캐미칼리포트
효성첨단소재㈜, 탄소섬유 공장 증설
작성자 : 취재부
2019-03-07 |
조회 : 1642
- 전주공장에 468억 원 투자, 연산 4,000톤 규모로 2배 증설
- 수소·CNG 등 친환경 자동차 시장 성장에 따른 고압용기 수요 증가 대비
효성첨단소재㈜가 탄소섬유 공장을 증설한다.
효성첨단소재는 468억 원을 투자해 전북 전주공장에 탄소섬유 생산공장을 증설한다. 기존 부지에 라인을 추가해 현재 연산 2,000톤에서 4,000톤 규모로 증설하며, 2020년 완공될 예정이다.
이번 증설은 미래 친환경 자동차로 주목받고 있는 수소·CNG차, 전선 심재*의 경량화에 핵심소재이며 산업·항공용 미래첨단소재인 탄소섬유의 수요 증가에 대비하기 위해서다.
* 고압 전선을 지지하기 위해 안쪽(core)에 강철을 넣는데, 이를 탄소섬유로 대체할 경우 높은 탄성과 강도로 인해 고압 전선이 덜 처져 철탑과 철탑 간의 간격을 늘려 비용을 절감할 수 있음.
탄소섬유는 수소차의 핵심부품인 수소연료탱크와 CNG(Compressed Natural Gas, 압축천연가스) 고압용기 제작에 사용된다. 2030년까지 수소연료탱크는 120배, CNG 고압용기는 4배 이상 성장이 예상된다**.
** 일본 후지경제연구소 ‘2018 탄소섬유복합재료 관련 기술 및 용도 시장전망’ 수소연료탱크용, CNG 고압용기용 탄소섬유 판매량 기준 (2016년→2030년)
효성은 2015년부터 시내버스 CNG 고압용기용 탄소섬유를 납품해왔다. 탄소섬유 CNG 고압용기는 강철로 만든 용기에 비해 인장강도가 강해 폭발위험을 최소화해 안전하고, 2배 이상 가벼워 친환경적이다. 특히 수소차의 경우 경량화가 필수적이라 반드시 탄소섬유 고압용기를 사용해야 한다.
효성은 2007년 탄소섬유 개발에 뛰어든 이후 최단기간만인 2011년 국내 최초로 자체개발에 성공한 고성능 탄소섬유 브랜드 탄섬(TANSOME®)을 탄생시켰다. 2013년 5월부터 전북 전주 친환경복합산업단지에 탄소섬유 공장을 운영해 왔다.
탄소섬유는 철보다 4배 더 가볍고, 10배 더 강해 ‘꿈의 소재’로 불린다. 주로 연료용 CNG 고압용기, 자동차용 구조재, 풍력, 우주 항공용 소재와 스포츠 레저용 제품 등 철이 사용되는 모든 곳에 대체재로 활용할 수 있어 용도가 다양하다. 또한, 연간 13% 이상 급성장 하고 있는 시장으로 성장성과 진입장벽이 높아 미래첨단소재로 각광받고 있다.
[ 참고 ] 수소경제와 탄소섬유 시장전망
□ 정부, 수소경제 활성화 돌입
최근 친환경차 산업의 흐름은 전기차가 주도하고 있지만, 주행거리가 길고 중량이 무거울수록 수소차가 경쟁력이 있음. 전기차와 수소차는 각각 단거리와 장거리, 소형차와 대형차의 영역에서 미래 대체 차종의 역할을 하게 될 것으로 전문가들은 예상하고 있다.
정부는 최근 수소경제 활성화 로드맵을 발표해 전·후방 경제적·산업적 파급효과가 큰 수소를 미래 성장동력으로 삼고 수소경제의 중요성을 강조하고 있다. 정부는 지난해 약 1,800대 수준의 수소차를 2022년까지 약 8만1천 대, 2040년에는 약 620만대로 확대할 계획이라고 밝혔다.
