2024년 1월 2일, 도쿄 국제공항에서 일본항공(JAL) 여객기와 일본 해상보안청 수송기가 충돌했습니다. 사고의 여파로 두 항공기 모두 소실되었고, 해상보안청 수송기에 탑승한 6명의 승무원 중 5명이 사망했죠. 1985년 항공기 추락 이후 가장 치명적인 JAL 항공기 사고로 꼽힐 만큼 큰 재난이었지만, 여객기에 탑승한 전원이 무사히 대피해 더 큰 인명 피해를 막을 수 있었는데요. 이러한 기적의 원인 중 하나로 일본항공 여객기(에어버스 A350 XWB) 동체에 사용된 탄소섬유 복합재(CFRP)*가 주목받고 있습니다.

*탄소섬유 복합재(CFRP, carbon fiber reinforced plastics) : 고강도의 탄소섬유와 플라스틱 수지로 구성된 복합 소재

▲ 극한 환경에도 견디는 높은 강도와 탄성을 지녀 우주·항공, 스포츠용품, 자동차 등에 쓰이는 탄섬

꿈의 신소재, 효성이 만든다

탄소섬유는 가벼우면서도 강도와 탄성이 높은 신소재로, ‘꿈의 신소재’, ‘미래 산업의 쌀’로 불립니다. 탄소섬유는 제조 방법이나 원료에 따라 유형이 나뉘는데요. 주류는 PAN계와 Pitch계이며, PAN계가 전 세계 시장의 90% 이상을 점유합니다. PAN계는 아크릴로니트릴을 원료로 하는 탄소섬유로, 극한의 환경에도 견디는 높은 강도와 탄성을 지녀 우주·항공, 스포츠용품, 자동차 등에 쓰입니다. 반면 Pitch계는 석유나 석탄을 증류하고 남은 잔류물인 피치(Pitch)를 기반으로 하며, 높은 열전도성 및 전기전도성이 필요한 산업 분야에 유리하죠.

탄소섬유는 한국은 물론 일본, 독일, 미국 등이 경쟁적으로 생산하고 있습니다. 약 10년 전까지만 해도 한국은 탄소섬유를 수입에 의존할 수밖에 없었는데요. 2011년이 되자 상황이 달라졌습니다. 효성첨단소재가 국산 탄소섬유 개발에 성공했기 때문이죠. 그리고 2023년, 효성첨단소재 TANSOMEⓇ은 전 세계 시장 점유율 8위에 등극할 만큼 큰 성장을 거두었는데요. TANSOMEⓇ은 무엇이며, 어떤 혁신을 피워냈을까요?

K-탄소섬유 대표주자, TANSOMEⓇ

탄소섬유는 원사에 탄소가 92% 이상 함유된 섬유입니다. 무게는 철의 4분의 1에 불과하면서, 강도는 10배 이상, 탄성은 7배 뛰어나 같은 무게여도 더 튼튼하고 유연하죠. 내열성과 내부식성, 전도성, 친환경성도 우수해 철의 대체재로 각광받는데요. 스포츠·레저 시장부터 재생 에너지, 항공·우주 같은 미래 먹거리 산업까지 다양한 산업의 핵심 소재로 손꼽힙니다.

미래가 유망한 소재인 만큼 효성 역시 경쟁력 확보를 위해 힘쓰고 있는데요. TANSOMEⓇ은 그 노력의 결실입니다. TANSOMEⓇ은 국내 최초이자 전 세계에선 세 번째로 개발된 탄소섬유로, 효성첨단소재가 독자 기술로 개발해 2013년 선보인 탄소섬유 브랜드입니다. 

▲ 탄소섬유로 만든 대표 제품들

범용 제품인 표준탄성 탄소섬유는 주로 고압용기나 전선 심재, 건축 보강재 등으로 쓰입니다. 가볍고 강도가 높으며 부식되지 않아 안전하고, 비용 면에서도 유리하죠. 특히 고압용기는 TANSOMEⓇ의 주력 분야이기도 한데요. 현재 압축천연가스(CNG) 고압용기 시장 점유율로 세계 1위를 차지하고 있습니다.

