Korea's steel and petrochemical industries emit over 150 million tonnes of CO₂ per year — 25% of the country's total. Decarbonising them requires electrification, and the scale of the electricity demand that follows is rarely discussed honestly.

## The Electrification Routes

**Steel:** Replacing the blast furnace/basic oxygen furnace (BF-BOF) route with hydrogen direct-reduction and electric arc furnace (H₂-DRI-EAF) cuts CO₂ by 95%. The catch: electric arc furnaces run on electricity.

**Petrochemicals:** Naphtha crackers currently operate above 800 °C using methane as a heat source. Switching to electric heating (e-cracking) eliminates 94–100% of process CO₂. Again: electricity is the input.

## The Numbers

Korea currently produces 67 million tonnes of crude steel annually and 9 million tonnes of ethylene. Maintaining that output while electrifying 100% of both processes would require **345–405 TWh** of electricity per year — roughly 60% of Korea's entire 2023 generation (590 TWh).

The steel and petrochemical clusters in Pohang and Gwangyang alone would need **247–283 TWh**, six to seven times more power than those regions currently consume. This implies explosive electricity demand growth outside the Seoul metropolitan area — something Korea's grid planning has not adequately addressed.

## What the 11th Basic Plan Gets Wrong

The government's 11th Basic Plan for Electricity Supply and Demand (전기본) projects industrial electrification demand of just 63 TWh by 2038. That figure covers only the very early stages of hydrogen-reduction steelmaking and electric cracking introduction. Full electrification for carbon neutrality by 2050 requires more than five times that amount — for steel and petrochemicals alone.

Six more rounds of Basic Plan revisions remain before 2050. Each cycle must grapple seriously with how to project and accommodate industrial electrification at this scale. The conversation cannot wait.

한국에서 철강과 석유화학이 내뿜는 이산화탄소는 한해 1억5000만t이 넘는다. 국가 총배출량의 25%가 이 두 산업에서 나온다. 두 산업을 탈탄소하려면 에너지원을 화석연료에서 전기로 전환하는 '전력화'가 필수적이다.

## 전기화 경로

**철강:** 고로-전로(BF-BOF) 방식 대신 수소환원철-전기로(H₂-DRI-EAF)로 전환하면 이산화탄소 배출을 95% 줄일 수 있다.

**석유화학:** 나프타를 800도 이상의 고온에서 분해하는 크래킹 공정에서 메탄가스 대신 전기가열로로 전환하면 이산화탄소 배출을 94~100%까지 줄일 수 있다.

## 전력 수요의 규모

현재 한국의 연간 조강 생산량은 6700만t, 에틸렌 생산량은 900만t이다. 이 생산량을 유지한 채 공정을 100% 전기화하면, 총 **345~405TWh**의 전력이 필요하다. 2023년 한국 전체 전력 발전량(590TWh)의 60%에 달하는 양이다.

포항·광양의 철강·석유화학이 100% 전력화하는 데 필요한 전력량만 **247~283TWh**다. 지금보다 6~7배를 상회하는 전력이 필요한 것이다.

## 11차 전기본의 과소 추계

정부가 발표한 제11차 전력수급기본계획(전기본)은 2038년 산업부문 전기화 총 수요를 63TWh로 제시했다. 이는 전기화 초기 단계 수치다. 2050년 탄소중립을 위해서는 11차 전기본에서 내다본 산업 전체 전력화 수요의 5배가 넘는 전력이 필요하다.

2050년까지 남아있는 여섯 차례의 전기본 수립과정에서 산업 전력화 수요를 어떻게 반영할 것인지 깊은 논의가 필요하다.

Prepare for the Electricity Appetite of Steel and Petrochemicals

전기 먹는 철강·석유화학에 대비하라

Korea's ETS tightens the emissions cap in line with national targets, but market prices reflect the cheapest abatement options first — so the carbon price needed for large-scale plant conversion in steel and petrochemicals may form too late. Under the 4th allocation plan, the expected allowance price of about KRW 67,000 in 2040 falls short of the KRW 90,000–120,000 range required for industrial transition.

## Proposal: a Korean Market Stability Reserve (K-MSR)

This report proposes an auction floor price starting at **KRW 40,000 in 2026**, rising **7% annually in real terms**, with allowances left unsold at that price **permanently cancelled**.

- With the K-MSR in place, the projected price path exceeds KRW 90,000 by 2038 and reaches about KRW 103,000 by 2040
- The 40,000/7% path is designed to limit early auction shocks while crossing the KRW 90,000 decarbonisation price signal by 2038

## Conditions for adoption

The government should first codify the multi-year carbon pricing schedule and the cancellation procedure in legislation, then regularly review unsold volumes and actual cancellations, the gap between auction and secondary-market prices, and firms' capital investment plans.

