탄소섬유 차량, 상용화되나

- Daimler AG 와 BMW 경쟁에 박차 -

- 탄소섬유를 이용한 차량 개발 노력 지속 -

□ 탄소섬유시장

 ○ 미국의 완성차 업체들은 소재면에서 일반 강철보다 강하면서 가벼운 탄소섬유에 2003년 이후 관심을 보여 옴. 원가가 파운드(lb)당 8달러에서 10달러에 이르는 탄소섬유는 단가를 낮춰 제품의 대중화를 이루는 것이 관건임.   

 ○ 이 시장에서 탄소섬유 자동차 부품을 공급하는 업체는 Cytec Industries, Hexcel Corporation, SGL Carbon SE Group, Toray Industries, Zoltek Companies, PPG Industries가 있음.

 ○ Lucintel 컨설팅 회사의 리포트에 의하면 2014년까지 세계의 탄소섬유 시장은 25억 달러에 이를 것으로 보이며, 이 시장은 우주 항공 21%, 산업용 15%, 스포츠용 14%, 풍력 발전 11%, 자동차 산업 10%로 나뉨.

자료원 : Daily Automotive News

□ 주요 자동차 기업 경쟁 동향

 ○ BMW 는 전기차인 메가시티(Megacity)에 가벼운 탄소섬유 복합 재료를 사용했는데 전기  자동차의 배터리가 내연기관을 갖는 일반 자동차에 비해 약 100kg 더 무거운 중량을 완충하기 위해 탄소섬유 강화 플라스틱 재질인 CFRP를 사용했음.

 ○ 최근 BMW 는 동사의 기존 전기차 모델인 친환경 자동차 BMW i 시리즈의 초 경량화를 위해 탄소섬유 재질로 무게의 300kg을 경량화하고 가격 조건을 맞추기 위해 직접 탄소섬유 공장을 지어 탄소섬유 물질의 안정적인 공급을 꾀할 것으로 밝힘.

 ○ 2013년 출시예정인 BMW i 모델 전기차 i3 와 스포츠형 모델 i8 하이브리드에 쓰일 탄소섬유는 워싱턴 주의 시애틀에서 약 180 마일 떨어진 Moses Lake에 있는 공장에서 제작될 예정임. 이 공장은 올해 약 1500톤의 탄소섬유 제공이 가능할 것임.

 ○ 과거 Mercedes-Benz 자동차의 CFRP재질의 개발과 보급을 위해 Toray Industries와 합작투자에 들어간 Daimler AG와 폴크스바겐 사도 이러한 BMW의 노력에 동참해 폴크스바겐은 BMW와 파트너를 맺은 SGL Carbon SE 사의 주식을 9.9% 매수함. BMW는 SGL 주식 구매를 늘려 27%에 달하는 지분을 보유함.

□ 탄소섬유와 자동차의 경량화

 ○ 1980년 이후 가벼운 재질의 탄소섬유는 자전거 경주에 사용됐으며, 그 외 하키 스틱, 첼로, 낚시대등의 다양한 용도에 쓰임. 비행기 제조사인 보잉사의 경우 787기에 이 재질을 사용하려고 시도 중

 ○ 자동차 무게의 300 파운드까지 감량을 가능하게 할 수 있는 탄소섬유는 일반 강철의 5분의 1의 무게이며 강철만큼이나 내구성이 있고 강한 재질로 알려짐.

 ○ 자동차의 무게를 60% 줄이게 되는 경우 연료 소비를 30% 감축할 수 있으며, 향상된 연비로 인하여 온실 효과를 10% 내지 20% 줄일 수 있다고 미국 DOE의 Oak Ridge National Laboratory는 밝힘.

자료원 : 구글 이미지, Wikipedia

□ 시사점

 ○ 오바마 정부가 연비 강화 기준을 계속 강조하고 온실 가스를 감축하고자 하는 정책과 맞물려 자동차 경량화 재질인 탄소섬유를 사용하려는 자동차 업계의 노력은 계속될 것으로 분석

 ○ 원가가 높은 단점이 있는 만큼 탄소섬유를 이용해 이윤을 남기기 위해서는 내구성과 경량, 다양한 디자인이 가능하다는 장점을 최대한 살리고 프로세스 과정을 단축시킬 수 있는 기술을 향상시켜 제품 생산의 대중화를 이루는 것이 절실히 요구되며 국내 관련 기업들도 이러한 점을 참고해 기술 개발에 매진할  것

자료원 : 블룸버그 뉴스, Physorg.com, 루신텔, 한국과학기술정보 연구원, 오토모티브 뉴스, Wikipedia, Daily Automotive News, 디트로이트 KBC 등