[첨단 헬로티]

“모빌리티 시대 복합재 시장 전망 밝다. 확대 적용 위해선 생산성은 높이고 원가는 낮춰야 한다”

‘모빌리티의 현재와 미래, 그 중심에 있는 복합재’라는 주제로 패널 토론회가 지난 7월 9일, 서울 포시즌스 호텔에서 열렸다. 이날 토론회는 아시아-태평양 복합재 전시회인 ‘JEC Asia 2019 & eMove360° Asia’ 프레스 컨퍼런스 행사의 일환으로 진행됐으며, 각 기관 및 관련 업체에서 나와 모빌리티의 현재와 미래에 미치는 복합재의 영향과 도전 과제에 대해 발표가 있었다. 그 내용을 정리했다.

▲ ‘모빌리티의 현재와 미래, 그 중심에 있는 복합재’라는 주제로 패널 토론회가 지난 7월 9일, 서울 포시즌스 호텔에서 열렸다.

(왼쪽부터) 사회를 진행한 방송인 이다 도시, 현대자동차 최치훈 연구원, eMove360° 로버트 메츠게르 대표, 

JEC 그룹 프레데릭 루 미디어 총괄 디렉터, 한국복합재료학회 박영빈 UNIT 교수, 한국탄소융합기술원 최영철 본부장.

■ 사회자 : 오늘 패널 토론은 모빌리티4.0(전기차, 자율주행차)이 야기하는 도전과제들을 주로 다루고자 합니다. 특히 다가오는 전기차 시대에서 당면하게 될 새로운 도전과제들에 대하여 복합재가 어떤 적절한 솔루션을 제공할 수 있을지에 관한 내용을 듣는 자리가 됐으면 합니다. 먼저, 최근 자동차 시장의 패러다임이 어떻게 변화하고 있는지 궁금한데요, 글로벌 시장과 비교한 한국 자동차 시장을 예로들어 설명 부탁드립니다.

□ 최치훈 연구위원 (현대자동차) : 글로벌 자동차 시장은 최근 북미나 유럽을 보더라도 굉장히 어려운 상황에 직면해 있습니다. 현대자동차도 올해 판매 목표가 760만대인데, 달성할 수 있을지 낙관하기 어려울 정도이니까요.

최근 자동차 시장은 2가지로 예측해 볼 수 있습니다. 첫째는 글로벌 시장의 최근 5년을 돌아보면 SUV 시장이 점진적으로 증가하고 있습니다. 작년 경우 약 3천만대를 생산했고, 시장 점유율로 보면 자동차 전 차종의 36.4%에 해당되죠. 올해도 SUV 시장은 성장할 것으로 예상됩니다. 현대자동차의 경우 최근에 엔트리 SUV ‘베뉴’를 출시하며, 전체 풀 라인업을 구축했습니다. 이를 기반으로 국내 시장에서의 판매 및 수익 증대가 예상됩니다. 둘째는 글로벌로 봤을 때 전기자동차와 같은 친환경차 시장은 SUV보다 증가폭이 더 커지고 있습니다. 현대자동차 경우도 코나, 아이오닉, 그리고 수소 전기자동차 ‘넥소’까지 포함해서 판매량은 작년 대비 올해 증가할 것으로 예상됩니다.

최근 자동차산업은 패러다임이 변화되는 시기로서 과거에는 내연기관을 기반으로 하는 대량생산 기술 개발에 주력해왔으나 현재는 MECA(Mobility, Electricfication, Connectivity, Autonomous) 기술 개발에 집중하는 회사가 급격하게 증가하고 있습니다. 현대자동차도 단순히 완성차 제조업체 이미지를 벗고 자율주행, 초연결성 등 새로운 자동차 시장 패러다임에 적극 대응하는 분위기입니다. 즉, 기존 내연기관 기반의 자동차 생산업체가 아닌 미래 모빌리티에 대한 솔루션 프로바이더가 되겠다는 전략인 거죠.

■ 사회자 : 모빌리티의 시장 현황과 글로벌 주요 수치, 그리고 도전과제로는 무엇이 있을까요?

□ 로버트 메츠게르 대표 (eMove360°) : 우리는 세계 최대의 전기 및 자율주행차 B2B쇼인 e-모빌리티를 주관하고 있습니다. 2016년에 처음 뮌헨에서 개최됐고, 여기서 300개 사가 2개의 전시홀을 차지하면서 전시회를 한 적 있죠.

지난해에는 복합재료 전문 전시회인 JEC ASIA와 힘을 합치기로 결정했고 올해 실현이 됐습니다. 그리고 오는 1월 13일부터 15일까지 서울 코엑스 전시장에서 ‘JEC Asia & eMove360° Asia 2019’ 전시회가 개최될 예정입니다.

