[글로벌이코노믹 김국헌 기자] 철은 산업의 쌀이라고 불린다. 자동차, 조선, 가전, 건설 등 전방위 수요산업에 완제품을 만드는 기초 소재로써 사용되기 때문이다. 이러한 철의 아성에 도전하는 많은 소재들 중 유독 주목받는 소재가 있다. 바로 탄소소재다. 탄소소재 시장은 수요는 자동차, 항공산업 등 수요업계의 경량화 요구에 따라 빠르게 성장하고 있지만 우리나라는 아직 걸음마 단계에 머물고 있다. 탄소소재를 미래 국가 먹거리로 만들기 위해서는 범국가적 차원의 지원과 제도적 지원 마련이 절실하다는 지적이다. [편집자 주]
◆ 탄소섬유의 적용범위는?
독일의 튜닝업체 만소리(Mansory)는 차체의 모든 부분을 탄소섬유 강화플라스틱으로 제작해 화제를 모았다
탄소섬유는 100% 복합재료로 사용되며, 적용 분야와 최종재의 특성에 따라 다양한 가공법이 적용된다. 항공기, 전투기, 미사일, 자동차 외장재, 자동차 부품, 산업용 풍력 장치, 압력탱크, 건축용 교량, 해양, 스포츠 등 산업 전반에 쓰인다. 탄소섬유를 활용해 탄소섬유복합재로 만들 경우 그 활용 범위는 더 넓다.
BMW는 전기차 i3의 기본 골조 전체를 탄소복합소재(CFRP)로 제작하며 기존 슈퍼카에만 쓰였던 탄소섬유가 양산차에 사용 가능해 대중화로 이어질 수 있다는 것을 입증했다. 이어 플러그드인 하이브리드 스포츠카 i8에도 i3에 사용된 탄소복합소재 기본 골조를 적용했다. 앞으로 BMW는 자동차 구조 소재로 탄소복합소재를 계속해서 활용할 방침이다. 탄소복합소재를 사용해 차체의 무게를 낮추고 에너지 효율을 높일 계획이다. 현대차그룹도 최근 출시된 3세대 쏘렌토에 탄소섬유를 적용하기로 했다고 밝혔다.
보잉787, 에어버스A350 등 최신 항공기 기종에서도 50% 가까이 탄소섬유복합소재를 적용해 항공기 경량화를 통한 연료 효율을 높이는 데 성공했다. 최근에는 미국 보잉사가 도레이와 10년에 걸친 1조엔 규모의 공급계약을 체결하기도 했다. 도레이는 계약 체결에 따라 2012년보다 50% 증가한 2만7000톤까지 생산능력을 키울 예정이며, 미국 사우스 캐롤라이나에 1000억엔을 투자해 제 2 미국 공장을 건설한 뒤 2017년 가동을 시작한다고 밝혔다.
이 외에도 인체 생체 적합성이 우수해 인공 뼈, 장기에 탄소섬유를 적용하는 방안을 연구 중이며, 무게가 가볍고, 마모와 부식에 강하다는 장점이 있어 의족도 개발된 바 있다. 미국 미쉐린 사는 공기 없는 타이어, 험비(군용지프차)용 타이어를 개발해 상용화를 준비하고 있다.
◆ 2030년 탄소섬유 시장규모 100억달러 이상으로 성장 기대 "국내 업체들도 도전장"
탄소섬유 세계 생산량 추이(자료: High Performance Composites)
현재 탄소섬유 자체만의 시장규모는 연 20억 달러 규모에 달한다. 연 평균 12% 성장하는 추세로, 오는 2030년에는 시장 규모가 100억 달러 이상으로 성장할 것으로 기대된다. 탄소섬유 및 복합재료가 자동차, 항공기 등 다양한 산업에 전방위적으로 사용될 경우 이를 통한 경제적 파급 효과는 더 커질 전망이다.
일본의 예상에 따르면 세계 탄소섬유 수요는 2006년 2만7300톤 수준에서 2015년 7만톤 이상으로 성장한 것으로 분석된다.
중국의 탄소섬유 시장 확대도 긍정적이다. 홍웬증권 애널리스트는 2015년 중국의 탄소섬유 총수요가 연간 약 1만3500톤에 이르고 앞으로 몇 년간 탄소섬유시장이 크게 성장해 연평균 성장률이 18%를 넘을 것으로 전망했다.
탄소섬유 시장은 일본계 기업이 강세다. 2013년 기준 탄소섬유 세계시장 점유율은 도레이가 32%로 1위다. 데이진이 12%, 미쓰비시레이온이 9%, 독일 SGL그룹이 8%로 뒤를 잇고 있다.
일본계가 강세인 탄소섬유 시장에 우리 업체들도 도전장을 내밀고 있다.
국내 탄소섬유는 2012년까지 전량 수입에 의존하였으나 2012년 이후 효성, 태광 등이 연이어 진출하며 상용화 설비를 가동하여 자체수급을 하기 시작하는 등 맹추격에 나서고 있다.
효성은 2013년 5월 전주공장을 준공하며 연산 2000톤 탄소섬유 생산체제를 갖췄다. 2020년까지 1만4000톤 생산능력을 갖출 계획.
효성은 일본과 미국이 30여년간 독점해온 탄소섬유 시장에서 탄소섬유 탄섬을 개발해 2013년 5월 상업 생산을 시작했다. 탄섬은 우주ㆍ항공, 자동차, 방위산업 등에 사용된다. 효성은 지난 2014년 3월과 6월 현대자동차의 콘셉트카 인트라도에 차체 뼈대와 지붕, 사이드 패널을 공급했다. 효성은 2020년까지 총 1조2000억원을 투자해 연산 1만4000톤 규모의 탄소섬유 생산능력을 갖출 계획이다.
GS칼텍스도 탄소섬유를 미래 신성장사업으로 육성하고 있다. 국제유가 하락과 정제마진 축소로 기존 정유사업의 수익성이 악화되고 있는 가운데 새로운 고부가가치 사업에 대한 투자 전략이다. 전주시와 GS칼텍스에 따르면 전주시 한국탄소융합기술원내 벤처 2동에 입주해있는 GS칼텍스는 피치계 탄소섬유 파일럿 시설 구축작업을 마쳤으며 샘플 테스트를 거쳐 다음달부터 본격 시험생산에 들어갈 계획이다. 국비 30억원 등 총 64억이 투입된 이 시설은 연간 생산규모는 50톤 안팎이며 2년 정도의 시험생산과정을 거쳐 본격 생산하게 된다. 양산체체에 돌입하면 연간 500톤 규모가 출시될 전망이다.
태광산업은 울산공장에 연산 1500톤 규모의 생산설비를 가동하고 있고, 삼성종합화학은 독일 SGL의 탄소섬유 복합소재를 들여와 국내에서 마케팅과 판매 사업을 벌이고 있다. SK케미칼은 미쓰비시레이온의 탄소섬유 원사를 국내로 가져와 가공 및 판매를 진행하고 있다. 김국헌 기자 khk@