한국 배출권거래제는 국가 감축목표에 맞춰 배출허용총량을 줄이지만, 시장가격은 비용이 낮은 감축수단부터 반영하기 때문에 철강과 석유화학의 대규모 설비전환에 필요한 탄소비용은 뒤늦게 형성될 수 있다. 제4차 할당계획의 총량과 산업별 감축수단을 고려하면 2040년 예상 배출권 가격은 약 6만 7,000원으로, 9만~12만 원의 산업전환 가격대에 도달하지 못할 가능성이 크다.

## 제안: 한국형 시장안정예비분(K-MSR)

본 보고서는 2026년 배출권 경매 최저가격을 **4만 원**에서 시작해 매년 **실질 7%**씩 높이며, 그 가격에서 팔리지 않은 배출권을 **영구취소**하는 한국형 시장안정예비분(K-MSR)을 제안한다.

- 해당 제도 도입 시 배출권 가격 경로는 2038년에 9만 원을 넘고 2040년에는 약 10만 3,000원에 도달할 것으로 전망된다
- 4만 원·7% 경로는 도입 초기의 경매 충격을 줄이면서 2038년에 탈탄소 가격 시그널인 9만 원을 넘도록 설계한 시나리오다

## 도입 조건

정부는 다년 탄소가격제 및 유상할당 취소 절차를 법령으로 먼저 정하고, 시행 이후에는 유찰량과 실제 취소량, 경매가격과 2차시장 가격의 차이, 기업의 설비투자 계획을 정기적으로 검토하여야 한다.

Proposes a Korean Market Stability Reserve: an auction floor price starting at KRW 40,000 in 2026, rising 7% annually in real terms, with unsold allowances permanently cancelled.

2026년 배출권 경매 최저가격을 4만 원에서 시작해 매년 실질 7%씩 높이고, 유찰된 배출권을 영구취소하는 한국형 시장안정예비분(K-MSR)을 제안합니다.

A Korean Market Stability Reserve (K-MSR) for industrial decarbonisation

한국 탈탄소 산업전환을 위한 K-MSR 도입 방안

Discussions of low-carbon transition in Korea's steel industry have centred largely on short-term burdens: rising upfront capital cost, employment adjustment, and regional economic contraction. In communities heavily dependent on steel — Pohang, Gwangyang — concerns about the negative side of transition persist. But these concerns derive less from transition itself than from the **structural risk that accumulates if transition is delayed or insufficient**.

## Why This Study

Quantitative analysis has been limited on how the **pace** of low-carbon transition affects national output, value added, and employment over the long term — and how the timing of transition shifts both the magnitude and trajectory of economic outcomes.

Steel is tightly linked to many downstream industries, so any analysis confined to a single sector or to short-term effects misses the net effect of transition.

## Methodology

Using **Input-Output (IO) analysis**, this study:
- Compares the socioeconomic impact of different steel-transition speeds on the national economy
- Quantifies the opportunity cost of delayed transition
- Analyses output, value-added, and employment effects across transition-speed scenarios

## Key Findings

The analysis shows that faster low-carbon transition in steel:
- Creates greater GDP and employment gains nationwide
- Provides long-run benefits to the regional economies of Pohang and Gwangyang
- Reframes delayed transition as an opportunity-cost increase, not a short-term cost saving

## Conclusion

The low-carbon transition of the steel industry is empirically shown to be not merely a **climate-policy cost but a new opportunity for national growth and job creation**. The study demonstrates that accelerating the transition is also the economically rational choice for government and industry.

그동안 철강산업의 저탄소 전환 논의는 초기 투자비용 증가, 고용 조정, 지역경제 위축 등 단기적 부담에 주로 초점이 맞춰져 왔으며, 특히 포항·광양 등 철강산업 의존도가 높은 지역에서는 전환 과정의 부정적 영향에 대한 우려가 지속되어 왔다. 하지만 이러한 우려는 전환 자체의 문제라기보다, **전환이 지연되거나 불충분하게 이루어질 경우 누적될 구조적 위험**에 더 크게 기인한다.

## 연구의 필요성

저탄소 전환 속도의 차이가 국가 경제 전반의 생산, 부가가치, 고용에 장기적으로 어떠한 영향을 미치는지, 그리고 전환 시점의 차이가 경제적 성과의 크기와 경로를 어떻게 달라지게 하는지에 대한 **정량적 분석**은 제한적이었다.

철강산업은 다수의 연관산업과 긴밀히 연결되어 있어, 개별 업종이나 단기 효과에 국한된 분석만으로는 전환의 순효과를 충분히 평가하기 어렵다.