수소차의 확산을 위해서는 수소충전소의 확충이 필수적인데, 2018년 12월 기준 전국에 구축된 수소차 충전소는 총 14곳이고, 그중 연구용이 아닌 일반인 사용이 가능한 곳은 10곳에 불과하다. 이에 정부는 국내 수소충전소를 2022년까지 310곳으로 확대하고, 2040년까지 1200곳으로 크게 늘리겠다는 충전소 구축 로드맵도 발표하여 수소차와 수소충전소 시장은 점차 확대될 것으로 기대된다.
□ 글로벌 수소차 시장 동향
수소차는 일반 내연기관 자동차와는 달리 민·관이 함께 특수목적법인(SPC)을 세우는 형태의 새로운 시장이 형성되고 있음. 이러한 생태계 조성은 일본과 중국, 미국에서도 매우 뚜렷하게 나타나고 있다.
전 세계 수소차 시장은 현재 약 1만 대 가량 수준으로 형성되어 있다. 이 중 대부분이 일본 토요타가 2015년 출시한 Mirai, 일본 혼다가 2016년 출시한 Clarity, 한국 현대자동차가 2018년 출시한 Nexo이고, 타 OEM의 수소차 시장 본격 진입은 2022년경부터 이뤄질 것으로 예상된다.
글로벌 수소차 시장 규모는 2020년 3만 대 수준을 형성한 후, 2022년에는 약 7.6만대, 2025년에는 약 18만대를 기록한 후 2030년에는 약 58만대 시장을 형성할 것으로 전망된다. 글로벌 수소차 시장은 2030년을 기점으로 아시아 지역이 약 59%인 35만대 시장을 형성하고, 유럽과 북미지역이 각각 12만 대로 약 20% 비중을 차지하게 되는 구조를 갖추어 장기적으로 아시아 지역이 수소차 시장을 이끄는 핵심지역이 될 가능성이 높다고 볼 수 있다.
□ 운송부문 탄소섬유 시장전망
수소차 모듈은 크게 연료전지시스템, 수소저장장치, 전장 장치의 3가지로 구분된다. 수소차 가격 중 2번째로 높은 비중(약 20%, 미국 에너지국 자료에 따르면, 수소저장용량 5kg 기준 가격은 대략 400만 원 수준으로 추산)을 차지하는 것이 수소저장장치다.
일본 후지경제연구소의 ‘2018 탄소섬유복합재료 관련 기술 및 용도 시장전망’ 자료에 따르면, 글로벌 탄소섬유 시장은 2016년부터 2030년까지 15년간 판매량 기준 약 383%, 금액 기준으로는 약 211% 성장할 전망이다. 그중 수소탱크와 CNG 고압용기에 쓰이는 탄소섬유 시장은 같은 기간 판매량 기준 937%, 금액 기준으로는 691%가량 성장할 것으로 기대됨.
일반적으로 1.5톤 자동차의 무게가 10% 감소하면 연료 효율성은 4~6%가 개선되고, CO2 배출량은 4.5%가량 감소하는 것이 업계의 전망이다.
현대차의 Tucson 수소차나 토요타의 Mirai는 저장 탱크 2개를 탑재했고, 현대차가 지난 CES2018에서 공개한 차세대 수소차 Nexo는 저장 탱크 3개를 탑재했다. 또 탱크 개수가 늘어날수록 금속제 탱크 대비 60%가량 가벼운 카본 복합소재(탄소섬유)의 수요가 늘어날 것으로 전망되고 있다.
그러나 수소연료탱크에 쓰이는 탄소섬유에 대한 국내기술은 아직 선진국에 비해 해결해야 할 과제가 많다. 따라서 향후 큰 성장이 예상되는 수소경제 시장에서 가격경쟁력을 확보하려면 소재부문 기술발전에 대한 국가적인 관심이나 지원이 절대적으로 필요한 상황이다.
