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  • 기사등록 2022-07-04 09:34:54
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"韓 우주항공 등 미래기술, 탄소소재산업 육성 급선무"






지난 6월 21일, 한국이 독자 개발한 우주발사체 ’누리호(KSLV-Ⅱ)‘가 인공위성을 목표궤도에 안착시키는데 성공하면서 본격적인 우주항공 시대의 서막을 열게 됐다. 오는 8월 3일에는 한국의 첫 달 탐사선 ‘다누리호(KPLO)’가 미국에서 스페이스X의 로켓에 실려 달을 향해 비상한다. 최근 글로벌 우주산업은 국가안보, 기상예측 등 정부 수요가 주가 되던 우주개발에서 글로벌 위성통신 서비스, 우주 관광 등 민간주도의 우주 개발 참여가 확대되는 ‘뉴스페이스’ 형태로 변화하고 있는 가운데, 우리 정부도 민간중심의 우주산업을 본격적으로 키우겠다고 밝혔다.


■우주산업, 탄소소재 수요시장 확보 기회

글로벌 기술 패권경쟁이 본격화되면서 주요 선진국들은 우주산업 등 첨단기술 육성, 공급망 안정화, 국제동맹 강화 등을 통해 자국의 경제안보를 지키기 위한 전략수립에 나섰다. 우주산업은 각종 최첨단 기술의 집결체이자 우주관광, 자원채굴, 인터넷 통신 등 다양한 영역에 걸쳐 새로운 산업자원을 확보할 수 있는 미래 신시장 창출 동력원이다. 탄소 소재는 초경량, 고강도, 온도변화에 대한 형상 안전성 등 우수한 물성을 바탕으로 우주선의 동체, 인공위성 발사체, 탐사선 동체, 페어링(보호덮개), 연료탱크 등의 핵심소재로 사용 되고 있다. 우주항공 분야에서 탄소소재는 없어서는 안 될, 필수적인 핵심소재로 우주 산업의 성장으로 탄소소재 수요 증가가 기대된다. 이에 우주산업은 탄소산업에 있어 탄소소재 기술력을 높임과 동시에 공급망을 확보하고, 나아가 거대한 수요시장을 확보할 수 있는 절호의 기회이기도 하다.


국내 우주산업 시장은 2020년 기준 3.4조원에서 2030년에는 7조원까지 성장할 것으로 전망된다. 우주산업 내 탄소섬유 복합재료 부품시장은 2030년까지 연간 14.3%의 성장을 보일 것으로 기대된다. 모건스탠리에 따르면 글로벌 우주산업시장 또한 2020년 3,870억 달러에서 2040년에는 1조 1,000억달러 규모로 성장할 것이라고 전망하고 있다. 세계 각국에서 우주산업을 민간주도형으로 전환하는 움직임이 가속화되는 가운데, 누리호 발사 성공을 계기로 국내 우주산업 생태계가 조성된다면 발사체나 위성체의 부품 제조를 위해 사용되는 탄소소재 시장의 성장 또한 기대해 볼만 하다.


■고성능 탄소소재 기술 확보, 공급망 강화·강국 도약

탄소섬유응용 분야 중 우주·항공·방산이 40.6%로 가장 높은 비중을 차지하고 있으며, 인조흑연 등의 탄소소재 또한 발사체 부품 제작을 위해 사용 가능하다. 하지만 우주·방산 분야에서 요구되는 범용·고강도·고기능성 탄소소재 기술의 경우 해외 수입에 의존하고 있는게 현실이다. 고성능 탄소소재 기술 확보는 국내 우주산업 성장의 기초가 되는 재료 공급망을 확보함과 동시에 요소기술 보유를 통해 과학기술 초강국으로 나아가는 발판을 마련해 줄 수 있다.


위성체와 발사체는 발사 시 발생하는 음향, 충격, 진동 등을 견뎌낼 수 있으며, 우주의 극심한 열 환경 조건에서 안정적으로 제어될 수 있어야 하기 때문에 그만큼 우수한 성능의 소재를 요구할 수밖에 없다. 국내 우주산업 발전을 위해서는 고성능 탄소소재개발부터 부품, 제품화와 신뢰성 검증에 이르기까지 전주기적인 관점에서 순수 국내 기술을 확보해야한다. 특히, 민간 주도 우주 사업으로 나아가기 위해서는 안정적인 소재 공급망 확보로 기업들이 원활하게 첨단 기능성 소재를 활용하고, 관련 기술을 적극적으로 개발할 수 있는 산업구조를 만들어 나가야 한다.


