산업통상자원부는 6일 서울 대한상의에서 이창양 장관이 주재하는 제4차 산업전략 원탁회의를 열고 우주항공·방산 시대에 대응한 탄소복합재 경쟁력 강화 전략을 발표했다.

이날 회의에는 조현준 효성그룹 회장, 강구영 한국항공우주산업(KAI) 대표, 박종수 국도화학 부회장, 조문수 한국카본 회장, 홍재기 한화에어로스페이스 부사장 등 탄소복합재 및 우주항공·방산 기업이 참석했다.

고강도 경량이 특징인 탄소복합재는 낚싯대부터 건축자재, 항공기 등 적용 분야가 무궁무진해 ‘미래 산업의 쌀’로 불리며 철을 대체할 신소재로 주목을 받고 있지만 비싼 가격 탓에 수요가 많지는 않았다.

그러나 무게 절감이 핵심인 우주항공·방산 시대가 도래함에 따라 최근 탄소복합재에 대한 수요가 점차 늘고 있으며 2030년이면 세계시장 규모도 약 100조원에 이를 전망이다.(2040년 약 370조원 전망)

탄소복합재는 기술 장벽이 높아 일본, 미국 등 소수 국가가 시장을 독과점*하고 있고 전략물자로 분류돼 수출을 통제하고 있어 조달이 쉽지 않은 문제가 있다.

따라서 우리가 100조원의 시장 기회를 잡고 대한민국 우주시대 개막 및 2030년 UAM 대중화 등을 뒷받침하기 위해서는 탄소복합재에 전략적으로 투자해 그 경쟁력을 선진 수준으로 제고할 필요가 있다.

산업부는 이날 우주항공·방산 시대에 대응한 탄소복합재 경쟁력 강화전략을 통해 과감한 기술개발 투자, 민간 생산능력 확충, 탄소복합재 활용 촉진을 핵심 축으로 2030년까지 세계 최고 수준의 기술력 확보와 세계시장 점유율 10% 달성을 목표로 제시했다.

주요 내용으로는 먼저, 고성능 탄소복합재 분야의 기술 자립화 실현과 반값 탄소섬유 개발에 2030년까지 총 1,850억원을 투자할 예정이다.

우리나라는 2011년 세계 4번째로 범용 탄소섬유(인장강도 4.9GPa) 개발에 성공해 범용 탄소복합재 분야는 원천기술부터 양산까지 선진 수준의 기술력을 보유하고 있으나 우주항공·방산에 주로 쓰이는 고성능 탄소복합재는 75% 수준에 머물고 있다.

이에 올해 8월 세계 3번째로 원천기술을 확보한 고강도 탄소섬유(인장강도 6.4GPa)는 2025년까지 양산 체제를 구축하고 철의 15배 강도를 지닌 초고강도(인장강도 7.0GPa), 13배 강성을 가진 초고탄성 탄소섬유(인장탄성률 588GPa)는 2028년까지 원천기술을 확보하기로 했다.

기술 자립화를 넘어 선도국가 도약을 위해 아직 상용화된 사례가 없는 인장강도 7.4GPa급 초고강도 탄소섬유 개발에도 도전한다.

경량화 소재 시장의 게임체인저로 불리는 반값 탄소섬유($20/kg→$10/kg) 개발에 선진국이 투자하고 있는 만큼 우리도 뒤처지지 않도록 반값 탄소섬유 생산에 필요한 저가 원료나 저에너지 공정기술 개발에도 나서기로 했다.

또한 국내 탄소복합재 기업이 글로벌 선도기업이나 강소기업으로 성장해 나가도록 기업의 생산능력 확대와 제품의 신뢰성 향상도 적극 지원할 계획이다.

일본 도레이(Toray)나 미국 헥셀(Hexcel)과 같은 글로벌 기업들은 시장 지배력을 강화하기 위해 생산라인을 증설하고 인수합병을 통해 사업 영역을 우주항공 분야로 넓히고 있다.

국내 기업들도 탄소복합재 시장의 성장 전망에 따라 2030년까지 생산시설 확충에 약 2.1조원을 투입한다는 계획이다.

산업부는 기업 투자를 촉진하기 위해 연간 3천억원 규모의 대출에 대해 이차보전 지원을 추진할 예정이다. 

이러한 시설 투자 확대로 국내 탄소섬유 생산능력이 2028년 2만4천톤에 도달하면 세계 3위권 내에 진입할 것으로 전망된다.

우수한 국산 탄소복합재가 신뢰성 부족으로 해외에서 제대로 인정받지 못하는 일이 없도록 산업부는 국제인증(美 NCAMP) 취득 비용을 1억원 한도 내에서 지원하고, 방사청은 트랙레코드를 쌓도록 무기체계 개발 시 국산 탄소복합재를 적용하는 프로그램 추진을 검토한다.

아울러 탄소복합재의 내수 규모를 키우고 세계 시장을 공략하기 위해 총 1,000억원 규모로 우주항공 분야 3대 실증 프로젝트도 추진키로 했다.

산업부는 선진국과 마찬가지로 탄소복합재의 활용을 촉진하기 위해 수소차 저장용기, 풍력발전 날개 등에 실증을 지원하고 있으나 규모가 작아 우주항공 분야에는 적합하지 않은 한계가 있었다.

이에 국내외적으로 수요가 많을 것으로 예상되는 4인승급 도심항공교통(UAM), 소형 발사체, 저궤도 소형 인공위성을 실증 대상으로 선정하고 상세 기획을 한 후 단계적으로 추진할 예정이다.

더불어 한국판 탄소복합재 랩팩토리(LabFactory)를 신규로 구축해 우주항공 분야의 스타트업이나 벤처기업이 탄소복합재로 발사체 등을 시제작할 수 있도록 지원할 예정이다.

산업부는 탄소복합재 및 우주항공·방산 업계로 구성된 ‘탄소복합재 얼라이언스’를 ’23년 출범하여 민간의 역량을 결집하고, 오늘 발표된 탄소복합재 경쟁력 강화전략의 실행을 뒷받침할 계획이다.

얼라이언스에는 탄소섬유, 중간재(프리프레그 등), 부품 및 우주항공·방산 기업 등 가치사슬 각 단계의 주요 기업들과 한국탄소산업진흥원, 한국산업기술평가관리원 등 관계기관이 참여한다.

얼라이언스는 우주항공 분야 3대 실증 프로젝트 세부 기획, 탄소섬유 기술로드맵 이행 점검, 정부-업계 간 소통채널 강화 등을 지원하며, 특히 산하에 투자촉진 분과를 구성하여 기업 투자와 관련된 애로사항을 체계적으로 발굴·관리할 계획이다.