기지개 켠 탄소섬유 시장, 그 가능성은? :: 산업뉴스

BMW i3는 차체 기본골조 전체, 보잉 787은 동체의 50%에 탄소섬유 복합소재를 적용해 탄소섬유 대중화 가능성에 대한 기대감을 높인다. BMW는 탄소섬유분야 선도기업인 독일의 SGL과 합작하여 차체 제작을 위한 원사 및 설비공장에 투자함으로써 전기차 i-시리즈 생산에 투입할 예정이다. 보잉787, A350 등 최신예 항공기는 탄소섬유 복합소재를 동체에 50% 이상 적용해 경량화를 이루어 연료 효율을 높이고 쾌적한 실내환경 조성한다. SGL의 경우 최초로 연간 3천 톤의 자동차 차체 전용 생산 기지를 구축하고 대량생산에 대한 검증을 마쳐 탄소섬유 대중화에 대한 기대감을 심어준다.

탄소섬유란 견고한 육각 탄소고리가 끝없이 연결된 실이며, 철보다 10배 강하지만 무게는 4분의 1에 불과해 고강도 초경량 미래소재로 주목 받고 있다. PAN, 레이온 등 화학섬유를 수차례 높은 온도로 가열해 흑연화 과정을 거친 후, 에폭시 수지 등 플라스틱을 첨가해 견고한 구조 완성이다. 프로필렌으로부터 추출한 PAN계가 시장의 90%를 장악하고 있으며, 포스코도 구상중인 피치계 탄소섬유는 아직 상업화가 활발히 이루어지지 않는다.

글로벌 시장은 선두업체 도레이 등에 의해 과점화되어 있으며, 올해를 기점으로 효성·삼성 등 국내 기업도 앞다투어 진출해 경쟁 치열하며, 자동차, 풍력발전 블레이드 등 산업재 분야가 연 10%대의 빠른 성장을 견인하고 있으며, 이에 발맞추어 글로벌 업체들도 증설과 인수합병에 박차를 가하고 있다. 이러한 성장속도를 반영하듯, 글로벌 시장은 2011년 기준 35,000톤에서 2020년에는 두 배로 늘어나 70,000톤이 될 것으로 전망이다. 약 2,000톤 규모의 국내 시장에서는 전량 수입에 의존하던 원사를 올해부터 태광, 효성, 도레이 첨단과학이 경쟁적으로 생산에 돌입해 가격 하락 예상한다.

단시일 내 철강업을 위협하진 않겠지만, 가장 강력한 대체재 가운데 하나이며, 철강사는 제철과정 부산물을 활용한 피치계 사업 기회에 주목할 필요가 있다.
① 알루미늄의 약 4배, 철강의 약 9배나 되는 가격으로 인해 항공우주, 전기차, 수퍼카 분야에서 제한적 확산이 이루어질 전망이다.
② 자원 순환이 어렵고, 느린 화학반응과 많은 에너지를 소비하는 현재의 생산이다.
기술을 단기간에 혁신하기는 어려울 것으로 보여 철강 대체재로는 한계이다.
③ 제철소 부산물인 콜타르 피치를 활용해 기존 제품군과 차별화되는 초고탄성이다.
탄소섬유 생산기술을 연구해 항공우주 등 특수분야 사업 타진 가능하다.

출처: 포스코 경영 연구소