일상과 가까운 분야로는 골프채, 낚싯대, 라켓, 자전거 등 스포츠·레저용품이 있습니다. 가벼울 뿐 아니라 내구성·탄성도 좋아 양궁 활이나 러닝화에도 쓰입니다. 이 밖에도 경량의 최적 소재로, 연비 효율이 좋고 반복적인 하중·마찰도 잘 견뎌 항공기 기체, 풍력 발전기 날개, 선박 등의 핵심 소재로 사용됩니다.

한편, 물성수준이 높은 초고강도 탄소섬유는 더 높은 인장강도를 요구하는 분야에서 활약 중입니다. 대표적으로 우주 발사체가 있는데요. 초고강도 탄소섬유가 우주 발사체에 적용되면 무게가 가벼워져 추진력이 상승하고, 더 많은 탐사 장비나 승무원을 태울 수 있어 경제적입니다. 내구성과 열·진동 저항성도 우수해서 우주 산업화의 시대가 도래하며 더욱 주목받는 소재입니다.

▲ 일상 어디에나 있는 효성첨단소재 TANSOMEⓇ, 출처 효성첨단소재 공식 유튜브 (클릭) 

TANSOMEⓇ은 선두 주자인 일본, 미국, 독일 업체 제품과 동일한 품질을 자랑하며 글로벌 시장에서도 위상을 떨치고 있습니다. 특히 초고강도 제품은 한국을 탄소 소재 선진국 반열에 올린 주역입니다. 과거에는 공정 및 기술 난도가 높은 초고강도 탄소섬유를 일본과 미국에서만 생산했습니다. 하지만 효성첨단소재가 2022년에 국내 최초 개발에 성공하면서 첨단 소재 국산화의 길이 열린 것이죠. 효성첨단소재는 더 나아가 기술 고도화, 중국·베트남 생산 시설 증설 등 TANSOMEⓇ의 질적·양적 성장을 이어가며 글로벌 경쟁력 확보에 힘쓰고 있습니다.

TANSOMEⓇ이 여는 지속가능한 내일

효성이 TANSOMEⓇ에 집중하는 이유는 탄소섬유의 가능성 때문입니다. 기후 위기로 그 중요성이 나날이 커지고 있기 때문입니다. IPCC가 2050년까지 탄소 중립을 달성하는 시나리오를 세우면서 미래 산업 분야가 활발히 움직이고 있는데요. 정부는 2030년까지 전기차를 420만 대, 수소차는 30만 대까지 보급할 계획을 발표했고, 항공 산업 역시 2050년까지 탄소 배출량 0을 목표로 친환경 연료 전환과 기체 경량화에 힘쓰고 있죠. 연비를 개선해 탄소 배출량을 저감하는 탄소섬유의 활약이 더욱 기대되는 시점입니다.

이러한 시대적 요구를 TANSOMEⓇ은 기회로 삼아 나아갑니다. 세계 탄소섬유 시장 규모는 매년 15% 내외의 고성장이 예상되어, 나날이 늘어나는 수요에 발맞춰 효성첨단소재도 TANSOMEⓇ 생산량을 2028년까지 연 24,000톤까지 확대할 계획입니다. 이미 효성첨단소재는 2013년 전주에 공장을 열며 전북 탄소소재특화단지 앵커 기업으로 우뚝 섰는데요. 해외 라인 증설이 끝나면 글로벌 시장 점유율 TOP3라는 목표가 현실이 될 예정입니다. 

후발주자로 시작했으나 이젠 글로벌 TOP3를 눈앞에 둔 TANSOMEⓇ. 효성첨단소재는 여기서 만족하지 않고 ‘Global Top Tier Player’라는 목표가 현실이 될 때까지 노력과 헌신을 아끼지 않을 것입니다. 국내는 물론 전 세계에 TANSOMEⓇ의 바람이 불어올 날을 기대해 주세요!