세라믹기술원, 쌍용 C&E '탄소 저감 시멘트 제조 기술' 현장 적용 성과 확인

철강 부산물 활용해 시멘트 원료인 석회석 일부 대체

산업 간 순환경제 모델 제시

한국세라믹기술원은 쌍용 C&E와 시멘트 제조 과정에서 발생하는 이산화탄소를 줄이기 위해 공동 연구를 추진하고 있다.ⓒ세라믹기술원

한국세라믹기술원은 쌍용 C&E와 시멘트 제조 과정에서 발생하는 이산화탄소를 줄이기 위해 공동 연구를 추진하고 있다고 27일 밝혔다.

특히 클링커 제조 시 다량의 CO₂를 배출하는 석회석을 대체할 수 있는 '비탄산염 원료'에 주목했다. 이 원료는 구조적으로 이산화탄소를 포함하지 않으며 고온 가열 과정에서도 CO₂가 발생하지 않아 시멘트 생산 과정의 구조적 배출을 줄일 수 있는 대안으로 평가되기 때문이다.

대표적인 비탄산염 원료는 철강 공정에서 발생하는 부산물인 슬래그로 주로 토목 공사용 성토재나 시멘트 혼합재 등으로 재활용되고 있다. 하지만 시멘트 클링커의 주요 원료로 활용하기에는 공정 안정성, 품질 확보 등의 기술적 제약이 존재한다.

이에 세라믹기술원은 산업통상부가 주관하고 한국산업기술기획평가원(KEIT)이 지원하는 '시멘트 원료(석회석) 대체 순환자원 확대 기술개발' 사업을 통해 슬래그를 석회석 대체 원료로 활용하는 클링커 제조기술을 개발해왔다.

그 결과 연구진은 원료 특성 분석, 품질 및 안전성 검증, 최적 공정 조건 설계 등을 수행하며 공정 투입 실험과 상용화를 위한 기술적 기반을 마련하고 있다.

이를 바탕으로 쌍용 C&E는 해당 기술을 실제 생산 현장에 적용해 포스코 철강 공정에서 발생하는 미세 분말 형태의 슬래그를 석회석 대신 클링커 제조 공정에 투입했다.

공정 투입 연구 초기에는 분말 슬래그가 저장 시설 내부에서 굳어 배출관을 막는 문제가 발생했지만 저장 직후 수분을 활용한 습식처리 공정을 도입하고 투입 조건을 세밀하게 조정함으로써 이를 해결했다.

그 결과 2026년 1월부터 안정적인 공정 운전이 가능해졌으며 개발한 기술의 현장 적용성과 탄소 저감 가능성을 확인했다.

쌍용 C&E 관계자는 "올해 1만t 이상의 미세 분말 슬래그를 클링커 제조에 투입해 시멘트를 생산할 예정으로 그 과정에서 약 3000t의 CO₂감축을 목표로 하고 있다"고 밝혔다.

또한 주용식 세라믹기술원 박사는 "이번 성과는 철강 부산물을 시멘트 클링커 원료로 활용함으로써 산업 간 자원순환 구조를 구축한 사례"며 "비탄산염 원료 적용을 지속 확대해 시멘트 산업의 탄소중립 전환을 앞당기겠다"고 밝혔다.