탄소소재 자체의 응용기술 뿐만 아니라 주변 기술기반이 급속히 발전하면서 탄소소재산업의 융·복합 촉진이 국가발전의 신성장 패러다임으로 주목받고 있다.

전후방 산업 기술혁신의 새로운 패러다임으로 탄소소재는 고부가가치 창출의 원천이 될 것으로 기대된다.

이에 정부도 미래 성장 가능성이 큰 핵심소재인 6개 탄소산업을 정부정책 산업으로 선정, 기술개발과 산업화를 위해 집중 지원 계획을 밝힌 바 있다.

이와 관련해 전북은 정부의 탄소산업 발전 기치를 든 태풍의 소용돌이 안에 들어있는 ‘작지만 강한 도시’로 꼽히고 있다.

특히 지난달 24일 전북을 방문한 박근혜 대통령이 “국가 미래 산업을 좌우할 미래성장 동력은 바로 탄소산업”이라고 밝힘에 따라 국내 유일의 탄소산업 전문 인력 양성기관인 전주 팔복동 소재 한국탄소융합기술원(강신재 원장)의 역할이 더욱 강조되고 있다.

탄소섬유는 고강도 고부가가치의 섬유로, 무게는 강철의 4분의 1 수준으로 가볍지만, 강도는 10배 이상 강한 특성을 가져 꿈의 신소재로 불린다.

탄소섬유가 자동차에 사용되면 차체가 약 60% 정도 가벼워져 연료 효율을 높일 수 있고, 이산화탄소 배출 감소 효과가 있어 차세대 친환경 자동차 소재로 주목받고 있다.

국내 기업 최초로 전주 팔복동에 공장을 설립한 효성이 지난 2011년 탄소섬유 개발에 성공했으며, 지난 해 5월 전주시에 연산 2000톤 규모 공장을 완공, 고기능 탄소섬유를 본격 양산하고 있다.

 

탄소섬유 시장은 현재 5만톤 규모에서 연간 11% 이상 급성장하고 있다. 오는 2020년에는 시장 규모가 50억 달러로 성장할 것으로 전망되고 있다.

이 가운데 한국탄소융합기술원은 2003년 설립 이래, 탄소산업분야에서 국내외 우수 연구소 및 기업과 공동연구개발, 그리고 기업지원사업 및 인력양성사업을 추진하고 있으며, 명실상부한 세계적 탄소산업분야 전문연구기관으로 거듭나고 있다.

△세계 3번째 탄소섬유 자체 양산 성공

한국탄소융합기술원은 ‘PAN계 탄소섬유생산시스템을 구축(2005~2008)’하고, (주)효성과 공동연구를 통해 2012년에는 세계 3번째로 중성능 탄소섬유(T700급) 양산에 성공했다.

이를 통해 국내 탄소산업의 중요성에 대한 관심도를 집중시키는 계기를 마련했고 탄소산업을 미래 100년 먹거리로서 가치를 한층 높이는데 일조했다.

탄소밸리구축사업(2011년 10월~2016년 9월)은 산업통상자원부의 광역경제권거점기반 구축사업으로 탄소산업 육성의 국가적 인프라거점과 R&D거점 육성을 목표로 하고 있다. 탄소산업의 국가적 육성을 위해 전북이 중심이 되어 추진하고 있는 사업이다. 총사업비는 1991억원 규모이며, R&D 과제 29개 중 24개 과제에 전북 기업, 대학교, 연구소가 참여해 R&D를 수행 중에 있다.

△ ‘탄소로드의 아우토반’은 바로 전북

한국탄소융합기술원은 현재 소재부품실용화본부, 국제탄소연구소 등 국내외 우수 연구진 및 기업과 공동연구개발을 추진하고 있다. 탄소소재의 원천기술부터 중간재 연구개발 그리고 자동차, 항공기, 이차전지 등 응용분야에 이르기까지 원천기술과 실용화 연구개발을 추진 중이다.

하지만 현실의 탄소산업은 세계 주요 선진국이 기술을 독점하고 있는 상황이다.

이에 기술원은 국내외 우수 연구소와 국제 협력 연구개발 네트워크를 구축했으며, 올해 말 현재 8개국(일본, 중국, 인도, 미국, 독일, 영국, 이탈이아, 프랑스) 총 15개의 기업, 기관, 연구소와 국제협력을 체결했다.

특히 협약이 단순한 MOU체결에 그치지 않고, 산업통상자원부의 국제공동연구개발사업 등을 활용해 실질적인 연구개발, 인적, 기술적 교류를 통한 가시화된 성과를 이뤄가고 있다.

