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탄소섬유가 수소 저장탱크, 우주·항공 등 첨단 산업 분야에 활용도가 높은 핵심 소재로 자리 잡으면서 국내 화학 기업들이 생산 능력 확대에 속도를 내고 있다. 업계는 탄소섬유 시장이 연평균 17%의 가파른 성장세를 보일 것으로 전망한다.

탄소섬유는 제품 함량의 90% 이상이 탄소로 이뤄진 섬유로, 유기 섬유를 높은 온도에서 가열해 만든다. 탄소섬유는 같은 부피의 철보다 강도와 탄성이 각각 10배, 7배 이상 높으면서도 무게는 4분의 1 정도로 가벼워 수소의 저장·운반에 사용되는 고압 압력용기의 겉면을 감싸 팽창을 막는 용도로 사용된다. 또 탄소섬유 기반의 복합소재를 사용하면 기체 무게를 줄일 수 있다. 최근에는 도심항공교통(UAM), 항공우주 기체, 인공위성, 풍력발전기의 날개(Blade) 등에도 탄소섬유가 활용되고 있다.

25일 업계에 따르면 국내 탄소섬유 업계 1위 업체인 효성첨단소재는 지난달 528억원을 투자해 내년 7월 말까지 전주 공장 의 탄소섬유 생산 능력을 2500톤(t) 늘린다고 밝혔다. 효성첨단소재는 지난 2011년 국내 최초, 세계 4번째로 고강도 탄소섬유 ‘탄섬(TANSOME)’을 개발하고 2013년부터 전북 전주에 공장을 운영하고 있다. 현재 효성첨단소재의 전주 공장 생산량은 연산 9000t 규모다.

효성첨단소재는 해외 사업장도 확대하고 있다. 지난달 베트남 남부 바리아붕따우성에 533억원을 출자해 탄소섬유 생산 법인인 ‘효성 비나 코어 머티리얼즈’를 신규 설립했다. 베트남 공장은 2025년 상반기 완공 예정이다. 궁극적으로 효성첨단소재는 총 1조원을 투자해 탄소섬유 생산 능력을 2025년 2만1500t, 2028년 2만4000t까지 늘리겠다는 목표다.

일본 도레이(TORAY) 그룹의 한국 자회사인 도레이첨단소재는 현재 구미 공장에서 연간 4700t가량의 탄소섬유를 생산하고 있는데, 최근 탄소섬유 3호기 기공식을 개최하며 본격 증설에 돌입했다.

3호기의 생산능력은 연 3300t이다. 오는 2025년 하반기 증설이 마무리되면 도레이첨단소재의 생산능력은 연 8000t까지 늘어나게 된다. 도레이첨단소재는 지난 2011년 탄소섬유 1호기를 기공하며 국내 최초로 탄소섬유를 대량 생산하기 시작했다. 모회사 도레이그룹의 세계 탄소섬유 시장 점유율은 40%에 육박한다.

도레이첨단소재 관계자는 “고압 수소 압력용기, 도심항공모빌리티 등 높은 소재 성능을 요구하는 시장에 적극 대응하기 위해 증설을 결정했다”고 밝혔다.

업계에 따르면 글로벌 탄소섬유 수요는 지난해 15만t에서 오는 2025년 24만t으로 연평균 17%씩 성장할 것으로 전망된다. 특히 수소 운송 및 저장 용도 수요가 점차 늘어나 수소, LPG(액화석유가스) 등 압력용기용 탄소섬유 수요는 2025년까지 매년 42%가량 늘어날 것이라는 관측이 나온다.

중국 업체들도 탄소섬유 공급을 늘리고 있으나, 국내 업체들의 탄소섬유 사업은 향후에도 높은 수익성을 보일 것으로 예상된다. 윤재성 하나증권 연구원은 “효성첨단소재 탄소섬유 사업의 영업이익률은 30% 이상으로 추정된다”며 “탄소섬유 매출과 영업이익은 내년 3500억원·800억원, 2025년 5000억원·1100억원, 2026년 6000억원·1300억원 등으로 늘어날 것”이라고 말했다.

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