국제사회의 불확실성이 심화되고, 기술패권 경쟁이 가속화되면서 우리 산업은 무역, 외교 등 경제안보를 위협하는 요인들 앞에 마주하고 있다. 대한민국 산업 발전을 위해 가장 시급한 것이 우리 고유의 기술 경쟁력을 높이면서 대외 의존도를 줄여나가는 것이다. 일본과 미국은 일찍이 정부주도 하에 우주·방산 분야에서 요구되는 고성능 탄소섬유 소재의 최고 기술력을 확보하고, 공급망 체계를 안정적으로 갖추고 있으나 우리는 취약한 산업구조를 갖고 있어 탄소소재 공급에 있어 문제 발생 가능성이 높다. 이를 위해서는 생태계 초기에 놓인 탄소산업을 전략적으로 육성함으로써 국가 산업경쟁력 향상이라는 목표를 향해 나아갈 수 있도록 정부주도형 협력 거버넌스 구축이 뒤따라야 한다.


올해 초 정부는 탄소소재산업 및 우주항공 산업 관계자들과의 간담회를 시작으로 고품질 탄소소재 개발 및 양산을 위한 협력방안에 대한 논의를 진행해왔다. 소재산업 전반적인 관점에서 보면, 수요시장이 활성화 될 경우 소재시장의 경쟁력 또한 동반 성장하는 양상을 볼 수 있다. 수요시장에 적합한 소재기술 확보가 중요한 만큼, 기업들의 협력 거버넌스 구축을 위한 활동을 지속해나감으로써 기업 간 파트너십에 따른 성과 창출, 제도 및 정책 개선, 기술개발 및 상용화 등을 위한 전주기적인 플랫폼 구축으로 글로벌 시장에 적극적으로 참여할 수 있는 토대를 마련해야 할 것이다.


▲ 산업부에서 발표한 ‘우주항공 분야 탄소소재 6대 핵심기술 로드맵’



탄소 소재 핵심, 고성능 기술 확보 필요

연관산업 협력, 탄소소재·부품 시장 확대




■우주·항공·UAM 등 연관산업 융합·협력 확대

현재 글로벌 시장 변화는 매우 빠르고 복잡하며 역동적으로 움직이고 있다. 탄소소재·부품 시장의 성장을 위해서는 유연하면서도 공격적인 산업정책, 파트너십을 통한 입체적인 산업육성 실행 구조가 마련되어야 한다. 지금까지는 개별 산업들의 독립적인 성장과 지원 체계를 통해 국가 산업으로 만들어져왔다면, 이제는 융합과 협력을 통한 탄력적인 산업 경쟁력 확보 대책이 마련되어야 한다.


이를 위해 우주, 항공, 그리고 UAM(도심항공모빌리티) 등과 같이 서로 연관되어 있는 산업들을 중심으로 탄소소재·부품의 타겟 시장을 넓혀나가야 한다. 특히, 탄소소재·부품이 적용되는 시장을 보다 폭넓게 보고, 각 수요 시장에서 요구하는 수준에 적합한 탄소소재·부품의 개발과 실증, 인증, 그리고 실용화에 이르기까지 기업들의 적극적인 참여가 이루어질 수 있도록 하는 산업정책이 마련될 필요가 있다. 지금까지는 이러한 산업육성 프로세스가 단계적으로 진행해 왔다면, 앞으로는 급격하게 변화하는 시장상황에 유연하게 대응하기 위해 이 모든 과정들이 동시다발적으로 추진되어야 할 것이다. 또한 탄소소재·부품 수요-공급 기업간 협력체계를 더욱 공고히 해 나감으로써 각 산업들이 복합적으로 성과를 창출해 나갈 수 있는 구조를 만들어가야 할 것이다.


■탄소산업 육성, 연결과 융합 경계 넘어야

탄소소재·부품은 자동차 전장 부품에서 전기차·수소차의 연료전지나 탱크로, 항공기 동체에서 우주 발사체를 넘어 미래 모빌리티인 UAM 등으로 확장되는 등 앞으로 펼쳐지게 될 미래 첨단 산업에서 더욱 적용 가능성이 높은 소재다. 소재산업은 연결과 융합의 경계를 넘어설 때 더 큰 파급효과를 가져온다. 6대 탄소 소재가 갖고 있는 물리적·화학적 특성이 다양한 만큼, 산업간 융합을 통한 고부가가치 창출 가능성이 높다. 그렇기 때문에 산업 간 경계를 넘어 소재활용의 저변을 넓히고, 유관 산업들간의 연결을 통한 상호협력체계를 구축해 나감으로써 국산 소재·부품의 경쟁력을 높여나가야 한다. 우주용 탄소소재나 부품 개발의 결과를 적용함에 있어서 그 수요시장을 우주로 한정짓게 하는 누를 범해서는 안 될 것이다.


▲ 탄소복합재를 활용한 누리호 1,2단 동체 및 페이로드 페어링(사진 : 한국화이바 제공)

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