△혁신상 수상한 ‘탄소소재 엔진커버’

영국 AMRC(보잉연구소)와 공동으로 연구개발을 추진해 세계 최초로 탄소소재 엔진커버를 개발하는 성과를 일궜다.

이번에 개발된 탄소소재 엔진커버는 국내외 전문기관에서 시험평가를 마치고 상용화될 예정이다. 마이크로웨이브를 이용해 탄소복합재 제조공정 비용을 획기적으로 낮출 수 있는 신공법으로 평가받고 있다. 한마디로 고비용이 유일한 단점으로 꼽히는 탄소복합재의 제품가격을 획기적으로 낮출 수 있는 혁신 기술인 것이다.

△산자부 ‘핵심생산제조기술연구실’ 선정올해 선정된 핵심생산제조기술연구실은 서울대학교 등 8개 대학, 한국탄소융합기술원 및 기업연구소 15개 등 전국적으로 총 23개 기관이 선정된 가운데 전북지역에서는 한국탄소융합기술원이 유일하게 선정되는 영예를 안았다.

핵심생산제조기술연구실로 선정되면, 산업통상자원부 공모과제 선정 시 인센티브를 부여받는 등 기술력을 인정받는다.

핵심생산제조기술연구실에 선정된 융합공정연구실은 탄소복합재와 마그네슘 등 경량금속을 응용한 자동차부품, 항공기부품 개발과 국내 최초로 탄소소재강화 3D 프린터용 소재를 개발하는 등 활발한 연구개발 활동을 하고 있다.

△국내 첫 ‘3D 프린터용 강화 소재’ 개발

한국탄소융합기술원은 ‘3D 프린터용 CNT 강화 소재’ 개발에 성공, 기존 3D 프린팅 공정에 사용되는 PLA, ABS 등에 소량의 CNT를 강화재로 사용해 기존 재료보다 기계적 특성을 향상시켰다.

탄소나노튜브(CNT) 강화 3D 프린터용 소재 개발은 3D 프린팅 산업분야는 물론, 가벼우면서도 높은 강도를 요구하는 자동차, 항공용 부품산업분야 그리고 나아가서 우주산업분야 및 방위산업분야 등에서 세계 최고 기술을 선점한 것이다.

△탄소 유관 기업 ‘주치의 역할’ 수행

한국탄소융합기술원에 입주해 있는 탄소전문기업은 대기업 3곳, 중소기업 30곳, 창업기업 13곳이다.

(주)효성, GS칼텍스(주), (주)코오롱인더스트리는 한국탄소융합기술원과 공동으로 탄소소재 연구개발 및 사업화를 추진하기 위해 전북에 생산공장 및 연구소를 설치한 대기업이다. 효성은 PAN계 탄소섬유 생산, GS칼텍스는 Pitch계 탄소섬유, 코오롱인더스트리는 열가소성 프리프레그분야에 대한 공동연구개발과 사업화를 추진하고 있다.

또한 기술원과 공동 R&D를 추진하고 사업화를 추진하기 위해 전국 각지에서 전북으로 이전한 입주기업이 30개이며, 최근 설립한 탄소융합소재부품 창업보육센터에는 약 2:1의 경쟁을 통해 선정된 최종 13개 기업이 기술원과 함께 성장하기 위해 입주했다.

△탄소·복합소재분야 전문 인력양성

기술원은 전국 유일·최고의 탄소산업 전문인력 양성기관으로 탄소밸리 구축사업의 성공적인 추진과 도내 전문인력 확충을 위한 탄소·복합소재분야 전문 인력양성 교육을 실시하고 있다.

또 지역의 일자리 창출은 물론 이곳에서 양성된 인력을 기업에 취업할 수 있도록 모집부터 취업까지 원스톱-취업연계 인력양성 프로그램을 진행하고 있다.

지난 2013년 300여명의 재직자 교육인원은 올해 700명으로 확대됐고, 취업연계형 교육은 130명 교육을 통해 70명이 취업하는 등의 성과를 내고 있다.

또한 한국탄소융합기술원 탄소밸리 구축사업에서의 탄소관련전문교육기관의 중요성이 대두됨에 따라 자체 연구진 및 산학연 네트워크를 통한 전문 강사, 기술원보유 장비 및 연구시설 등을 활용해 인력양성사업의 국내 유일한 탄소복합소재 전문교육기관으로 자리 잡을 것으로 기대된다.