[테크홀릭] 조현준 회장이 이끄는 효성그룹의 신성장 사업들이 빛을 발하기 시작하면서 사업 부진으로 힘들어 하고 있는 경쟁기업들의 모범이 되고 있다.

특히 조 회장은 선제적 시장 투자로 주변부의 흩어져 있는 사업을 정리하고 신성장동력에 집중하고 있어 성장 속도 또한 대단히 빠르다.

효성그룹이 수소의 생산부터 유통, 관련 상품까지 이어지는 밸류체인 생태계 완성을 목표로 하고 있다. 신재생에너지로 글로벌 에너지 시장의 대전환이 이뤄지는 상황에서 수소를 미래 먹거리로 낙점, 시장을 선점한다는 방침이다. 수소는 세계가 글로벌 화석 연료 위기를 겪고 있는 지금부터 에너지 시장을 이어가는 중요한 대체재이며 차세대 친환경 에너지원이다.

이산화탄소를 배출하는 화석 연료와 달리 열과 전기를 생산한 뒤 물을 배출하고 특정 지역에 편중되지 않고 환경에 위해를 주는 일이 거의 없는 청정 에너지원이다. 휘발유의 4배, 천연가스의 3배에 달하는 에너지 밀도를 가지고 있어 에너지 효율도 뛰어나다.

이 때문에 조현준 회장은 일찌감치 수소 생태계 구축에 심혈을 기울여 왔고 국내는 물론 글로벌 시장에서 그룹의 전 사업역량을 총동원해 수소 경제 활성화와 생태계 확장을 위한 디딤돌 역할을 감당해 오고 있다.

효성그룹은 ‘수소 응용기술을 통한 탄소중립 대한민국 건설’이라는 중장기 비전을 선포하면서 △수소 생산 및 충전 설비 연구개발(R&D) 확대 △블루수소 및 그린수소 추출 기술 국산화 △이산화탄소 저감 기술 개발 등 3대 추진과제를 발표하고 이에 매진해 왔다.

현재 그룹은 수소 산업 밸류체인 구축을 위해 효성티엔씨, 효성중공업, 효성첨단소재 등을 중심으로 이 사업을 전개하고 있다.

국내 최초 수소 연료탱크의 '라이너' 소재로 개발 성공

그룹 내에서도 각사별로 사업을 분화해 나가면서 이 사업들이 그룹 차원에서 시너지 효과를 내게 된다는 면에서 생태계도 튼튼하다는 평가를 받고 있다.

효성티앤씨의 경우 최근 국내 기업 최초로 독자 기술로 수소차 연료탱크의 라이너 소재용 나일론을 개발, 활용하는 데 성공함으로써 수소사업의 안정성을 높이는데 크게 기여한 것으로 평가된다.

라이너는 연료 탱크 내부 용기로 수소를 저장하고 누출을 방지하는데 필요한 핵심 부품이다.

라이너는 수소연료탱크의 안전성을 확정하는 핵심 용기다. 수소연료탱크(hydrogen fuel tank)는 수소전기차에 사용되는 수소를 저장하는 장치로 아주 높은 수준의 안전이 요구되는 부품이다.

먼저 수소용기 라이너는 잦은 수소 충전과 방전에 따른 급격한 온도 차를 견딜 수 있어야 한다. 나일론 소재 라이너는 영하 40도에서 영상 85도까지 버티는 등 온도차에 따른 내충격성도 뛰어나다고 회사는 자랑하고 있다.

이 때문에 인증 조건도 매우 엄격하며 강도는 수심 15km 이하까지 버틸 수 있어야 하며, 내구성은 1일 1회 충전한다고 가정할 경우 최대 123년 동안 사용 가능해야 한다고 알려져 있다.

효성티앤씨가 개발한 나일론 라이너 소재는 기존 금속 소재 대비 70%, 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 소재 대비 50% 가볍다. 또 수소 가스 누출을 막는 가스 차단성도 기존 그속 소재보다 30% 이상, HDPE보다 50% 이상 높다는 게 효성티엔씨 측의 설명이다.

기존 금속 소재 라이너는 무겁고 장기간 수소에 노출되면 깨지기 쉬운 위험도가 높아지지만 나일론 소재 라이너는 수소 흡수력과 통기력이 낮아 위험이 현저히 줄어든다. HDPE 라이너는 400바(bar) 수준의 고압 용기로 사용되지만 일반적 수소전기차가 요구하는 700bar의 압력을 견디지는 못한다. 이로써 그동안 해외 업체들이 독점하던 라이너 시장에 국내 기업들이 진입할 수 있는 기회를 얻어냈다.

글로벌 수소차 시장은 2030년 연간 105만대로 확대될 전망이다. 이 때문에 효성이 개발한 나일론 소재 라이너 시장의 수입 대체 효과도 2030년까지 연간 약 2700억원 규모로 성장할 것으로 전망되며 앞으로 드론, 트램, 선박, 도심항공모빌리티(UAM) 등 다양한 수소 모빌리티 시장에서도 수소용기용 라이너 소재로 나일론의 활용 범위가 커질 전망이다.

조현준 효성그룹 회장이 주목하는 것은 섬유산업이라는 이른바 사양산업 속에서도 얼마든지 부가가치가 높은 신성장동력을 찾아낼 수 있다는 점이다. 이번에 효성티앤씨의 나일론 라이너 소재 개발은 사양사업으로 평가받아 온 섬유 산업에서 기술로 첨단 수소 산업의 핵심 소재를 성공해 낸 혁신이라는 점에서 높이 평가받을 만하다.

