[車엿보기]경량화 핵심 탄소섬유복합재, 관건은 가격

[이데일리 이승현 기자] 최근 출시한 BMW 고급 대형세단 ‘뉴 7시리즈’는 차체에 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)를 적용해 기존 모델에 비해 무게를 130㎏ 가량 줄였다. CFRP는 탄소섬유를 강화재로, 플라스틱을 기재로 사용하는 복합재료로 가벼우면서도 높은 강도와 탄성률을 자랑한다. CFRP는 철에 비해 무게가 절반 수준이지만 강도와 탄성률은 각각 10배와 7배에 이른다.

이 때문에 CFRP는 높은 연료소비효율 달성을 위한 차체 경량화의 핵심 재료로 주목받고 있다. 그러나 대중적인 차에도 적용하려면 생산단가를 크게 낮춰야 하는 등 풀어야 할 과제가 적지 않다.

21일 업계에 따르면 현재 CFRP는 도레이와 도호 테낙스, 미쓰비시 레이온 등 일본 3개 업체가 전 세계 수요의 70%를 차지하고 있다. 독일 SGL 그룹도 이 분야 강자로 꼽힌다.

CFRP는 먼저 항공기 부품 및 동체 등에 사용되기 시작했으며 최근 들어 경량화 중요성이 커진 자동차로 적용 범위가 확대되는 추세다.

글로벌 완성차업체들은 소재 업체들과 제휴를 맺고 CFRP를 공급받거나 연구개발을 하고 있다. BMW는 독일 SGL 그룹과 함께 탄소섬유 합작기업을 만들었다. BMW는 여기서 생산한 CFRP로 전기차 i3와 플러그인하이브리드차 i8 차체를 만드는 등 이 소재 적용에 가장 적극적이다.

도요타와 다임러그룹(메르세데스-벤츠)은 도레이와 손을 잡고 독일에 CFRP 생산공장을 세웠다. 도요타의 경우 수소연료전지차 미라이의 일부 부품에 도레이 CFRP를 사용한다. GM은 일본 소재기업 테이진과 CFRP 공동 연구개발을 하고 있다.

현대·기아차는 지난해 신형 쏘렌토와 올해 신형 K5 모델의 파노라마 선루프 프레임에 CFRP을 적용했다. 다만 아직 CFRP 수급을 위한 공식 파트너는 없는 상황이다.

관건은 역시 생산가격이다. CFRP는 1㎏당 가격이 52~105달러 수준으로 다른 경량화 소재인 알루미늄(4~6달러), 마그네슘(13~26달러), 티타늄(33~105달러)에 비해 매우 비싼 편이다. 이 때문에 아직은 경량화가 필수인 전기차 등 일부 친환경차나 가격대가 높은 최고급 대형세단 등에 쓰이는 정도다. 현대·기아차의 경우 CFRP 가격이 1kg당 1만원대(10달러 이상)로 떨어져야 양산 적용이 가능하다는 입장인 것으로 전해졌다.

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 차체에 적용된 BMW 전기차 i3.

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 파노라마 선루프 프레임에 적용된 기아차 올 뉴 쏘렌토.