'꿈의 자동차 소재 초경량 탄소섬유를 입혀라'
연료 효율을 높이기 위한 차량 경량화 기술이 자동차 산업의 변화를 예고하고 있다. 차체 중량을 낮춰 연료소비와 이산화탄소 배출량 감소를 목표로 초경량 탄소의 역할은 앞으로 더욱 커질 전망이다.
27일 관련 업계에 따르면 유럽의 고급차 회사들은 경량화 복합소재인 탄소섬유(Carbon Fiber)를 사용한 자동차를 점차 선보이고 있다. 국내 수입·판매되는 고가 차종엔 강철보다 가볍고 강성은 훨씬 뛰어난 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 적용되고 있는 것.
BMW코리아가 시판 중인 M6 쿠페 및 M6 그란쿠페, M5 등 일부 고성능 모델엔 차체 지붕을 탄소섬유강화플라스틱으로 만들어 공기 저항 감소와 연료소비효율을 높였다. 특히 내년 상반기 한국에 오는 'i3' 전기차는 배터리 무게가 많은 단점을 커버하기 위해 탄소섬유강화플라스틱을 차체에 대폭 적용했다.
BMW코리아 관계자는 "독일 BMW 란츠후트 공장의 CFRP 생산 부문에서는 'BMW M카'에 장착되는 CFRP 재질의 루프를 생산하고 있다"며 "200여명의 직원들이 관련 재료와 프로세스 개발에 매진하고 있다"고 설명했다.
아우디코리아의 고성능 S모델과 RS모델의 실내 인테리어(대시보드, 도어트림, 센터콘솔 등)엔 탄소섬유 소재를 쓰고 있다. R8은 엔진룸 테두리에 탄소섬유 소재가 쓰여졌다. 지난해 출시된 아우디 R8 GT 스파이더는 백미러 커버, 리어 스포일러가 탄소섬유 소재다.
메르세데스-벤츠코리아의 최고급 스포츠카 SLS AMG 역시 탄소섬유를 활용한 복합소재가 적용됐다.
불과 몇 년 전만 해도 탄소섬유강화플라스틱은 람보르기니 같은 수퍼카 메이커에만 적용됐으나 현재는 경량화 기술 연구에 뛰어든 독일차 업체들 중심으로 적용 범위를 늘리고 있는 추세다.
탄소섬유강화플라스틱은 플라스틱 기지(수지)에 둘러싸인 탄소섬유로 구성된다. 매우 탁월한 에너지 흡수능력을 지녀 충격에 강하다. 또한 안전성을 유지하면서도 차체 제작에 사용될 수 있는 재료 중 가장 가벼운 소재로 꼽힌다.
국내에서도 올들어 탄소섬유 상업 양산이 본격화되고 있다. 일본과 미국에 이어 세계 세 번째로 고강도 탄소섬유 개발에 성공한 효성그룹은 올 상반기 전주공장을 완공하고 연간 2000t 규모의 탄소섬유 생산에 들어갔다. GS칼텍스도 최근 탄소섬유산업단지 조성사업에 뛰어든 전주시에 2015년 준공을 목표로 공장을 짓겠다고 발표했다.
탄소섬유 세계 시장 점유율 1위인 일본 도레이도 경북 구미시에 탄소섬유 공장을 완공, 내년까지 연간 4700t 규모의 탄소섬유를 생산키로 했다. 이에 따라 앞으로 국내 산업 분야에 탄소복합소재 적용이 늘어날 것으로 예상된다.
다만 아직은 원재료 가격이 비싸 현대·기아차 등 대중차에 적용될 시기는 멀었다는 게 업계의 공통된 시각이다. 그랜저와 쏘나타에 탄소섬유 소재가 적용되면 차값이 지금보다 2~3배 이상 비싸지기 때문이다.
전문가들은 파워트레인 연구 개발만으로는 연비를 높이는데 한계가 있기 때문에 앞으로 자동차 경량화 소재로 탄소섬유 활용도가 늘어날 것으로 보고 있다.
김철호 서울과학기술대 교수(자동차공학)는 "엔진 다운사이징 외에 파워트레인 부문에선 고효율 기술이 나올만한 신기술이 없다"면서 "가격만 싸진다면 탄소섬유 같은 경량화 소재는 대폭 적용될 것"이라고 내다봤다.
한경닷컴 김정훈 기자 lennon@hankyung.com
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