초경량 재활용 복합소재 패널, 운송 혁신 선도

운송 산업에서 차량 경량화와 탄소 배출 저감이 최우선 과제로 부상한 가운데, 유럽을 중심으로 초경량·재활용 가능한 복합소재 패널 개발 프로젝트가 본격화되고 있다. 소재 전문 매체 AZoM에 따르면, 복수의 유럽 연구기관과 산업체가 참여한 이 프로젝트는 기존 금속 구조재 대비 중량을 30% 이상 줄이면서 폐기 시 원료 회수율을 획기적으로 높이는 것을 핵심 목표로 삼는다.

해당 패널은 열가소성 수지(thermoplastic resin)를 매트릭스로 유리섬유 또는 천연 섬유를 강화재로 결합한 구조다. 가열 후 재성형이 가능한 열가소성 수지 기반이어서 기존 열경화성 탄소섬유 복합재(CFRP)보다 재활용이 수월하다. 이 때문에 '리사이클러블 컴포짓(recyclable composite)'으로 불리며 순환경제 측면에서 높은 평가를 받는다.

차량 중량 10% 감소는 내연기관 연비 또는 전기차 배터리 효율을 약 6~8% 개선하는 효과를 낸다. 초경량 패널이 차체·내장재·적재함 등 다양한 부위에 적용될 경우 전기 트럭 기준 1회 충전 주행 가능 거리가 수십 킬로미터 이상 늘어날 수 있다는 시뮬레이션 결과가 나오고 있다. 배터리 무게를 상쇄해야 하는 전기 상용차에서 경량화 효과가 특히 두드러진다.

프로젝트는 소재 개발에 그치지 않고 복합소재 생산 공정 자체의 에너지 효율 개선도 병행 추진한다. 기존 고온·고압 오토클레이브(autoclave) 방식 대신 저온 성형 가능한 공정을 도입해 제조 단계 탄소 배출도 줄이는 방향으로 설계됐다. 소재와 공정 양쪽에서 탄소 발자국을 낮추는 통합적 접근이 이 프로젝트의 차별점이다.

국내에서도 효성첨단소재·코오롱인더스트리 등 탄소섬유·복합소재 업체들이 경량화 소재 시장을 공략하고 있다. 다만 국내 업체들은 열경화성 복합재 중심이어서 재활용성 측면에서 유럽 주도 열가소성 복합재 트렌드에 적응이 필요하다. 글로벌 수요처가 재활용 가능 소재를 우선 채택하는 방향으로 움직이는 만큼 기술 전환 시점이 경쟁력을 좌우한다.

글로벌 완성차 업체들은 기업평균연비(CAFE) 규제와 탄소 중립 목표 달성을 위해 경량 소재 적용을 가속화하고 있다. 전기 상용차(트럭·버스) 시장에서는 배터리 무게를 상쇄하기 위한 차체 경량화가 필수적이어서 초경량 복합소재 패널 수요가 빠르게 늘어날 전망이다. 완성차 OEM의 소재 사양서에 재활용 가능성 항목이 추가되는 사례도 늘고 있다.

EU는 자동차 수명 종료 규정(ELV Regulation)을 강화해 2030년까지 차량 부품 재활용 가능률을 85% 이상으로 의무화하고 있다. 재활용 가능한 복합소재 패널은 이 규제에 부합하는 솔루션으로, 법규 준수 측면에서도 완성차 OEM들의 채택 유인이 크다. 규제 의무화가 시장 수요를 직접 창출하는 구조여서 출시 시점과 규제 시행 시점의 조율이 사업 성공의 관건이다.

소재 전문가들은 '복합소재의 경량화 효과는 입증됐지만 재활용 경로가 확립되지 않으면 친환경 소재로 분류받기 어렵다'며 '열가소성 기반 리사이클러블 컴포짓이 상용화되면 운송 산업 탈탄소화의 핵심 수단이 될 것'이라고 평가했다. 국내 소재 업체들도 이 흐름에 선제적으로 대응해야 한다는 조언이 나온다.

글로벌 경량 복합소재 시장은 2030년까지 연평균 10% 이상 성장할 것으로 예측된다. 재활용 복합소재 패널이 양산 단계에 진입하면 비용 경쟁력도 기존 금속재 수준으로 낮아질 가능성이 있으며, 자동차에서 항공·철도·선박 등 운송 전 분야로 적용 범위가 확대될 전망이다. 탄소 중립 규제 강화와 맞물려 글로벌 복합소재 산업의 패러다임 전환을 이끌 핵심 기술로 평가된다.

국내 관점에서 복합소재 분야 기술 경쟁력 확보는 수출 산업화의 전제 조건이 된다. 유럽·미국 완성차 고객사들이 요구하는 재활용 소재 기준을 충족하지 못하면 글로벌 공급망 편입 자체가 어려워지기 때문이다. 산업부 주도의 소재 기술 개발 과제에 재활용 복합소재 분야를 우선 포함시켜야 한다는 업계 목소리가 높아지고 있다.