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탄소소재, 수입국에서 수출국으로

탄소산업 소부장 특화단지 지정, 탄소산업진흥원도 출범
일본측 전략물자 수출규제에 맞서 탄소섬유 국산화 쾌거
카본블랙, 나노튜브 등 탄소융복합소재 산업화도 본격화

기사 작성:  정성학
- 2021년 02월 23일 16시10분
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정부는 23일 전북을 탄소산업으로 특화된 소부장(소재·부품·장비) 특화단지로 지정했다. 그 연구개발과 실용화를 촉진할 국립 한국탄소산업진흥원도 24일 출범한다. 앞서 도내 일원을 탄소융복합산업 규제자유특구로도 지정했다.

이로써 탄소섬유 국산화로 시작된 탄소산업 육성계획은 카본블랙과 나노튜브 등 탄소융복합소재산업으로 확장할 수 있는 큰 그림이 완성됐다. 그 의미와 과제를 되짚어봤다.



▲일본 전략물자 수출 규제와 탄소섬유 국산화 쾌거

탄소융복합소재는 탄소섬유, 인조흑연, 카본블랙, 활성탄소, 나노튜브, 그래핀 등을 지칭한다. 현재 이 가운데 대중적으로 잘 알려진 소재는 단연 탄소섬유가 꼽힌다.

탄소섬유는 아크릴이나 셀룰로스 등의 원사를 초고온에서 탄화시킨 소재를 지칭한다. 알루미늄보다 가볍지만 강철보다 강하고 초고온에서도 변형되지 않는다는 게 특징이다.

자연스레 레포츠 용품부터 항공우주산업까지 다방면에서 활용되고 있다. 실제로 낚싯대, 골프채, 자동차 차체, 선박 선체, 항공기 동체, 로켓엔진 커버 등까지 무궁무진한 상태다.

올들어 전주권을 시작해 도내 전역에 보급중인 수소버스의 연료통도 탄소섬유로 만들어졌다. 그만큼 쓰임새가 많은데다 성장 가능성 또한 크다보니 이른바 ‘제2 반도체’, 또는 ‘산업의 쌀’로 불린다.

전주는 이 같은 탄소섬유를 국산화시킨 고장이다. 지난 2008년부터 전주시립 한국탄소융합기술을 중심으로 천문학적인 재원을 투자해 원천기술 개발에 공들여온 결과이자 전 세계 다섯 손가락 안에 드는 쾌거다.

덩달아 전국 탄소산업연구조합 소속 150개 회원사 중 60%(90개사) 가량이 도내에 둥지 틀었다. 그 앵커기업인 효성첨단소재 전주공장의 경우 중성능급(T700) 탄소섬유 개발에도 성공해 큰 주목을 받아왔다.

현재는 고성능급(T1000) 개발에 박차를 가하고 있는 것으로 알려졌다. 그 덕에 만년 적자를 기록해온 국내 무역수지도 3년 전부터 흑자로 돌아섰다.

실제로 2018년 처음으로 2,200만달러 흑자를 기록한데 이어 2019년은 3,000만 달러로 그 폭을 좀 더 넓혔다. 일본을 비롯해 미국과 유럽 등지에서 전량 수입해왔던 탄소섬유를 빠르게 국산으로 대체한데다 수출 또한 본격화된 결과였다.

특히, 탄소섬유는 재작년 일본측의 전략물자 수출규제, 즉 경제보복 조치로 그 중요성이 한층 더 부각되는 계기가 됐다. 당시 문재인 대통령은 국내 유일한 국산 생산라인인 효성첨단소재 전주공장을 직접 방문해 격려하기도 했다.

단, 아직은 그 응용제품이 많지 않은데다 국내 기업들은 여전히 수입산을 선호하는 것으로 알려진 점은 앞으로 해결해야할 과제로 지목된다.

전북도에 따르면 국내 탄소섬유 수요는 2018년도 기준 연간 약 3,460톤, 이 가운데 국산 비중은 50톤 정도, 즉 1%대에 불과한 실정이다. 그만큼 수입산 비중이 높았고 이중 절반 가량은 일본산, 나머지 절반은 미국, 독일, 중국산 등이 차지했다.



▲탄소특구 지정과 탄소융복합소재로 외연 확장

앞으로 탄소산업화는 탄소섬유를 넘어 나노튜브와 그래핀 등 탄소융복합소재로 대폭 확대될 전망이다.

정부는 이를 주도할 국립 한국탄소산업진흥원을 24일 전주에서 출범시킬 예정이다. 한국탄소산업진흥원은 탄소융복합소재 원천기술 개발과 실용화를 촉진할 국가 기관으로, 앞서 탄소섬유 국산화의 씨앗을 뿌린 전주시립 한국탄소융합기술원을 국립으로 승격시킨 형태다.

아울러 지난해 7월에는 도내 일원을 탄소융복합산업 규제자유특구로 지정하기도 했다. 규제자유특구는 신기술 개발과 상용화에 필요한 실증시험 규제를 일정기간 풀어줘 실용화를 촉진하는 곳을 지칭한다.

그 실증시험이 펼쳐질 특구지역은 탄소소재 관련 기업체와 연구소가 집중된 전주 일반산단, 군산과 완주 국가산단, 새만금 상용차 주행시험장 등 모두 15곳에 걸쳐 약 176㎢가 지정됐다.

실증시험을 주도할 특구사업자는 선박 제작사인 코스텍, 수소연료탱크 제작사인 일진복합소재, 특장차 제작사인 대진정공 등 모두 10개사가 지정됐다. 이들을 지원할 연구기관은 한국조선해양기자재연구원 전북본부, 전북테크노파크, 전북자동차융합기술원 등 모두 6개 기관이 지정됐다.

이들은 앞으로 4년간 다양한 탄소융복합소재 상용화 사업을 추진하게 된다. 소형 선박 제작용 주재료를 섬유강화플라스틱(FRP)에서 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 교체하는 사업, 탄소복합소재를 활용한 고압 대용량 수소 자동차 연료통 개발 등이다.

특구 참여자들은 실증시험을 거쳐 별다른 문제가 없다면 2년 안에 상용화도 허용된다. 그에 필요한 사업비도 일부 지원된다.

전북도측은 “상용화에 성공한다면 소재부터 중간재와 완제품으로 이어지는 새로운 산업생태계도 구축될 것”이라고 기대했다. 이는 “소수의 국가가 선점해온 탄소융복합소재 시장에 진출할 수 있는 계기가 되는 등 막대한 파급효과를 낳을 것”이라고 내다봤다.

/정성학 기자 csh@sjbnews.com



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