▲ 철 보다 튼튼하고 가벼운 탄소섬유 복합재는 보잉 787 동체의 50%(무게기준)에 적용되고 있다..

철보다 강하면서 가벼운 꿈의 신소재인 탄소섬유 시장에 대기업들이 잇단 진출을 선언하면서 주목을 끌고 있다. 생산량이 늘고 경쟁이 치열해 지면서 일본 선두기업들이 수요기업과 네트워크를 구축해 맞춤형 복합소재 개발에 박차를 가하고 있는 점은 우리기업들이 눈여겨 볼 부분이다.

도레이첨단소재(회장 이영관)는 지난 3일 구미3공장에서 고성능 탄소섬유 1호기 공장 준공식 및 2호기 증설 기공식을 동시에 거행했다. 회사는 이곳에서 ‘도레이카(TORAYCA)’란 브랜드의 탄소섬유를 연산 2,200톤 생산하고 2014년 3월에 연산 2,500톤 추가 증설에 돌입할 계획이다. 2020년까지 1만4,000톤 규모로 늘릴 예정이다.

이에 앞서 태광산업은 지난해 3월 울산공장에서 PAN계(年 1,500톤)탄소섬유 양산에 들어갔다. 효성은 지난달부터 전주공장에서 연산 2,000톤 규모의 중성능 탄소섬유(T700급)를 생산하고 있으며 2020년까지 단계적으로 연산 1만7,000톤 규모로 확대할 계획이다.

이어 지난 8일 GS칼텍스는 피치(Pitch)계 활성탄소섬유 시제품을 내년 60톤 출시하고 2015년 양산에 돌입한다고 밝혔다. 피치는 석유·석탄의 정제과정에서 나오는 찌꺼기로 도레이, 효성, 태광산업은 폴리아크릴로니트릴(PAN)계를 원료로 탄소섬유를 생산하고 있다.

이로써 국내 탄소섬유 생산량은 현재 총 5,700톤을 기록하게 됐으며 2020년엔 3만톤 이상으로 늘어날 전망이다.

■고부가 복합재료시장 잡아라, 기업간 ‘합종연횡’

이처럼 기업들이 탄소섬유 시장에 적극 진출하고 있는 것은 소재가 가지고 있는 가볍고도 튼튼한 특성을 기반으로 복합재료 개발시 높은 부가가치를 창출할 수 있기 때문이다.

탄소섬유는 강판보다 강도는 10배 이상 높고 무게는 4분의 1 정도로 가벼워 환경규제에 대응하기 위한 경량화의 최적 소재로 주목받고 있다. 이에 우주항공, 자동차, 선박, 풍력, 의료장비, 스포츠, 건축 등에 점차 적용이 확대되고 있다.

시장전망에 따라 차이가 있지만 탄소섬유의 세계수요는 2012년 5만톤에서 2015년 8만톤, 2020년에는 14만톤 규모로 연평균 16%의 성장세를 보일 것으로 예상되고 있다. 금액으로는 kg당 40달러 기준으로 50~60억달러에 이른다.


탄소섬유의 진정한 가치는 이를 특화된 복합소재로 양산할 경우 가치가 엄청나게 뛴다는 점이다. 실제로 1㎏당 23~75달러 정도의 탄소섬유가 복합재로 가공돼 항공 등 응용분야에 적용하면 가격대가 125~633달러로 상승한다.

이에 현재 세계적인 탄소섬유메이커 TOP3인 도레이, 테이진, 미쓰비시레이온은 수요기업 및 파트너사와 굳건한 네트워크를 구축해 사업을 추진 중이다.

1971년 탄소섬유복합재를 처음 생산한 도레이는 꾸준한 기술투자를 통해 독보적인 기술경쟁력을 확보, 원료부터 가공까지 수직계열화했다. 2006년부터는 보잉 787 동체에 탄소섬유를 독점 공급하고 있으며 에어버스에 2011년부터 탄소섬유를 원료로한 기체재료를 15년간 장기공급키로 했다. 이밖에도 회사는 독일 다임러와 고급차량용 소재 공동 개발에 나섰다.

테이진은 자회사인 TOHO TENAX를 통해 에어버스에 탄소섬유 복합소재를 공급하고 있다. 계획이다. 또한 제너럴모터스(GM)과 손잡고 2020년까지 100만 대 넘는 차량에 탄소소재를 적용키로 했다.

미쓰비시레이온은 독일의 소재 메이커인 SGL그룹과 제휴해 BMW가 2015년에 발표 예정인 전기자동차용 소재를 공동 생산할 예정이다. 최근엔 SK케미칼에 탄소섬유를 공급하고 SK케미칼은 이를 가공해 중간재인 프리프레그를 생산한다는 협약을 체결했다.

업계 관계자는 “세계시장의 70%를 차지하고 있는 이들 일본 TOP3 기업들은 항공기뿐만 아니라 자동차 고부가가치품과 주요 부품시장을 새롭게 개척하고 있다”며 “우리 기업들도 저비용 탄소섬유 복합소재 공정기술을 확보하고 수요 네트워크 구축이 시급한 상황”이라고 제언했다.

▲ 탄소섬유의 절단면.