일본 화학소재전문업체 도레이(TORAY)가 미국 민간우주개발업체 스페이스엑스(SPACE X)와 로켓 및 우주선에 사용할 탄소섬유를 공급하는데 기본 합의했다.

이로써 테슬라 설립자이기도 한 엘론 머스크는 전기차 배터리 공급업체로 파나소닉(Panasonic)과 협력한 데 이어 또 한 번 일본 업체와 대규모 계약을 체결하게 됐다.

17일(현지시간) 니혼게이자이신문은 이번 합의를 바탕으로 “여행을 비롯해 물자수송, 자원개발 등 우주개척 분야가 새로운 민간 시장으로 떠올랐다”며 “도레이를 중심으로 일본이 강세를 보이는 소재산업 역시 탄력을 받을 것으로 보인다”고 보도했다. 양사는 공급 기간 및 가격 등 세부조건을 채워 올가을까지 최종합의를 목표로 하고 있는 것으로 알려졌다.

구체적인 협력 방안은 도레이가 시트형 가공품을 공급하면 스페이스엑스가 미국 앨라배마주에 위치한 탄소섬유공장에 이를 직접 가공하는 방식으로 진행된다.

총 공급 규모는 2000억엔에서 최대 3000억엔(약 3조2787억원) 수준에 이를 것으로 보인다. 스페이스엑스의 탄소섬유 수요가 계획대로 증가할 경우 도레이는 미국 사우스캐롤라이나주 전용 생산라인 설치도 검토할 계획인 것으로 알려졌다.

도레이는 항공기에 탄소섬유 대량 도입을 성공시켰을 뿐더러 비용절감 및 성형능력 향상 등 개발노하우를 다량 축적해온 업체다. 이러한 기술력을 바탕으로 전 세계 탄소섬유시장 점유율 선두를 달리고 있다. 여기에 그치지 않고 이번 스페이스엑스와 맺은 장기공급 계약으로 본격적으로 우주분야에 뛰어들 발판을 마련한 셈이다.

우주산업을 민간영역으로 만들려는 엘론 머스크의 의지

이번 합의는 스페이스엑스의 설립자인 엘론 머스크의 의지가 반영된 것이다. 그는 아직 국가영역에 머무르고 있는 우주산업을 민간영역으로 가져오겠다는 목표를 지니고 있다.

이를 실현하기 위해서는 천문학적인 비용을 절감하는 것이 우선이라고 여겨 대형 로켓에 탄소섬유를 대량 사용하기로 한 것이다.

일반적으로 알루미늄이 로켓 소재로 사용된 반면 탄소섬유는 로켓의 접합부 등 일부에만 쓰였다. 알루미늄보다 가볍고 강한 탄소섬유로 기체 무게를 줄여 수명 및 적재효율을 늘려 비용 절감을 추구할 수 있다.

스페이스엑스 로켓 수주 7만건 돌파, 탄소섬유 수요 지속 증가 전망

현재 스페이스엑스의 로켓 수주는 '헤비'만 7건을 넘어서며 앞으로 월 2회 수준의 속도로 로켓 발사를 진행할 방침이다. 또 내년 위성발사와 함께 2018년 5월에는 무인탐사선 '레드드래곤'을 화성에 보내겠다는 계획을 세우고 개발을 진행 중이다. 또한 현재 발사 및 1단계 추진로켓 회수에 성공한 로켓 '팰컨9'(적재중량 53톤, 우주왕복선 2배 수송능력)보다 적재량이 3배 이상인 로켓 '헤비'를 개발 중이며 올해 말 시험 발사를 계획하고 있다. 이에 니혼게이자이신문은 탄소섬유 수요도 계속해서 증가할 전망이라고 전했다.

테슬라 전기차에 소형 배터리 대량 도입한 방식과 닮아

한편 스페이스엑스의 탄소섬유 도입은 테슬라(TESLA)의 설립자이기도 한 엘론 머스크가 전기차의 상용화와 비용절감을 위해 대량의 소형 리튬이온 배터리를 사용한 것을 연상케 한다.

테슬라가 전기차 시장에 뛰어들 것을 선언했을 때 세계의 이목이 모인 이유는 배터리 때문이다. 완성차 업체들이 전기차 생산에 주로 선택하는 것은 리튬이온 2차 전지의 각형과 파우치형이다. 원통형은 전기차에 적합하지 않다는 것이 업계의 중론이었다.

그러나 테슬라는 일본 파나소닉과 계약을 맺고 ‘18650’으로 불리는 원통형 리튬이온 소형 2차 전지(흔히 볼 수 있는 AA사이즈 충전용 건전지)를 선택했다. 원통형 전지는 양산 능력(Capa)이 다른 형태의 전지에 비해 높아 ‘규모의 경제’를 실현할 수 있기 때문이다. 

또한 기존 업체들은 배터리의 생산성을 높이기 위해 공간 활용을 하려고 대부분 트렁크나 뒷좌석 사이 등 빈 공간에 배터리를 넣으려고 했다. 반면 테슬라는 무게 중심이 아래로 가도록 이 소형 원통형 전지 7000여개를 연결해 차체의 아래쪽에 배치하는 ‘역발상’을 시도했다.

무엇보다 원통형 배터리는 이미 상용화된 지 오래됐으며 대량 자동화 생산도 용이하다. 특별한 생산 기술이 필요하지 않기 때문에 전기차 생산에 있어서 특정 배터리 생산업체의 기술에 좌우하지 않겠다는 테슬라의 의지를 보여준 것으로 해석됐다.

전기차와 우주산업 대중화의 핵심은 ‘비용’과 '접근성'이다. 테슬라의 혁신 사례를 미루어 볼 때 이번 스페이스엑스의 행보도 같은 맥락으로 풀이된다.