이 전시회가 보여주려고 하는 미션은 모빌리티의 미래인 전기, 연결, 자율주행 차량을 선보이는 것이죠. 전기차는 배터리나 연료전지로 구동되고 있는데, 특히 연료전지에서 현대자동차는 많은 노력을 하고 있는 것으로 알고 있습니다. 연료전지는 장거리를 주행할 수 있는 기술이 이미 개발됐고, 현재 자동차뿐만 아니라 보트나 우주항공 등 많은 분야에서도 적용되고 있습니다.

시장 개발에 대해서 한 가지 더 덧붙이지면, 사람들은 가끔 전기차가 빠르게 발전하지 않는다고 합니다. 그런데 사실 전기차는 매년 60% 이상의 성장률을 보일 정도로 급속하게 발전하고 있어요. 지난해 전 세계 전기자동차 수요는 500만대를 돌파했죠. 이는 전년도보다 200만대가 증가한 수치입니다. 시장을 보면 중국이 최대 시장으로, 벌써 2배 정도 성장했죠. 그리고 미국이 뒤를 잇고 있습니다.

노르웨이는 인구 5백만밖에 안 되는 작은 시장이지만 전기차가가 전체 자동차에서 차지하는 비율은 세계에서 가장 높습니다. 노르웨이는 정책적으로 이산화탄소 제로화를 목표로 움직이고 있기 때문이죠. 그래서 전기차에 대한 세금을 감면하고 주차료도 면제입니다. 전기차 전용차선도 확보해 놓았고 충전소 또한 거의 모든 주차장마다 하나씩 있다고 보면 됩니다. 좋은 모범사례라고 할 수 있겠죠.

또한, 전기자 보급 대수가 증가하면서 충전소가 부족하다는 지적도 있습니다. 그러나 그것은 사실과 다릅니다. 특히 유럽만 보더라도 전기차보다 충전소의 증가세가 더 빠르니까요. 때문에 충전소가 부족해서 전기차를 운행 못하는 일은 드물 겁니다. 또한, 전 세계 모든 차가 전기차가 된다고 하더라도 총 발전량은 20%만 더 늘리면 되기 때문에 사람들이 걱정하는 것처럼 전기 에너지가 없어서 전기차 운행을 못한다거나 그런 일은 아마 없을 것입니다.

■ 사회자 : 그렇다면 한국의 전기차 시장은 어디까지 왔나요?

□ 이민하 사무국장 (한국전기자동차협회) : 국내 전기자동차 현황을 보면, 2011년도부터 전기차 보급이 시작되어 올해 4월까지 누적 6만대 정도가 보급됐습니다. 매년 급신장하고 있으며, 정부 또한 전기차 보급정책을 2022년 43만대, 2025년에는 100만대 보급을 목표로 하고 있습니다.

제주도만 해도 청정자연환경의 지속가능한 발전을 위해 카본 프리 아일랜드 즉, ‘탄소 없는 섬’ 정책의 일환으로 2030년까지 제주도내 모든 자동차를 전기차로 교체할 예정이며, 현재 1만5000대 정도가 보급된 상황입니다.

전기차 보증 혜택이 세계 탑인 점도 급신장 견인에 크게 작용했다고 볼 수 있습니다. 많은 보증금 혜택을 주고 있는데, 5천만 원 되는 전기차를 2천만 원 후반 대에 구매할 수 있는 나라가 한국입니다. 우리나라 전기차 시장이 급신장 할 수 있는 게 어떻게 보면 정부에서 지원하는 보조금 정책이 크게 주효했다고 봅니다.

또한, 국내 시장이 전기차 보급 확산을 위한 테스트 베드로 활용하는 데는 상당히 좋은 환경인 것 같습니다. JEC ASIA가 주최하는 이번 서울 전시회에도 품목에 복합소재 부분이 들어가는데, 전기자동차가 배터리로 긴 주행을 하기 위해서는 차량 무게를 줄여야 하기 때문에, 현재 탄소섬유를 활용한 바디가 개발되고 있는 중이죠.

이제 전기차는 주류 모델로 들어왔다고 봅니다. 유럽이나 미국 여러 나라들이 내연기관을 퇴치하는 선포를 했고요, 2030년 정도 되면 전 세계적으로 전기차 보급대수는 2,300만대에 이를 것으로 예상됩니다.

■ 사회자 : JEC Asia & eMove360° Asia 2019 전시회를 유치하신 데에는 그만한 이유가 있었을 것 같습니다. 복합재와 eMove360° 전시회는 어떤 연관 있을까요?

