프로스트 앤 설리번, 자동차 및 항공우주 산업에서 연비를 강화시킬 수 있는 특출한 자재로 부상

미국과 유럽에서 2025년까지 승용차와 소형 트럭이 갤런 당 54.5 마일 주행을 요구하는 CAFE(기업평균 연비, Corporate Average Fuel Economy)와 같이 점점 엄격해지는 배출 기준들이 철강을 탄소 섬유로 대체하는데 든든한 뒷받침이 되고 있다. 탄소 섬유는 철강보다 약 5배 강하고 3배 가벼우며 2배 단단하고 더 나은 항복 강도를 보여준다. 게다가 탄소 섬유제로 차량 무게를 50%까지 줄일 수 있어, 자동차 및 항공우주 산업에서 연비를 강화시킬 수 있는 특출한 자재로 부상하고 있다.

프로스트 앤 설리번이 발표한 ‘탄소 섬유 응용 평가 보고서(Application Assessment of Carbon Fibers)’는 저가의 탄소 섬유 제조 수요와 자동차, 우주 항공, 풍력 에너지, 소비자, 압력 용기, 인프라 등의 분야에서의 탄소 섬유 응용에 대한 기술 로드맵을 분석하고 있다. 본 보고서에서는 자세한 밸류체인 분석은 물론, 북미와 유럽, 아시아 태평양의 지역별 트렌드를 보여주고 있다.

프로스트 앤 설리번 테크비전팀의 아니루다 로이(Aniruddha Roy) 연구원은 “자동차 및 우주 항공 시장이 지배적이겠지만 해양 및 대체 에너지와 같은 산업에서도 탄소 섬유에 대한 관심이 높아지면서 25억 달러였던 시장 크기는 2020년에는 38억 달러까지 커질 전망이다. 풍력 및 태양광 에너지 분야에서도 탄소 섬유가 구조적 응용에 매우 유용할 것”이라고 말했다.

하지만 쉽게 엄두를 낼 수 없는 비용이 대규모 도입에 걸림돌이 되고 있다. 높은 초기 비용이 생산 비용의 50% 이상을 차지하는 것이 탄소 섬유 비용을 높이는 결과를 낳고 있다. 이 외에도 전환 수율은 약 50%로 낮고 제조 공정의 첫 번째 단계인 산화에 시간과 에너지 소비가 크다.

이해 관계자들은 비용 효율적인 대체 전구체들을 식별해야 한다. 전반적인 합성 강도를 늘려주는 탄소 섬유에 유리 섬유를 더한 것과 같은 하이브리드 탄소 섬유뿐만 아니라 섬유 폴리아크릴로니트릴 역시도 효과적일 것이다.

로이 연구원은 “제조사들은 산화 시간 및 에너지를 65%까지 줄일 수 있는 플라즈마 산화와 같은 생산 기술을 배치해 생산 시간과 비용을 대폭 줄일 수 있다. 일단 저가의 대규모 생산 공정이 가능해진다면, 앞으로 10-12년 안에 저가의 섬유가 현실화될 수 있다. 중장기적으로 탄소 섬유 재활용이 탄소 섬유가 여러 산업들에 도입을 더욱 가속화시킬 것”이라고 밝혔다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 프로스트 앤 설리번, 자동차 및 항공우주 산업에서 연비를 강화시킬 수 있는 특출한 자재로 부상