[르포] -162도 LNG 탱크 즐비, 모래 속 리튬 추출...호남서 무르익는 '뉴 포스코' 꿈

광양에 전기로·LNG·희귀가스 생산거점 집결

호주산 광석서 리튬 추출…양극재·재활용까지

철강 넘어 에너지·전략자원으로 사업 확장

지난 2일 찾은 전남 광양은 영화 '찰리와 초콜릿 공장'을 떠올리게 했다. 도시 곳곳에 포스코그룹의 생산시설이 자리 잡고 있어 마치 거대한 '포스코 마을'에 들어선 듯했다. 광양제철소 전기로부터 포스코인터내셔널의 액화천연가스(LNG)터미널, 포스코에어솔루션의 희귀가스 공장, 포스코퓨처엠의 양극재 공장, 포스코필바라리튬솔루션의 리튬 정제 공장, 포스코HY클린메탈의 폐배터리 재활용 공장까지. 철강을 넘어 소재와 에너지로 사업 영역을 넓혀가는 포스코그룹의 미래가 한 눈에 펼쳐졌다.
 

LNG 2터미널 전경 [사진=포스코]

영하 162도의 LNG를 저장하는 광양 LNG터미널은 보자마자 크기에 압도됐다. 바다를 배경으로 높이 약 55m에 달하는 거대한 원통형 저장탱크들이 늘어서 있었다.

서기식 포스코인터내셔널 터미널건설추진반장은 "저장탱크의 내부 지름은 약 84m에 달한다"며 "설계수명은 40년으로, 영하 162도의 액체 상태인 LNG를 장기간 저장할 수 있도록 설계됐다"고 설명했다. 광양 LNG터미널의 전체저장능력은 133만㎘로 단일 민간기업 기준 국내 최대 규모다. 전 국민이 약 40일 동안 사용할 수 있는 난방용 가스를 저장할 수 있는 양이다.

이어 찾은 신설 하역부두에서는 바다 위로 길게 뻗은 접안시설과 LNG 이송 배관이 눈에 들어왔다. 현장 관계자는 영하 162도의 LNG가 배관을 지나갈 때 주변 수분이 얼어붙어 여름에도 눈이 내리는 것 같은 광경이 펼쳐진다고 설명했다. 배관 옆에 지나갈 때는 겨울이 찾아온 듯 볼이 시리기도 했다.
 

포스코에어솔루션 공장 전경 [사진=포스코]

LNG 가스터미널에서 차를 타고 나와 조금 이동하면 보이는 여러개의 긴 탱크들. 포스코에어솔루션에서 생산되는 것은 반도체와 우주항공 산업에 필수적인 희귀가스다. 포스코에어솔루션은 광양제철소의 산소 생산공정에서 얻는 가스 등을 원료로 활용한다. 원료에 포함된 희귀가스 성분을 분리하고 불순물을 제거해 고순도 제품으로 만드는 방식이다.
 

이 공장은 연산 13만N㎥의 생산능력을 갖췄다. 회사 측은 이를 통해 국내 희귀가스 수요의 약 52%에 대응할 수 있을 것으로 보고 있다.

이튿날 찾은 광양 율촌산업단지에서는 배터리 핵심소재 생산 현장이 모여있었다.
 

양극활물질 제조를 위한 고온 열처리 장비를 점검중인 작업자 [사진=포스코]

연산 9만t의 생산능력을 갖춘 포스코퓨처엠 광양 양극재 공장은 양극재 제조와 품질검사 과정에 자동화 기술을 적용하고 있었다. 품질분석실에는 양극재 입자 크기와 잔류 리튬 함량을 측정하는 자동화 설비, 엑스레이 분석 장비와 전자현미경 등이 빼곡하게 들어서 있었다.
 

양극재를 고온에서 가공하기 위한 내화용기인 사가(Sagger)에 담겨있는 고온 열처리 공정을 마친 양극재 [사진=포스코]

소성로에서 구워져 나온 양극재는 겉면이 살짝 탄 브라우니를 연상케 했다. 이 공장은 위층에서 전구체와 리튬을 혼합한 뒤 아래층 소성로로 내려보내는 '탑다운(Top-down)' 방식으로 운영된다. 공장 내부에는 기계 작동음이 쉴 새 없이 울려 상당히 시끄러웠다.
 

포스코필바라리튬솔루션 원료(스포듀민 정광) 창고 [사진=포스코]

이어 찾은 포스코필바라리튬솔루션에서는 양극재의 핵심 원료인 수산화리튬이 생산되고 있었다. 원료창고에 들어서자 거대한 모래더미가 눈앞에 펼쳐졌다.

호주에서 들여온 스포듀민 정광이었다. 일반적인 광석을 떠올리면 생각나는 커다란 돌덩어리와는 달리 곱게 갈린 백사장 모래가 떠오르는 모습이었다.

손홍록 포스코필바라리튬솔루션 기술품질부장은 "호주 광산에서 채굴한 광석을 분쇄한 뒤 리튬이 포함된 스포듀민을 선별해 들여온다"고 설명했다. 이렇게 확보한 광석은 약 1000도에서 열처리한 뒤 황산과 혼합하는 과정을 거친다. 이후 물을 이용해 리튬 성분을 용액으로 추출하고 불순물을 제거한다. 단순한 모래더미처럼 보였던 광석에서 배터리 핵심소재를 뽑아내는 것이다.

공장에는 서로 다른 두 가지 생산기술이 적용됐다. 1라인은 포스코가 자체 개발한 전기투석 방식으로 이온교환막에 전기를 가해 리튬을 분리한다. 2라인은 수산화나트륨을 이용한 화학반응으로 수산화리튬을 생산한다. 포스코필바라리튬솔루션은 연간 4만3000t의 수산화리튬을 생산할 수 있다.

손 부장은 두 공정을 함께 운영하는 이유에 대해 "국가별 전기요금과 환경규제 등 생산 여건에 따라 유리한 방식이 달라질 수 있기 때문"이라고 설명했다. 두 기술의 장단점을 비교해 향후 해외공장 건설에도 활용한다는 취지다.
 

포스코HY클린메탈 탄산리튬동 생산설비 [사진=포스코]

마지막으로 찾은 포스코HY클린메탈은 이차전지 소재 공급망의 마지막 고리인 재활용을 담당한다. 이곳에서는 폐배터리와 배터리 제조공정에서 발생한 스크랩을 전처리해 얻은 블랙매스를 원료로 사용한다.

공장 내부에는 화학반응을 일으키는 대형 탱크와 액체·고체를 분리하는 설비들이 빽빽하게 들어서 있었다. 황산을 이용해 금속을 녹이는 침출 공정과 개별 금속을 분리하는 추출 공정, 고체 제품으로 만드는 결정화 공정 등을 거친다.

포스코그룹 관계자는 "이번 현장은 장인화 포스코그룹 회장이 추진하는 산업자원·전략자원·에너지자원 중심의 '트리플 코어' 전략을 눈으로 확인할 수 있다"며 "철강에서 쌓아온 기술력과 생산 기반을 활용해 에너지와 첨단산업 소재로 사업 영역이 넓어지고 있다"고 말했다.