효성중공업의 생산유통 기반 조성

효성중공업은 액화수소 생산과 유통사업에 매진하면서 이미 소기의 성과를 거두고 있다. 액화수소는 기체수소 대비 부피가 800분의 1 수준으로 저장과 운송이 용이하고 액화수소 충전소도 기체 충전소 대비 30% 수준이면 건립이 가능하다는 점에서 차세대 수소 경제의 핵심 기술이다.

이 회사는 회전기와 압축기를 비롯한 중공업 분야 기술력을 바탕으로 2000년 압축천연가스(CNG) 충전시스템 사업에 진출했으며 CNG 충전시스템 사업에서 쌓은 기술과 운용 역량을 기반으로 2008년부터 수소충전소 보급을 시작했다. 수소차량 증가에 따른 기대치도 크다.

이 회사가 구축하는 수소충전소는 3~5분 만에 충전이 가능하다. 시간당 수소차 5대 이상을 충전할 수 있고 설치 면적이 좁고, 압축기 등의 내구성도 우수하다. 수소충전기, 수소가스 냉각시스템, 수소가스 압축 패키지 등을 국산화했다는 점도 특장점이다.

효성중공업은 내년 울산 용연공장에 연간 1만3000t 규모의 액화수소 생산공장을 완공하고 5월부터 가동한다. 효성은 액화수소 생산능력을 3만9000t까지 늘린다는 계획이다.

지난해 독일 가스·화학기업인 린데와 설립한 생산법인 린데하이드로젠은 울산용연공장에서 생산되는 부생수소를 액화수소로 정제하고, 판매법인인 효성하이드로젠이 이를 수소충전소에 판매하는 생태계도 만들어 두었다. 전라남도 등과 협력해 향후 5년간 1조원 이상을 투자, 해상풍력 발전과 수전해를 통한 ‘그린 액화수소’ 생산에도 착수한다.

효성중공업은 수소충전소 공급 부문 시장 점유율 1위를 차지하고 있으며 향후 자체 수소 충전소도 건립한다는 계획이다. 이에 내년 액화수소플랜트 완공에 맞춰 울산에 제 1호 액화수소 충전소를 건립할 예정이다.

탄소섬유에 올인하는 효성첨단소재

한편 효성첨단소재는 탄소섬유에 올인하고 있다. 찬소섬유는 수소차의 연료탱크 및 수소충전소 등에 사용되며 기존 철에 비해 무게는 4분의 1에 불과하고, 강도는 10배, 탄성은 7배에 달해 그 수요가 크게 늘고 있다. 효성첨단소재는 지난 2008년부터 탄소섬유 독자개발에 나서 2020년 첫 영업이익을 달성했으며 오는 2028년까지 1조원을 투자해 연간 2만4000t의 탄소섬유 생산 능력을 확보할 계획이다.

투자자들은 이 회사의 탄소섬유 사업이 글로벌 수요 강세 속 판가 인상과 맞물려 수익이 크게 늘고 있다고 보고 있다.

효성화학도 소재기술의 강화로 글로벌 시장에서 탄탄한 기술력을 인정받고 있다.

아시아와 유럽, 중동 등으로 수출되는 TPA와 국내 최고의 시장점유율을 차지하고 있는 폴리프로필렌 (PP)을 비롯해 각종 필름, 불소가스 등 다양한 화학제품을 생산하고 있으며, 특히 세계 최초 상용화에 성공한 폴리케톤은 고분자 신소재로서 우수한 물성과 경쟁력을 바탕으로 전 세계 부품산업을 주도할 핵심소재이다.

이 회사의 수준 높은 기술이 요구되는 특수용도 제품들은 고온내압성, 고강성, 고내충격성, 투명 등 우수한 기능성을 지녀 다양하고 수준 높은 고객 요구에 부응하고 있다. 특히, 냉·온수용 파이프 재료인 'R200P'는 세계 시장을 선도하며, 레토르트 필름, 보호 필름도 국내에서 최고 수준의 품질을 인정받고 있다.

또 TPA PU는 고기능성 폴리에스터 섬유의 주원료일 뿐 아니라 타이어코드, 페트병, 폴리에스터 필름 등 각종 산업 및 생활 소재의 원료로 사용되는 고순도 TPA를 연간 42만 톤 규모로 생산·공급하고 있다. 이는 아시아와 유럽 등 세계 각지에서 폴리에스터 관련 제조업체의 경쟁력 향상에 기여하고 있는 것으로 평가받는다.

한편 세계 최초 상용화에 성공한 폴리케톤 브랜드 POKETONE & trade은 대기오염의 주범인 일산화탄소(CO)와 석유화학원료인 올레핀(에틸렌, 프로필렌)으로 이루어진 친환경 고분자 신소재라는 측면에서 높이 평가받는 기술력이다.

나일론 대비 충격강도는 2배 이상, 내화학성은 30% 이상 우수하며, 내마모성 역시 최고 수준인 폴리아세탈(POM) 대비 10배 이상 뛰어날 뿐만 아니라, 기체차단성도 우수하다.

이밖에도 최첨단 산업인 반도체, Display, 태양전지 등에 사용하는 산업용 특수가스, 삼불화질소(NF3 Gas)를 자체적으로 개발한 Neochem PU는 최신 설비와 화학분야에서 쌓아온 효성화학의 노하우와 기술력을 통해 고품질의 제품을 생산 및 판매하면서 시장장악력을 키워가고 있다.

증권가에선 글로벌 수소 시장의 성장성을 아주 높게 평가한다. 글로벌 수소 생산시장은 2020년 기준 1290억 달러(약 148조 6000억 원)로 추정되며 2025년까지 연평균 9.2%씩 성장할 것으로 전망하고 있다. 효성그룹은 이 시장에서 기술력으로 글로벌 트렌드를 리드하는 선도기업으로 성장할 것으로 기대된다.

조현준 효성그룹 회장(사진=효성)

이상엽 기자  thtower1@techholic.co.kr

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