[ET단상]우주항공 방산 핵심소재, 탄소 복합재

산업통상자원부가 우주·항공·방산 시대에 대응한 탄소 복합재 경쟁력 강화 전략을 통해 고성능 탄소 복합재 기술 자립화 방안을 최근 발표했다. 이날 이창양 산업통상자원부 장관을 비롯해 방윤혁 한국 탄소 산업진흥원장, 박종수 국도화학 부회장 등 15명이 참석한 '탄소 복합재 산업전략 원탁회의'도 진행됐다. 탄소 복합재란 탄소섬유에 플라스틱 수지를 첨가해서 만든 중간재와 이를 적용한 재료를 말한다. 고강도(철 대비 10배 이상 강도 구현), 경량(철의 4분의 1 무게)이라는 특성을 갖췄다.

최근 항공·우주·방산 시대가 도래하면서 고강도 경량의 탄소 복합재 수요가 급증했다. 무게 절감과 강도에서 장점이 있는 탄소 복합재 사용에 대한 관심도 증대했다.

탄소 복합재 적용에 따른 무게 절감은 에너지 소모 감소, 운송능력 향상, 비거리 향상 등으로 이어질 수 있다. 우주·항공·방산 분야뿐만 아니라 모빌리티, 기타 수요산업에도 높은 적용 가능성을 보인다.

특히 '항공·우주·방산 분야의 높은 수요'가 탄소복합재 시장 성장을 견인할 것이라는 전망이 우세하다. 일반적으로 사용되는 범용 탄소 복합재는 주로 자동차 내외장재, 브레이크디스크, 수소탱크 등에 사용된다. 일상생활에서는 낚싯대, 활, 골프채, 자전거 프레임 등에 다수 적용되고 있다.

고성능 탄소섬유를 적용한 탄소 복합재가 사용된 예로는 드론(동체와 프로펠러), 항공기(날개와 동체), 우주발사체(동체와 연료탱크) 등이 있다. 현재 탄소 복합재에 사용되는 범용 탄소섬유는 기술이 높은 수준에 올라와 자립화에 성공했다. 그러나 고성능 탄소섬유는 우리나라뿐만 아니라 대부분의 국가가 수입에 의존한다. 국내 공급망 안정화와 내수산업 확대를 위해서는 탄소 복합재 산업의 경쟁력 강화 전략이 절실하다는 이야기다.

앞에서 언급했듯 우주·항공·방산에 사용되는 고성능 탄소섬유는 미국, 일본 등 선진국이 시장을 선점하고 있다. 높은 해외의존도에 따른 공급망 불안정 문제가 대두될 수밖에 없다. 그러나 최근 정부와 민간 탄소 소재 기업들이 협업해서 고강도 탄소섬유 개발에 성공, 국내 탄소섬유 기술 역량과 잠재성을 보여 주고 있다.

국내 탄소 복합재 중간재와 부품을 제조하는 기업 대부분도 현재 탄소섬유를 일본, 미국 등에 의존하지만 국산화와 기술 자립화로 범용 탄소섬유뿐만 아니라 고성능 탄소섬유의 공급 문제가 해결되길 바라고 있다.

이번 산업통상자원부의 '우주항공·방산 시대에 대응한 탄소 복합재 경쟁력 강화 전략' 발표는 우주·항공·방산 분야 핵심 소재인 탄소 복합재 전후방 산업의 진흥을 위한 발전 전략이다. 2030년 탄소 복합재 선도국가 진입을 비전으로 삼고 탄소섬유 기술력 향상, 탄소 기업 육성, 내수시장 창출을 목표로 내걸었다.

3개 핵심 목표 달성을 위해 고성능 탄소섬유 핵심기술 확보, 민간 생산 능력 확충, 탄소 복합재 활용 촉진, 한국판 랩팩토리 구축 등 총 9개 정책전략도 제시됐다. 이는 우리나라 탄소 복합재 산업의 자립화와 기술력 향상 의지가 강하게 반영된 것으로 해석할 수 있다.

현재 탄소 복합재 산업 발전에서 주요 난관은 탄소섬유의 높은 가격, 고난도 탄소섬유 제작기술, 국제 인증 관련 문제 등이 있다. 이번 산업부의 '탄소 복합재 경쟁력 강화 전략' 발표를 통해 저가형 탄소섬유 요소기술 개발, 공정기술 고도화, 국산 탄소 복합재의 글로벌 신뢰성 제고 등 해결책의 의미는 중요하다.

박종수 한국탄소나노산업협회장

정부와 민간기업의 적극적인 협력으로 탄소 복합재 산업이 우주, 항공, 방산, 모빌리티 등 핵심 수요산업 분야의 진흥에 이바지할 것이라는 기대감이 높다. 앞으로 탄소 복합재 고경량 및 고강도 특성을 활용해 기존 금속이 자리하고 있는 부분을 대체하고 미래 유망산업에 적용돼 국가 주력 핵심 산업이 될 수 있길 기대한다.

박종수 한국탄소나노산업협회장 jamespark@kcania.or.kr

탄소복합재 산업전략 원탁회의(단체사진)

탄소복합재 산업전략 원탁회의(전략발표)