차체 무게 스틸의 절반…신차 속속 탑재
독일 뮌헨 BMW벨트(본사)에서 자동차로 30분 거리에 있는 BMW 란츠후트 공장. 지난 14일 탄소 섬유강화 플라스틱(CFRP·카본 파이버) 라인에선 굉음과 함께 기계들이 검은 직물을 쏟아내고 있었다. 이를 거대한 프레스기로 누르면 딱딱한 재질의 차체 루프로 바뀌었다.

안드레아스 레인하르드트 카본 파이버 프로젝트 매니저는 “BMW의 고성능 모델인 M3의 루프가 카본 파이버이며 하루 70개를 생산한다”며 “신형 M6 모델에 들어갈 카본 파이버 생산라인도 추가로 설치하고 있다”고 말했다.

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카본 파이어 무게는 일반 철강재질의 절반밖에 되지 않기 때문에 차량 중량을 낮춰 연료 효율을 높이고 이산화탄소 배출량을 감소시킬 수 있다. M3 루프를 스틸 재질로 만들면 10㎏이지만 카본 파이버는 5㎏에 불과하다. 레인하르드트 매니저는 “다운사이징 경쟁이 치열해짐에 따라 카본 파이버의 역할은 더 커질 것”이라고 말했다.

이 공장에서 근무하는 200여명의 카본 파이버 전문가들은 생산 과정의 자동화 비율을 높여 BMW i 시리즈 모델용 탄소섬유 차체부품을 대량 생산이 가능하도록 했다. i시리즈는 내년부터 양산할 BMW의 도시형 전기차로 차체의 상당 부분이 카본 파이버 소재로 구성된다. 레인하르드트 매니저는 “스틸 재질 이상의 강성을 지녀 충돌 보호 성능이 우수하다”고 설명했다.

BMW는 이미 10년 전부터 카본 파이버를 양산하고 있다. 카본 파이버는 두께가 0.007㎜로 머리카락 직경의 10분의 1에 불과한 얇은 흑연 구조를 가진 탄소로 구성돼 있다. 이를 5만개 정도 뭉쳐 특수한 부직포 섬유 직물로 제조하고 이것을 경화시킨 것이 카본 파이버다. 직물 내 섬유 배열 방식과 레진을 섬유 사이사이에 균등하게 높은 압력으로 침투시킨 후 빠른 시간 내에 경화시키는 과정은 특별한 기술이 필요하다. 가격이 비싼 것이 단점이다. 레인하르드트 매니저는 “공정 자동화와 잔여물 재활용 등 단가를 낮추기 위한 기술적인 연구가 계속되는 만큼 가격 경쟁력은 높아질 것”이라고 말했다.

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BMW는 독일 카본 파이버 제조사인 SGL과 함께 합작 투자해 미국 워싱턴에 공장을 설립했다. 연말까지 SGL의 지분을 인수해 BMW그룹의 자회사로 편입할 계획이다.

다른 자동차 회사들도 카본 파이버 개발 경쟁에 속속 뛰어들고 있다. BMW의 경쟁자인 메르세데스벤츠는 일본 도레이와 협업해 내년에 카본 파이버를 고성능 스포츠카에 적용할 예정이다. GM 역시 일본 카본 파이버 제조사 테이진과 손잡고 카본섬유 개발에 들어갔다.

현대자동차그룹도 카본 파이버에 관심을 쏟고 있다. 지난해 기아차가 발표한 컨셉트카 ‘GT’에 카본 소재를 사용했다. 기아차는 GT에 카본 파이버 소재를 적용할 가능성이 높은 것으로 업계에선 보고 있다. 신정관 KB투자증권 리서치센터팀장은 “자동차의 고효율, 경량화가 중요한 화두인 만큼 카본 파이버 활용기술은 자동차 회사의 지속적인 발전에 중요한 요인으로 작용할 것”이라고 말했다.

뮌헨=최진석 기자 iskra@hankyung.com