[인사이드비나=조길환 기자] 효성첨단소재㈜가 초고강도 탄소섬유를 개발해 우주•항공 소재 국산화에 한걸음 더 다가섰다.

효성첨단소재는 12일 인장강도 6.4㎬, 탄성율 295㎬이상 수준의 ‘H3065(T-1000급)’ 초고강도 탄소섬유 개발에 성공했다고 밝혔다. 

이번 초고강도 탄소섬유 개발은 지난 2017년 8월부터 산업통상자원부가 투자하여 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 부처연계협력기술개발사업으로 시작해 5년만에 거둔 성과다.

◆우주•항공•방산 등 다방면 활용 가능…우주산업분야 필수 소재

H3065 탄소섬유는 강도가 철보다 14배이상 높은 초고강도 특수탄소섬유이며, 동급의 T-1000 탄소섬유는 보잉 등의 최신 항공기 동체 및 부품, 인공위성을 비롯한 우주발사체 등 우주항공 및 방위산업에 다방면으로 활용되고 있다.

특히, 초고강도 탄소섬유는 우주발사체와 위성체 등의 개발에 필수소재로 꼽히고 있다. 발사체의 알루미늄 등 기존소재와 비교해 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 발사체의 무게를 최대한 덜면서 높은 하중을 견디고 추진력을 높일 수 있기 때문이다. 

또한, 탄소섬유를 적용한 발사체는 무게를 줄여 연료를 적게 탑재하는 만큼 탑재체의 무게를 늘릴 수 있는 장점도 있다. 누리호에 탑재된 위성체를 보호하는 페이로드 페어링에 탄소복합재가 사용된 것이 대표적인 사례다.

방산분야에서는 발사체에 탄소섬유 적용시 경량화의 극대화가 가능해지며, 이를통해 속도 및 사거리 향상 효과를 얻을 수 있는 것으로 알려졌다.

◆ 우주산업 재료공급망 확보…효성, 탄소섬유분야 글로벌 톱3 목표 다가서

T-1000급 탄소섬유는 원료중합, 방사, 소성 등 전체적인 공정 난도가 높고 차별화된 기술이 필요해 일본, 미국에서만 생산이 가능했다.

조현준 효성그룹 회장은 “이번 개발로 우리도 일본, 미국에 이어 초고강도 탄소섬유 생산이 가능한 탄소소재 선진국에 오를 수있는 계기를 마련했다”며 “시장을 선도할 수있는 초고성능 탄소섬유소재 개발을 위한 지속적 노력으로 국내 탄소섬유산업 발전에 기여하겠다”고 밝혔다.

방윤혁 한국탄소산업진흥원 원장은 “수입에 의존하던 우주•항공•방산•미래모빌리티 분야 탄소섬유소재 국산화가 기대된다”며 “국내 우주산업 성장의 기초가 되는 재료 공급망 확보와 동시에 핵심기술 보유를 통해 과학기술 강국으로 나아가는 발판을 마련한 것”이라고 말했다. 

효성첨단소재는 탄소섬유 경쟁력 확보로 탄소섬유분야 글로벌 톱3(TOP-3) 진입 목표에 한걸음 다가서게 됐다.

일본의 시장조사업체 후지경제에 따르면 글로벌 PAN계 탄소섬유 시장은 2021년 8만5790톤에서 연평균 10%의 성장으로 2035년 32만7430톤 규모에 달할 것으로 전망되고 있다. 용도별로는 2021년 기준 풍력발전 블레이드가 39%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며, 뒤이어 우주•항공 15%, 스포츠•레저 12%,  자동차 7% 등의 순이다.

효성첨단소재는 H3065 탄소섬유 개발을 통해 고부가가치 우주•항공 탄소섬유 시장에 진출할 수 있게 됐다. 우주•항공 탄소섬유는 수량기준 비중이 15%이지만, 금액기준으로는 30%이상의 높은 점유율을 차지하는 고부가가치 시장이다.

한편, 효성첨단소재는 2011년 독자기술을 바탕으로 국내 최초로 ‘고성능 탄소섬유 탄섬(TANSOME®)’을 개발해 2013년부터 전주공장을 운영해오고 있다. 효성첨단소재는 2028년까지 1조원을 투자해 탄소섬유 생산라인을 연산 2만4000톤까지 확대할 계획으로, 현재 연산 6500톤에서 9000톤으로 늘리기 위한 3차증설을 진행하고 있다.

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