경량·고강도를 특징으로 우주·항공·방산 분야 적용 확대
정부, 탄소복합재 경쟁력 강화전략 통해 세계 시장점유율 10% 달성 목표
효성첨단소재, 2028년까지 탄소섬유 생산라인 꾸준히 증설

 

‘미래산업의 쌀’이라 불리는 탄소섬유의 성장성에 정부와 업계가 주목하고 있다. 탄소섬유는 유기섬유를 비활성 기체 속에서 가열, 탄화해 만든 섬유로 경량·고강도 등의 물성이 특징이다. 무게는 철의 4분의 1수준이지만 강도는 10배, 탄성은 7배에 달해 우주·항공·방산 등에서의 활용도가 커지고 있다.
지난달 31일 업계에 따르면 철보다 2배 이상 비싸 수요가 많지 않았던 탄소섬유는 무게 절감이 핵심인 우주·항공 및 방위 산업 등이 확대되면서 수요가 점차 늘고 있다.

산업통상자원부도 탄소복합재 세계 시장 규모가 2030년 100조원, 2040년 370조원이 될 것으로 예상했다. 탄소복합재는 탄소섬유를 활용하거나 탄소섬유에 플라스틱 수지 등을 첨가해 만든 중간재, 부품 등을 말한다.
이러한 성장성에 따라 정부는 지난달 탄소복합재를 ‘제2의 철강산업’으로 육성하겠다며 경쟁력 강화전략을 발표한 바 있다. 정부는 고성능 탄소복합재 분야의 기술 자립화, 반값 탄소섬유 개발에 2030년까지 총 1850억원을 투자한다고 밝혔다.

기술개발 투자, 민간 생산능력 확충, 탄소복합재 활용 촉진 등을 통해 2030년까지 세계 최고 수준의 기술력을 확보하고 세계시장 점유율 10%를 달성한다는 목표다. 이와 함께 국내 탄소복합재 기업이 세계적인 선도기업으로 성장할 수 있도록 기업의 생산능력 확대와 제품의 신뢰성 향상도 지원한다.
국내에서는 효성이 2011년 탄소섬유 개발에 성공한 뒤 집중 육성하고 있다. 효성첨단소재는 지난해 10월 철보다 14배 강한 H3065(T-1000급) 탄소섬유 개발에도 성공하기도 했다. 효성첨단소재가 개발한 T-1000급 초고강도 탄소섬유는 항공기 부품, 인공위성 등에 주로 사용되며 일본과 미국에 이은 세계에서 세 번째 개발 성공 사례다.
탄소섬유를 발사체에 적용하면 기존 소재보다 훨씬 가벼우면서도 탄성과 강도가 높아 추진력을 상승시킬 수 있다. 지난해 6월 발사한 누리호에 탑재된 위성체를 보호하는 페이로드 페어링에도 탄소 복합재가 사용됐다.
효성첨단소재는 2028년까지 1조원을 투자해 전주공장 탄소섬유 생산라인을 연산 2만4000톤까지 확대할 계획이다. 현재는 연산 2500톤 3차 증설을 진행 중이며 올해 상반기 증설이 끝나면 연간 9000톤의 생산능력을 확보하게 된다.
다만 국내 탄소소재 생태계는 아직 갈 길이 멀다. 현재 탄소복합재 세계시장 점유율은 일본이 54%, 미국 14%, 독일·중국 12% 등으로 소수국가가 독과점하고 있는 상황이다.

한국의 시장 점유율은 3%에 그치는 것으로 알려졌다. 또 우리나라는 범용 탄소복합재 분야에서 원천기술부터 양산까지 선진 수준의 기술력을 보유하고 있는 반면, 우주항공·방산에 주로 쓰이는 고성능 탄소복합재는 75% 수준에 머물러 있다.
이에 정부는 올해 탄소복합재와 우주항공·방산 업계로 구성된 ‘탄소복합재 얼라이언스’를 출범해 민간 역량을 결집하고, 경쟁력 강화전략을 뒷받침한다는 계획이다.