일본의 수출규제 품목이 확대되면 탄소섬유 분야도 사정권에 들 것이라는 전망이 나온다. 특히 국내 고성능 탄소섬유 국내 기술 기반이 취약한 만큼 이를 확보하는데 주력해야한다는 지적이 나온다.
탄소섬유는 100% 탄소원자로 구성된 무기섬유로 미세한 흑연 결정 구조를 가진 섬유상의 탄소 물질이다. 프리커서(전단계 섬유) 종류에 따라 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계 등으로 나뉜다. 원사, 스포츠, 조선, 항공, 자동차 등까지 광범위하며 방위 산업 분야에도 널리 쓰이기 때문에 그 자체로 전략물자 소재다.
탄소섬유는 강도와 탄성율에 따라 고강도, 중탄성, 고탄성 제품으로 나뉜다. 고강도 제품은 강도가 5.6기가파스칼(GPa) 이하이면서 탄성율이 230기가파스칼 정도인 제품을 말한다. 중탄성 제품은 탄성율이 290기가파스칼 이상으로 올라간다. 고탄성 제품은 강도는 5.0기가파스칼 이하로 낮지만 탄성율이 350기가파스칼 이상이다. 일본에서는 강도 6기가파스칼 이상 초고강도 제품도 군수용으로 일부 상용화한 업체가 있다.
일본은 탄소섬유 분야 선도국가다. 도레이, 토호, 미쓰비시레이온 등 일본 3개 업체가 세계 탄소섬유 생산량의 약 66%를 차지하고 있다.
무역위원회가 지난해 발간한 '2018년 탄소섬유 및 탄소섬유 가공소재 산업 경쟁력 조사' 보고서에 따르면 한국의 탄소섬유 글로벌 경쟁력은 일본의 78% 수준으로 기술 격차가 크다. 기술, 품질, 가격, 시장경쟁력을 종합한 점수는 일본이 98점으로 가장 높고 미국 89점, 독일 89점이며, 한국과 중국은 각각 75점과 72점으로 하위권이다. 현재 5.6기가파스칼 이상 제품이 일본 내에서 전략물자로 지정돼있어 해외 수출시 승인이 필요하다.
국내에서 연간 사용하는 탄소섬유는 3500톤 수준이다. 이 중 80~90%는 강도 5.0~5.5 사이 고강도 제품인데 대부분 국산화가 이뤄져있다. 수소연료탱크에 쓰이는 고강도 탄소섬유도 현재는 전량 일본산을 사용하고 있지만 국내 제품으로 대체가 가능하다. 문제는 나머지 10~20%에 해당하는 고성능 제품이다. 항공기나 고급 스포츠·레저용품에 쓰이는 고탄성 제품군은 국산화가 전혀 이뤄지지 않았다. 이밖에 항공기에 주로 쓰이는 프리프레그(탄소섬유 중간재)도 개발이 이뤄지지 않은 분야다.
전문가들은 탄소섬유 경쟁력을 높이기 위해 연구개발(R&D) 강화를 통해 스포츠·레저용, 일반 산업용 분야 중심 제품 포트폴리오에서 고부가가치 시장인 항공우주, 자동차, 에너지 분야로 확대하는 것이 필수라고 지적한다.
방윤혁 한국탄소융합기술원 원장은 “고강도와 중탄성 탄소섬유는 국내 기술로 만들 수 있지만 고탄성 섬유 기술은 전혀 확보가 되어있지 않고 항공기용 중간재 기술 개발도 시급하다”면서 “이미 확보한 기술 기반과 역량이 충분한 만큼 국내 기업이 레퍼런스를 만들 수 있도록 정부가 국방과 방위 산업 분야에 국산 채택과 인증제도 정비를 도와줄 필요가 있다”고 말했다.
방 원장은 “탄소섬유 뿐만 아니라 이를 만드는 장비와 복합재료 부품을 만드는 설비 대부분이 일본과 미국산으로 규제 대상이 될 가능성이 있기 때문에 장비 국산화도 챙겨야 할 부분”이라고 덧붙였다.
정현정 배터리/부품 전문기자 iam@etnews.com
