차량경량화 열쇠는 탄소섬유… 미래 개척하는 기업들

[머니S리포트 '미래 산업의 쌀' 탄소섬유] ③ 한국카본·성우하이텍 등 활약

[편집자주]'꿈의 신소재'로 불리는 탄소섬유 시장을 개척하기 위한 국내 기업들의 발걸음이 빨라지고 있다. 탄소섬유는 철보다 가볍고 강도가 높은 데다 내부식성, 내열성 등 다양한 강점을 지녀 향후 철을 대체할 소재로 꼽힌다. 일본이 장악한 시장이지만 효성첨단소재를 비롯한 국내 기업들은 끊임없는 투자와 경쟁력 강화를 통해 글로벌 입지를 확대하는 데 사활을 걸고 있다. 탄소섬유 시장을 향한 국내 기업들의 도전을 조명해봤다.

2021년 11월 서울 강남구 코엑스에서 열린 '국제 복합소재 전시회'에 전시된 탄소섬유로 만든 자동차 부품. / 사진=뉴스1 구윤성 기자

▶기사 게재 순서
①철보다 가볍고 튼튼… 성장판 열리는 '꿈의 신소재' 탄소섬유
②日 장악 시장에 태극기… 효성첨단소재 탄소섬유 뚝심
③차량경량화 열쇠는 탄소섬유… 미래 개척하는 기업들

탄소섬유는 기존에 철이 사용됐던 모든 제품과 산업분야의 새로운 핵심소재로 주목받고 있다. 생활용품이나 스포츠·레저 등 범용분야를 넘어 향후 항공우주 산업에서의 수요 급증, 자동차 경량화를 통한 연료 소비효율 증대, 풍력발전 산업에서의 수요 증가를 기반으로 활용범위가 더욱 빠르게 확대될 전망이다. 국내 주요기업들도 일찌감치 성장성을 눈여겨보고 탄소섬유를 원재료로 한 직물, 프리프레그 등 중간재는 물론 다양한 산업분야에 필요한 복합소재 응용제품을 생산하며 시장 확대에 집중하고 있다.

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탄소섬유 중간재 기업은 어디?

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중간재 분야 대표 기업은 한국카본이 있다. 한국카본은 탄소섬유 직물, 프리프레그, 복합소재를 생산하는 업체로 1984년 국내 최초로 탄소섬유를 수입해 낚싯대 제조업체에 탄소섬유 프리프레그를 공급했다. 현재는 자전거, 기계부품, 자동차 루프, 낚싯대, 골프채 샤프트, 산업용 롤 등 다양한 분야에 제품을 공급하고 있다.

한국카본은 미래 먹거리를 위한 기술확보에도 공을 들이고 있다. 세계 탄소섬유 시장의 전방산업별 비중은 항공우주·방위산업 부문이 58.67%로 스포츠·레저용품 제조부문(9.98%)에 비해 압도적이다. 시장 확대를 위해서는 항공우주 등 첨단산업분야의 경쟁력을 강화해야 한다.

한국카본은 2014년에는 항공기 소재 생산에 필수적인 AS 9100 인증을 취득했고 국내에서 유일하게 항공기용 바닥재 제품을 생산하고 있다. 2018년에는 이스라엘 국영 방산업체인 IAI와 합작으로 KAT를 설립했다.

신재생에너지 분야에서의 탄소섬유 응용에서도 두각을 나타내고 있다. 2017년 두산에너빌리티가 주관한 탄소섬유 풍력 블레이드 개발 과제를 성공적으로 마치고 국내 최초로 상용화하는 데 성공했다.

한국카본은 생산능력 확대와 역량 강화도 추진하고 있다. 2019년에는 탄소섬유를 비롯한 복합소재 부품 글로벌 수요에 대응하기 위해 베트남 베카멕스-빈프억 공단에 해외 첫 생산거점을 마련했다. 지난해 9월에는 탄소섬유·유리섬유 직물 제조업체 한국신소재를 흡수 합병해 고부가 방산, 우주, 전기자동차 부품 산업 등에 진출할 기반을 마련했다. 한국카본 관계자는 "기존 사업은 물론 성장성 높은 신규 사업을 적극 추진해 주주 가치를 제고해 나갈 것"이라고 밝혔다.

현대화이바도 탄소섬유 중간재 분야의 강자로 꼽힌다. 1981년 설립 이후 섬유복합소재 분야에서 한우물을 파왔으며 탄소섬유를 활용해 원단을 직접 제작, 용도에 따라 수지를 함침시킨 프리프레그를 생산하는 등 다양한 복합재료를 생산하고 있다.

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車 경량화 등 활용범위 넓히는 기업들

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자동차 부품 제조사 성우하이텍은 복합소재 응용제품을 통해 차량 경량화에 주력하고 있다. 친환경 시대를 맞아 연비 개선을 위해 차량 경량화는 자동차 업계의 필수 과제로 떠올랐다. 탄소섬유는 금속이나 세라믹을 대체할 수 있는 경량 구조부품을 제공할 수 있는 소재로 꼽힌다. 일본 도레이에 따르면 차축과 차체에 탄소섬유 복합소재를 사용할 경우 자동차 무게가 약 30% 정도 가벼워지는 것으로 전망된다.

성우하이텍은 국내 차체 업계에서 최초로 연구개발(R&D)센터를 건립해 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 활용한 차량 경량화 과제 등을 추진 중이다. 특히 CFRP를 활용한 수소연료저장장치(수소탱크) 개발에 앞서있다는 평가를 받는다. 수소전기차의 수소탱크는 높은 압력을 거쳐야하는데 CFRP는 강철보다 가볍고 강도가 높기 때문에 안전성 확보는 물론 자동차 경량화에도 효율적이다.

아진산업 역시 2015년 탄소섬유 복합소재를 적용한 경량 자동차부품을 개발한 데 이어 2016년 탄소복합재료를 적용한 차체 충격흡수 빔 개발에도 성공했다. 아진산업의 탄소복합재 성형기술이 적용된 자동차부품은 기존보다 30% 가볍고 강도는 20% 높은 것으로 알려졌다.

2019년에는 일본의 경제보복 조치가 탄소섬유 분야로 확대될 것이란 전망이 나오자 탄소섬유를 활용한 프리프레그를 개발해 국산화 기반을 마련했다. 서중호 아진산업 대표가 탄소복합재연구조합 초대 이사장을 역임할 정도로 탄소섬유 사업에 역량을 집중하고 있다.

한국화이바도 항공기에 활용되는 탄소섬유 복합재료를 생산하고 있다. 각종 비행체 및 발사체를 포함한 방위산업과 누리호 위성보호덮개 제작 등 우주·항공 분야, 유리섬유 복합관, 철도차량 내·외장재 등 다양한 사업에 참여하고 있다.