□ 프레데릭 루 미디어 총괄 디렉터 (JEC 그룹) : 복합재에 대해서 잘 모르시는 분들도 있을 텐데요, 복합재라고 하는 것은 2개의 주요 요소, 즉 카본 화이버와 유기적인 물질 2개를 섞어 만든 재료를 복합재료라고 합니다. 두 개의 전시회에 대해서 말씀드리면, 두 가지가 상호 의존성이 높다고 볼 수 있겠습니다. 왜냐 하면 모빌리티 분야에서 이미 복합재가 많이 사용되고 있기 때문인데요, 따라서 우리가 비행 택시나 자율주행차, 드론, 해상 택시와 같은 미래의 수송기구 하면 복합재를 빼놓고는 얘기를 할 수 없다고 생각이 듭니다.

또한, 현재는 과거보다 더 소형화로 나가고 있는 추세에 있고 이러한 요구에 완벽하게 부흥하는 것이 복합재라고 생각합니다. 그러한 세부 통합 특징이 있기 때문에 혁신 솔루션 디자이너들에게 남다른 솔루션이 되고 있는 거죠. 복합재의 또 하나의 장점이라고 한다면 디자인의 자율성이다. 그래서 스쿠터라든가 작은 전기차와 같은 제품들을 보면 디자이너들이 자신이 원하는 꿈을 이런 제품을 통해서 펼쳐 나가는 것을 볼 수 있습니다. 전기차나 자율주행차라는 측면에서 모빌리티는 점점 더 전자 장비를 많이 쓰고 전기화가 많이 되겠죠. 이렇게 된다면 복합재가 경량이라는 측면에서 이 분야에 더 많이 쓰일 수 있는 잠재력이 있다고 생각합니다.

■ 사회자 : 실제로 복합재가 모빌리티 혁신을 어떻게 이룰지 eMove360° Asia 2019 전시회에서 그 답을 찾을 수 있을까요?

□ 로버트 메츠게르 대표 : 전기 모빌리티야 말로 미래 모빌리티인데요, 차들은 더 가벼워지고 따라서 차를 만드는데 복합재를 사용하면 점점 더 경량화가 되겠죠. 또한, 차의 구조뿐만 아니라 배터리 하우징, 배터리 내부 적층, 그리고 열분산 같은 것들이 모두 복합재에 의해서 이루어지고 있고 앞으로도 그렇게 진행될 겁니다. 또한, 단순히 배터리뿐만 아니라 파워 트레인 구동장치에도 복합재가 투입되고 있습니다.

우리는 이러한 2가지 특징을 잘 살리기 위해서 JEC와 힘을 합치기로 한 거죠. 이것을 통해서 우리는 큰 시너지 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대합니다.

한 가지 더 말씀드린다면, 오늘날 수송 분야에서 자동차가 복합재 시장의 28%를 차지합니다. 자동차 안에 여러 가지 복합재료가 들어간다는 거죠. 앞으로도 복합재는 점점 더 많이 자동차에 투입될 것입니다.

그리고 복합재는 여러 가지 장점이 있습니다. 부식이 안 되며 기능을 통합하기 쉽고 가벼우며 설계하고 제조하기가 쉽죠. 이 모든 것들이 전기차에는 이익이 됩니다. 그래서 좀 더 많은 복합소재가 전기자동차의 구성품이 됐으면 하는 바램입니다.

복합소재는 또 혹독한 환경에서도 잘 견딥니다. 한국에서 현대가 만드는 차를 보면 수소로 구동되는 차들이 있습니다. 수소차는 복합소재에서 중요한 이슈죠. 왜냐 하면 복합소재가 수소 연료 탱크 같은 압력 용기에 쓰일 수 있기 때문입니다. 엄청난 기압에 견딜 수 있으려면 복합소재를 써야겠죠.

또한, 자율주행차를 만드는데 있어서도 복합소재는 중요합니다. 여러 가지 컴퓨터 통제라든가 교통흐름을 뚫고 가는 능력을 자율주행차가 가져야 할 텐데, 복합재가 중요한 역할을 할 것으로 보입니다. 그래서 JEC ASIA야 말로 이러한 혁신이 미래를 어떻게 바꿀 것인가를 관찰하는 데는 이번 JEC Asia & eMove360° Asia 2019 전시회가 가장 좋은 기회가 되지 않을까 싶습니다.

■ 사회자 : 모빌리티 시장에서 복합재료 산업 위치가 궁금합니다. 복합재료의 최신 동향과 이 분야 적용되는 첨단 기술이 있다면 뭔지 말씀해주십시오.

