을 앞서 나가고 있다.

포스코는 Hyper NO 두께를 0.15㎜까지 생산 가능한 기술력을 보유함으로써 친환경 전기차용 구동모터 코아의 효율을 높이고 주행거리를 대폭 개선시키는데 앞장서고 있다.

글로벌 시장조사업체는 최근 급격한 친환경차로의 전환 및 부품 전동화에 따라 2025년부터는 구동모터 소재인 친환경차용 무방향성 전기강판 수요가 공급을 앞질러 2030년 92만7000톤의 소재가 부족할 것으로 분석했다.

오는 10월 1단계 준공을 앞 둔 광양제철소 Hyper NO 공장 건설 현장 모습. ⓒ 포스코

포스코 관계자는 "친환경차와 고급 가전 시장 리딩을 위해 Hyper NO 생산능력 증강을 위한 투자가 필요한 시기라고 판단하고, 지난해 4월 광양제철소에 총 1조원을 투자하는 연산 30만톤 규모의 Hyper NO 공장을 착공했다"며 "오는 10월 1단계 준공 예정으로 지난 7월3일부터 시운전을 시작했다"고 설명했다.

이어 "이번 공사는 포스코가 1979년 전기강판 첫 생산 이후 44년간 축적된 국내 유일의 전기강판 생산 노하우가 바탕이 돼 순수 자체 기술력으로 추진하고 있다"며 "특히 최신예 설비 도입으로 생산 가능 두께를 최대 0.1㎜까지 낮출 계획이다"라고 강조했다.

그동안 포스코는 포항제철소에서만 연간 10만톤의 Hyper NO를 생산해왔으나, 2024년 10월 2단계 준공이 완료되면 포항과 광양을 합쳐 연간 40만톤을 생산할 수 있게 된다. 이는 전기차 500만대의 구동모터 코아를 만드는데 쓰일 수 있는 양이다.

포스코는 향후 지속 증가하는 Hyper NO 수요에 대응하기 위해 국내외에 전기강판 공장 신·증설도 검토하고 있다. 

포스코모빌리티솔루션이 포스코의 고효율 무방향성 전기강판을 사용해 제작한 구동모터용 코아. ⓒ 포스코

이밖에도 포스코는 다양한 친환경차용 강재 개발을 주도하며 시장을 선도하고 있다. 구체적으로 포스코는 전기차 멀티 머티리얼(Multi-Material) 배터리팩을 개발했다. 배터리팩을 단위 부품으로 나누고 철강과 알루미늄을 기능에 따라 최적 부분에 배치해 재료 효율을 극대화하고 자동차업체들의 원가와 성능 요구사항을 동시에 만족시켰다. 

멀티 머티리얼 배터리팩은 기존 철강 배터리팩 대비 중량은 10% 낮추고 충돌성능은 20% 개선했으며, 동일 무게의 알루미늄 배터리팩 대비 제조 단가는 20% 이상으로 낮췄다.

더불어 포스코는 수소차 연료전지 금속분리판 소재인 Poss470FC를 독자 개발해 2018년부터 완성차업체에 공급함으로써 수소전기차 상용화에도 기여했다. 비용이 많이 들고 내구성이 약한 기존의 흑연 대신 가격이 저렴하고 성형하기 쉬운 Poss470FC는 크롬이 첨가돼 있어 녹이 잘 슬지 않을 뿐 아니라 전도성이 좋아 전기를 잘 전달하는 장점이 있다.

이외에도 포스코는 2021년 친환경차용 소재 브랜드 'e Autopos'를 론칭한 이후 전기차와 수소차 등 친환경차에 사용되는 포스코의 철강 및 이차전지소재를 활용하는 고객사를 대상으로 맞춤형 통합 솔루션 활동을 강화하고 있다.

포스코 관계자는 "앞으로도 포스코는 최우선적으로 고객목소리를 경청하면서 고객사와 친환경차의 미래를 함께 열어갈 계획이다"라며 "포스코는 친환경차 시대를 선도하는 생산체제를 단계적으로 구축해 차세대 강종 개발을 가속화해 친환경차 소재 전문 메이커로 발돋움한다는 방침이다"라고 말했다.