## 분석 방법론

**산업연관분석(Input-Output Analysis)** 을 활용하여:
- 철강산업 저탄소 전환 속도 차이가 국가 경제 전반에 미치는 사회경제적 영향 비교
- 전환 지연이 초래할 기회비용을 구체적인 수치로 제시
- 다양한 전환 속도 시나리오별 생산, 부가가치, 고용 효과 분석

## 핵심 발견

분석 결과, 철강산업의 저탄소 전환은:
- **빠를수록** 국가 전체 GDP와 고용 창출에 긍정적
- 포항·광양 지역경제에도 장기적으로 유리
- 전환 지연은 단기 비용 절감이 아닌 장기 기회비용 증가로 이어짐

## 결론

철강산업의 저탄소 전환은 단순한 **기후정책적 비용이 아니라, 국가 경제 전반의 새로운 성장과 고용 창출 기회**로 기능할 수 있음을 실증적으로 확인하였다. 정부와 산업계가 전환 속도를 높이는 것이 경제적으로도 합리적인 선택임을 이 연구는 보여준다.

Input-output analysis showing that faster steel decarbonisation creates more GDP and jobs than delayed transition—reframing the low-carbon transition as an economic opportunity.

산업연관분석을 통해 철강 탈탄소화 속도가 빠를수록 GDP와 고용 창출 효과가 크다는 것을 보여줍니다.

Speed creates economic value: socioeconomic benefits of Korea's low-carbon steel transition

속도가 만드는 경제적 편익: 철강산업 저탄소 전환의 사회경제적 효과 분석

POSCO has pledged to reduce carbon emissions by 10% from its baseline by 2030. However, the extension of the lifespan and the suspected expansion of the **Gwangyang No. 2 blast furnace**, which began this year, could increase the required reductions to as much as **12.505 million tonnes**.

## Carbon Budget Analysis

According to scenarios examining the remaining carbon budget (allowable carbon emissions) for the Korean steel industry to meet the 1.5°C target, **four coal-based blast furnaces need to be shut down by 2030**. The Korean steel industry will risk depleting its carbon budget very soon if it fails to begin phasing out these facilities immediately.

The relining of the Gwangyang No. 2 blast furnace signals an intention to continue emitting huge volumes of carbon for at least another 15 years. This will clearly undermine not only Korea's national emissions reduction goals and its commitment to the internationally agreed-upon 1.5°C target, but also POSCO's own carbon-neutral roadmap.

In addition, the decision to reline the blast furnace risks exacerbating the global surplus of steel and hindering the efforts to meet the rising global demand for green steel.

## Recommendations for POSCO

Instead of investing in maintaining coal-based steelmaking, POSCO should prioritize transitioning to green steel. The company should also implement the following measures to demonstrate its commitment to decarbonization:

- Transparently disclose reduction alternatives and quantitative reduction plans for the period leading up to the commercialization of hydrogen-based direct reduction ironmaking (H2-DRI)
- Stop the ongoing relining of the Gwangyang No. 2 blast furnace, as it does not align with achieving the global 1.5°C target and carbon neutrality, and declare its immediate shutdown
- Incorporate a clear plan for the phased shutdown of all blast furnaces within the carbon neutrality roadmap

POSCO는 2030년까지 기준 배출량 대비 10% 감축을 공약하였다. 그러나 올해 시작된 **광양 제2고로**의 수명 연장 및 확장 의혹은 필요한 감축량을 최대 **1,250만 5천 톤**까지 확대시킬 수 있다.

## 탄소예산 분석

한국 철강산업이 1.5°C 목표를 달성하기 위해 잔여 탄소예산(허용 가능한 탄소배출량)을 검토한 시나리오 분석에 따르면, **2030년까지 4기의 석탄 기반 고로를 폐쇄**해야 한다. 한국 철강산업은 이러한 시설의 단계적 폐지를 즉시 시작하지 않으면 머지않아 탄소예산이 고갈될 위험이 있다.

광양 제2고로의 재라이닝(relining)은 향후 최소 15년 동안 막대한 양의 탄소를 계속 배출하겠다는 의도를 시사한다. 이는 한국의 국가 감축 목표와 국제적으로 합의된 1.5°C 목표 이행 의지뿐 아니라, POSCO 자신의 탄소중립 로드맵까지도 명백히 훼손한다.

또한 고로 재라이닝 결정은 글로벌 철강 공급과잉을 심화시키고, 증가하는 그린 스틸 수요에 부응하려는 노력을 저해할 위험이 있다.