□ 박영빈 UNIST 교수 (한국복합재료학회) : 최근 연비 규제, 배출 가스 규제에 따라 자동차 경량화가 중요해지고 있어요. 자동차 업계에서는 신차종을 개발할 때 부품 단위별로 중량 감소를 얼마로 하자는 목표를 세울 정도로 자동차 경량화가 중요한 이슈로 대두되고 있는 거죠. 이러한 환경적인 요구에 부응해서 복합재료를 비롯한 경량 신소재 확산이 예상됩니다.

그렇다고 기존 철강재가 가만히 있지 않습니다. 철강재는 현재, 자동차의 50% 이상을 차지하고 있는 핵심 소재입니다. 그래서 단계적 전략이 필요하죠. 철강회사에서는 어떻게 하면 철강을 좀 더 고 장력화해서 경량화를 시킬 수 있을 것인가, 그 연구를 진행하고 있습니다. 앞으로도 당분간은 경쟁이 치열할 것으로 보입니다.

하지만 철강재 가지고는 분명히 한계가 있습니다. 그래서 그걸 치환할 수 있는 대체 소재가 필요한데, 대표적인 소재가 알루미늄과 복합소재죠. 특히 탄소섬유 복합재료 경우는 아직 생산성과 재조 원가 부분에서 약간 효율성이 못 미치는 면이 없지 않아 있습니다. 앞으로 계속해서 생산성은 높이고 원가를 낮추는 쪽으로 연구가 진행될 것 같습니다.

그리고 한 가지 더 말씀드리면, 가격과 생산성, 물성을 절충해야 하는데 이러한 3가지를 절충하기 위해서는 소재를 하이브리드 할 수 밖에 없어요. 현재 복합재의 경우에는 탄소섬유와 유리섬유를 하이브리드하는 하이브리드 섬유복합재가 있으며, 연속성 섬유와 불연속성 섬유를 같이 하이브리드하는 하이브리드 섬유 복합재도 개발되고 있습니다.

■ 사회자 : 복합재 분야에서 한국의 탄소섬유 시장 상황은 어떤가요?

□ 최영철 본부장 (한국탄소융합기술원) : 지금 우리나라 탄소섬유를 제조하는 대표적인 회사로는 도레이첨단소재와 효성첨단소재가 있습니다. 도레이는 4,700톤, 효성은 2,000톤 정도 생산능력이 있죠. 그래서 합치면 총 6,700톤 정도가 우리나라 탄소섬유의 생산능력이라고 보면 됩니다. 최근 효성이 2,500톤 정도 탄소섬유를 생산할 수 있는 라인 하나를 더 개설 증에 있어, 내년 상반기에 완공되면 우리나라 탄소섬유 시장규모는 9,000톤 정도 될 것으로 예상됩니다.

그러면 우리나라 탄소섬유 소비량은 얼마나 될까요. 조사를 해보니 2017년도 기준 국내 탄소섬유 생산량은 총5,600톤이었으며 수출은 4,900톤, 수입은 2,700톤, 국내 수요량은 3,400톤으로, 대부분 스포츠나 레저 중간재에 사용했고 500톤 정도가 수소 저장용기에 사용됐습니다.

탄소섬유를 연구하는 입장에서 주목한 분야가 수소 저장용기인데, 올해 초 정부는 2040년까지 누적 수소차 생산량 620만 대, 누적 수소총전소 1,200개소 설립 운영 등을 하겠다고 발표했고, 여기에는 연간 약 11,000톤의 탄소섬유 사용이 예상되어 수소압력용기에 사용되는 탄소섬유의 사용량이 지속적으로 증가할 것으로 기대되고 있습니다.

이러한 정책에 발맞춰 현대자동차에서도 2025년까지 약 13만 대의 수소 전기차 양산체제를 가동시키겠다고 밝혔죠. 간단히 계산 해보니 2025년이 되면 수소차 분야만 탄소섬유가 1,1000톤이 필요합니다. 또 최근 9년 사업으로 전북 새만금에 1GW짜리 풍력단지를 조성하겠다고 했습니다. 그러면 2029년부터 2,000톤 정도가 사용됩니다, 뿐만아니라 정부과제의 하나로 많은 기업에서 탄소섬유 복합제 응용 기술을 개발하고 있죠. 모두 다 합치면 2025년쯤에는 대한민국에서만 연간 2만톤 이상 탄소섬유 수요가 있을 것으로 기대됩니다. 이처럼 탄소섬유 복합재 시장은 전망이 매우 밝다고 생각합니다.

■ 사회자 : 오늘 토론회의 내용을 들어보면 친환경 미래 자동차에서 복합재의 중요도와 비중은 날로 커지고 있으며, 복합재가 미래 모빌리티의 중심에 설 날도 머지않은 것 같습니다. 오늘 도움말씀 주신 패널 분들에게 다시 한 번 감사의 말씀드립니다.