플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

<풍력발전> 풍력발전의 발전 효율을 더욱 향상시키기 위해 블레이드를 대형화하려는 시도가 이루지면서 최근 하이브리드 형태로 보강된 플라스틱이 개발되고 있다(사진. STX).

# 에너지 걱정 덜어줄 유망 소재로 융·복합 플라스틱에 주목

융·복합 소재에 대한 관심이 높아지며 플라스틱과 함께 변신을 꾀하는 소재들이 주목받고 있다.

특히, 에너지 생산, 변환, 소비, 재생 과정에서 에너지 효율을 개선하려는 치열한 노력들이 계속되는 가운데, 소재와 부품이 중심에서 그 역할을 다하고 있다.

폐기 에너지 회수 부문에서는 압전/열전 소재, 폐자원을 활용한 바이오 플라스틱 등이 주목 받고 있는데, 이에 대한 에너지 효율 개선의 요구가 커질수록 소재 산업에 대한 기대 수준도 높아질 것으로 보인다. 따라서 다양한 분야의 기술 역량을 향한 열린 자세를 갖는 것이 절실하다.

최근 IEA 보고서 역시 추가적인 에너지, 환경 정책 추진 없이 현재와 같은 에너지 소비 패턴으로 지속된다면 장기적으로 지구 온도가 6℃나 상승해 심각한 환경 파괴 문제를 초래할 수 있다고 경고하고 있다.

세계 에너지 수요 증가의 대부분을 차지하는 개발도상국의 경우 비용이 높은 신재생 에너지보다 쉽게 쓸 수 있는 화석 연료 기반의 에너지에 주로 의존할 것으로 예상되기 때문에 보다 효율적인 에너지 사용의 중요성은 특히 선진국을 중심으로 점점 더 커질 것이다. 이러한 분위기 속에서 플라스틱 소재의 변화도 큰 관심의 대상이다.

◆ 풍력 발전_ 하이브리드 형태의 보강된 플라스틱 개발

가장 먼저 에너지 전환 부문에서의 플라스틱 소재 개발동향 사례를 살펴보면 풍력 발전이 이슈로 꼽히고 있다. 재생 가능 에너지의 경우 풍력 발전과 태양광 발전의 비중이 가장 크고 기술 발전 속도도 다른 재생 가능 에너지에 비해 빠른데, 풍력 발전은 최근 원가 경쟁력이 어느 정도 확보되면서 급속히 성장하는 추세다.

또한 발전 효율을 더욱 향상시키기 위해 블레이드를 대형화하려는 시도가 이루지면서 대형 블레이드에 적합한 새로운 소재 개발이 중요한 이슈로 떠오르고 있다. 현재 가격 경쟁력 확보를 위해 비교적 가격이 싼 유리 섬유로 보강한 유리 섬유 강화 플라스틱이 주로 사용되지만 120m가 넘는 블레이드 제조를 위해서는 유리섬유에 비해 기계적 성질이 좋은 탄소 섬유를 추가로 사용해야 한다. 최근 탄소 섬유/유리 섬유 하이브리드 형태로 보강된 플라스틱이 개발되고 있으며 앞으로 탄소 섬유 사용 비중은 점차 높아질 것으로 예상된다.

◆ 수송 위한 경량화 소재_ ‘플라스틱 클레이’의 유·무기 복합소재 두각

수송을 위한 경량화 소재도 높은 관심을 받고 있다.

수송 분야에서의 에너지 효율 개선은 북미나 유럽의 환경 규제 강화로 인해 반드시 해결해야 하는 중요 과제 중 하나다. 경량화는 이를 해결하기 위한 가장 중요한 해결 방법이 되고 있으며 이 때문에 경량 소재에 대한 관심이 집중하고 있다.

한편 비금속 계열로서는 과거 플라스틱이 주로 사용되었지만 최근 유기 소재인 플라스틱과 클레이 등 무기 소재를 복합해서 만든 유무기 복합소재 그리고 탄소 섬유 복합 소재 등이 단연 두각을 나타내고 있다.

◆ 폐기 에너지 회수_ 바이오 플라스틱 소재 이슈

폐기 에너지 회수 부문에서는 바이오 플라스틱 소재가 단연 이슈로 꼽힌다.

그밖에 식용 자원을 원료로 이용하는 기존 바이오 플라스틱과 달리 폐목재 및 볏짚 등 폐자원을 원료로 사용해 바이오 제품을 생산할 수 있는 기술도 주목을 받고 있다. 이러한 기술은 폐자원을 활용해 기존 석유 기반의 석유 제품 및 석유화학 제품을 대체할 수 있는 제품을 생산할 수 있기 때문에 미래 유망 기술 중 하나로 꼽히고 있다. 주요 제품으로는 셀룰로오스 수지나 폴리유산(Poly Lactic Acid, PLA) 등 바이오 플라스틱이 이에 해당된다.

앞에서 살펴봤듯이 향후에는 에너지 효율성이 향상된 다양한 제품에 대한 요구가 점점 확대되면서 소재 부품 기업들은 이러한 변화에 보다 적극적으로 대응할 필요가 있다. 앞으로 수요 산업의 요구에 빠르게 적응하는 소재 부품 기업들과 그렇지 못한 기업 간의 격차는 점점 벌어질 것으로 예상된다. 소재 부품 기업들이 수요 산업의 요구에 빠르게 대응하기 위해서는 좀 더 수요 산업 관점에서 사업을 바라보는 시각이 필요하다.

실제 해외 DuPont, Arkema, Showa Denko 등 기업들은 환경, 에너지 등 미래 메가트렌드를 인지하고 플라스틱을 비롯한 금속 복합 소재 개발을 적극적으로 추진하고 있으며 이를 위해 관련 선두 기업을 인수하는 등 기술 확보에 적극적이다.

향후 융·복합 소재가 부상하면서 이종 소재 기업 간의 경쟁이 더욱 심화될 가능성이 높다. 이럴수록 플라스틱 기업들은 앞으로 수요 산업 중심의 관점 변화 그리고 다양한 분야의 기술을 획득하려는 열린 자세를 갖추는 것이 절실히 필요할 것으로 예상된다.