## POSCO에 대한 권고

석탄 기반 제철 유지에 투자하는 대신, POSCO는 그린 스틸 전환을 우선해야 한다. 또한 탈탄소에 대한 의지를 입증하기 위해 다음 조치를 이행해야 한다:

- 수소환원제철(H2-DRI) 상용화 이전 시기까지의 감축 대안과 정량적 감축 계획을 투명하게 공개
- 광양 제2고로의 재라이닝은 글로벌 1.5°C 목표 및 탄소중립과 부합하지 않으므로 진행 중단 및 즉시 폐쇄 선언
- 모든 고로의 단계적 폐쇄 계획을 탄소중립 로드맵에 명확히 반영

Cost and emissions implications of life-extension vs. early retirement and DRI conversion.

수명 연장 대 조기 폐쇄 및 DRI 전환의 비용·배출 영향 분석.

Gwangyang Blast Furnace #2: extending life, delaying carbon neutrality

광양 2고로: 수명 연장과 탄소중립의 지연

The introduction of green hydrogen production support policies is a necessary condition for achieving national carbon neutrality goals, strengthening energy security, and enhancing industrial competitiveness. In the future, the competitiveness of foundational industries such as steel will depend on their ability to produce **low-carbon, high value-added products**.

## The Case for Domestic Green Hydrogen

Without strong support for low-carbon fuels such as green hydrogen and renewable energy, Korea's industrial structure risks remaining dependent on fossil fuels and may ultimately face obsolescence.

Expanding hydrogen-based steelmaking (Hydrogen-based Direct Reduced Iron — **H-DRI**) in Korea can accelerate the realisation of a hydrogen economy, not only reinforcing energy security but also contributing to job creation and regional economic development through new infrastructure investments.

## Cost Analysis: Domestic vs. Imported Hydrogen

Currently, the government plans to increase the domestic clean hydrogen self-sufficiency rate through imports of hydrogen produced abroad. However, it presents underestimated import price projections that do not accurately reflect the costs associated with the conversion and transportation of foreign-produced hydrogen.

If green hydrogen needed for hydrogen-based steelmaking is procured from abroad:
- Production cost per ton of steel will be **₩220,000 KRW higher in 2033**
- And **₩590,000 KRW higher in 2050** compared to using domestically produced green hydrogen

## Cost Offset Mechanisms

Even under optimistic projections for domestic green hydrogen price reductions, the additional cost of hydrogen-based steelmaking compared to the conventional blast furnace–basic oxygen furnace process is estimated to be around **₩300,000 KRW per ton of steel by 2050**. However, this cost can be partially or fully offset through:

- Falling PPA (Power Purchase Agreement) prices due to the expansion of renewable energy
- Introduction of policies supporting renewable energy production and procurement for electrolysis
- Expansion of the low-carbon steel product market

그린수소 생산 지원 정책의 도입은 국가 탄소중립 목표 달성, 에너지 안보 강화, 산업 경쟁력 제고를 위한 필요조건이다. 향후 철강과 같은 기간산업의 경쟁력은 **저탄소·고부가가치 제품**을 생산할 수 있는 능력에 달려 있다.

## 국내 그린수소가 필요한 이유

그린수소와 재생에너지 같은 저탄소 연료에 대한 강력한 지원이 없다면, 한국 산업구조는 화석연료 의존을 지속하다 결국 도태될 위험이 있다.

수소환원제철(H-DRI)을 국내에서 확대하면 수소경제의 실현을 앞당기고 에너지 안보를 강화할 뿐 아니라, 신규 인프라 투자에 따른 일자리 창출과 지역경제 발전에도 기여할 수 있다.

## 비용 분석: 국내산 vs. 수입 수소

현재 정부는 해외에서 생산된 수소의 수입을 통해 국내 청정수소 자급률을 높이는 계획을 제시하고 있다. 그러나 정부의 수입가 전망치는 해외 수소의 변환 및 운송 비용을 충분히 반영하지 못한 채 과소평가되어 있다.

수소환원제철에 필요한 그린수소를 해외에서 조달할 경우:
- 톤당 철강 생산비가 **2033년 22만 원 더 비쌈**
- **2050년에는 59만 원 더 비쌈** (국내산 그린수소 사용 대비)

## 비용 상쇄 메커니즘

국내 그린수소 가격 하락에 대한 낙관적 전망 하에서도 기존 고로-전로(BF-BOF) 공정 대비 수소환원제철의 추가 비용은 **2050년 톤당 약 30만 원** 수준으로 추정된다. 다만 이 비용은 다음을 통해 일부 또는 전부 상쇄될 수 있다:

- 재생에너지 확대에 따른 PPA(전력구매계약) 가격 하락
- 전해조용 재생에너지 생산·조달을 지원하는 정책 도입
- 저탄소 철강 제품 시장의 확대

Pathways and procurement structures to localise hydrogen DRI for Korean steelmakers.

국내 철강사를 위한 수소 DRI 현지화 경로와 조달 구조.

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