철보다 가볍고 강하다...태양광 시장 커지자 함께뜨는 '탄소섬유'

미래소재로 주목받는 '탄소섬유'가 태양광 글로벌 시장의 성장과 함께 불티나게 팔린다. 철보다 10배 강하면서도 무게는 4분의 1 수준이다. 수소 생태계와 항공우주 분야에서도 핵심 소재가 될 전망이다. 기업들의 생산 설비 투자에 속도가 붙는다.

3일 업계에 따르면 효성첨단소재는 2028년까지 1조원을 투자해 전주 탄소섬유 공장을 연산 2만4000톤(t) 규모까지 확대할 예정이다. 속도는 높인다. 기존 2025년에 1만4000톤에서 2024년 1만4000톤 증설로 시기를 1년 앞당겼다. 현재는 연산 9000톤 규모다.

도레이첨단소재는 경북 구미 탄소섬유 공장 증설을 검토하고 있다. 현재 구미 공장의 탄소섬유 생산량은 연산 4700톤이다. 지난 2월 이창양 산업통상자원부 장관이 도레이의 닛카쿠 아키히로 사장과 만나 탄소섬유 생산과 관련한 한국 투자를 확대해달라고 요청했다. 도레이 측은 탄소섬유 한국 투자 확대를 적극적으로 고려하겠다는 입장을 밝혔다.

탄소섬유는 꿈의 신소재라 불린다. 원사 안에 탄소가 92% 이상 함유된 섬유로, 철보다 10배 강하지만 무게는 4분의 1에 불과하다. 탄성은 철의 7배에 달하며 내열성과 전도성이 우수하다. 자동차 소재를 만들면 차 연비가 좋아지고, 수소 등 고압이 필요한 용기는 탄소섬유로 감아 만들면 부피가 줄어든다.

효성첨단소재 탄소섬유 생산시설 증설에는 중국의 태양광 단열재 수요가 영향을 미쳤다. 이전엔 태양광 단열재로 교체주기가 짧은 세라믹을 썼는데 강도가 높은 탄소섬유로 빠르게 대체된다. 새 수요가 탄생한데다 기존 매출처인 수소탱크 등 고압용 수요도 계속 늘어난다.

최근 중국 태양광 폴리실리콘, 잉곳의 성장로용 단열재 수요가 급증하며 효성의 탄소섬유 중국향 선판매 물량도 예상보다 빠르게 늘어나는 것으로 알려졌다. 하나증권에 따르면 중국의 태양광용 폴리실리콘 생산량은 지난해 85만톤에서 올해 134만톤, 2024년 191만톤까지 급증할 것으로 예상된다.

태양광 시장의 성장은 앞으로도 계속될 전망이다. S&P Global에 따르면, 지난 1분기 미국 태양광 패널 수입량은 컨테이너 기준 5만227TEU(6미터 길이 컨테이너 1개)로 사상 최대치를 기록했다. 이는 지난해 4분기보다 12%p 증가한 수치로 세 분기 연속 상승세다. 대규모 태양광 프로젝트가 재가동되고 미국 인플레이션 감축법(IRA) 상 재생 에너지 인센티브 지급도 개시된 덕이다.

생산기업 입장에선 높은 수익성이 최대 장점이다. 태양광 밸류체인에서도 폴리실리콘 대비 탄소섬유 생산기업이 적기 때문에 경쟁 강도가 낮다. 증권업계는 2025년까지 효성첨단소재의 탄소섬유 영업이익이 연평균 42% 성장할 것으로 본다. 전사 이익에서 차지하는 비중도 2022년 8%에서 2025년 24%로 높아질 것으로 예상된다.

태양광, 수소 등 친환경에너지뿐 아니라 항공우주 분야에서도 필수소재로 주목받는다. 효성첨단소재가 지난해 개발한 초고강도 T-1000급 탄소섬유는 항공우주 분야의 핵심 소재다. 알루미늄 등 기존 소재보다 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 항공기 동체와 부품, 인공위성 등에 활용할 수 있다.

소재 업계 관계자는 "최근 탄소섬유 생산공장 증설은 한동안 태양광 시장이 성장할 것이란 기대에 따라 수요에 대응하기 위한 투자 움직임"이라며 "친환경에너지, 항공우주 분야에서 고부가 가치를 만들어내는 필수 소재인 만큼 미래 수익성을 이끌 것"이라고 말했다.

이세연 기자 2counting@mt.co.kr