한국섬유기계융합연구원(KOTMI), ‘셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터’ 본격 가동

바이오매스 유래 자원순환형 친환경 저탄소 소재부품산업 가치사슬 새로 쓴다

미래 친환경‧고부가 CNF 소재 산업의 허브, 새로운 생태환경 조성 청사진 제시

한국섬유기계융합연구원(KOTMI, 원장 성하경, www.kotmi.re.kr )은 지난 11월 4일, 경북 경산시 4일반산업단지(경북 경산시 공단7로 166)에서 글로벌 탄소중립 시대를 선도하고, 지속 가능한 미래 대응을 위해 추진해 온 ‘셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터’ 준공식을 개최, 본격 가동에 드어갔다.

산업통상자원부, 경상북도, 경산시는 미래 산업의 핵심 소재로 주목받고 있는 친환경 나노섬유소재 생태계 구축을 위해 2022년 5월부터 2026년 12월까지 4년 8개월여 사업 기간으로 총 22,400백만원(국비 10,000백만원, 도 3,720백만원, 시 8,680백만원)을 투입, ‘자원순환형 셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터’를 구축한다.

KOTMI가 추진하는 해당 사업은 셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터 구축 및 융합형 CNF 제조/공급 및 분석 장비 37종 구축·운영, CNF 친환경 기업 대상 기술 지원이 핵심이다.

경북 지역 내 친환경 섬유소재 및 기술사업화 제고를 목표로 센터가 보유하고 있는 공간 및 장비를 활용해 전문성을 강화하고, 지역 외 소재 기업을 지역으로 유치할 수 있는 환경을 마련해 경북의 친환경 섬유 관련 기업을 육성하는 한편, 매출 및 고용 증진을 목표하고 있다.

특히, CNF 관련 산업 네트워크 구축, CNF 소재 대량 생산, CNF 적용 소재부품 개발, CNF 적용 소재부품 상용화 등 셀룰로스 나노소재 적용 제품 상용화 전주기적 지원기반을 마련해 CNF 기술 융합 제품의 시장 진입 및 친환경·저탄소 기반 소재부품 산업의 활력을 제고한다는 비전을 제시하고 있다.

▶자원순환형 셀룰로스 나노섬유소재 사업화센터 비전 및 목표

이번에 준공하는 센터는 대지 3,000,00㎡에 연면적 2,787,20㎡로 지상 3층 1개 동으로 완공됐으며, 제품화 실증실, 소재 생산실, 소재 반응실, 소재 복합화실, 시험분석평가실 등으로 구성된다.

장비 구축의 경우, 대용량 CNF 제조를 위한 원소재 및 원료 물질 추출, 전처리 반응, 나노화 공정 설비, DB 확보를 위한 분석장비 등 약 40여 종이 구축될 예정인 가운데, CNF 리파이너, 출 시트 롤 성형기, 동결 건조기 등은 도입·완료했으며, 일부 관련 시험분석 장비 등은 2026년 6월까지 구축될 예정이다.

센터는 센터 준공에 앞서 CNF 기술활용 제품의 발굴과 시장 진입 촉진, 친환경 저탄소 기반의 소재부품 활력 제고를 위해 시작품제작, 시험평가인증, 기술지도자문 등 3개 프로그램을 통해 기술사업화 지원 프로그램을 연관 산업계에 지원하고 있다.

센터 구축 장비를 활용해 CNF 소재기술 적용이 요구되는 산업분야별 융합형 CNF 소재를 안정적으로 공급하고, 융합 얼라이언스 구축으로 신속한 기술사업화 대응 및 비즈니스 모델 발굴·사업화를 추진한다는 방침이다.

해외 친환경 유망기술 보유 기업 또는 연구기관과 공동연구개발 루트를 확보, 현지 맞춤형 기술개발과 실증 R&D를 통한 참여기업의 글로벌 시장 진출을 가속화 하는 한편, 사업화 결과물의 지자체 협력 실증사업 및 제품 사용 시범 도입을 추진해 CNF 소재 사용 촉진과 친환경 시장진출을 도모한다는 계획이다.

▶CNF 기반 친환경 저탄소 산업 생태계 조성을 통한 성과 활용 방안

이번 센터 구축 및 준공에 따라 연관산업 대상의 산업적 파급효과 또한 적잖을 전망이다.

먼저, 산업적 기대효과로 2030년 1천억 국내 셀룰로스 나노섬유(CNF) 시장 목표 달성을 통한 바이오매스 유래 자원순환형 진환경·저탄소 소재부품산업의 활력 제고가 전망된다.

CNF 소재 적용 및 최적화 설계로 16% 자량 경량화, 연비 11% 개선 시 차량 1대당 2.6톤(내연), 1.9톤(하이브리드), 0.8톤(전기차)의 온실가스 배출 감축은 물론, CNF 적용 차량 보급률을 반영한 최종 CNF 적용 차량 경량화를 통해 2030년 실용화 목표를 기준으로 138만톤의 온실가스 감축효과가 기대된다.

온실가스((CO2) 발생 원인인 기존 석유기반 소재는 탄소세 도입으로 시장경쟁력 약화가 전망되고 있는 데 반해 자원순환형 비식용 바이오매스 기반 CNF 소재 제품화를 통해 이산화탄소 발생량을 40% 이상 저감도 가능할 전망이어서 경제적 효과 또한 밝다.

특히, CNF 기반 자원순환형 친환경 소재는 기존 석유화학 중심의 소재 및 제조업체들의 고기능 친환경 소재 제품화 전환으로 바이오 화학의 고부가 사업 구조 재편 및 고도화에 기여할 것으로 기대되고 있다.

유럽 및 북미 등 선진시장에서의 글로벌 경쟁력 강화는 물론, 수출 증대 효과를 통해 미래 성장동력 마련으로 전·후방 연관산업으로 파급효과가 클 것으로 분석됐다.

경제적 파급효과에서도 자원순환형 셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터 설립을 한국은행의 투입산출표에서 통합소분류 ‘연구기관’에 적용한 결과, 생산유발계수는 1.811로 전체 평균 1.791보다 크고, 부가가치유발계수도 전 산업 평균 0.780보다 큰 0.862를 나타냈다.

또, 취업유발계수 및 고용유발계수도 전산업 평균인 10.073명보다 큰 11.059명과 9.118명으로 생산유발, 부가가치유발과 취업자 유발효과 모두 전산업 평균을 상회한 것으로 분석됐다.

이를 근거로 CNF 소재 산업화센터 설립 및 사업 종료 후 5년 포함, 총 10년 치 운영에 대한 경제적 파급효과를 산출한 결과, 총 112억 원의 편익시장 창출, 생산유발효과 202억 원, 부가가치유발효과 96억 원, 취업자 유발효과 120명으로 파악됐다.

▶바이오매스 유래 자원순환형 친환경 저탄소 소재부품산업 가치사슬

▶바이오매스 유래 CNF 소재를 적용한 다양한 시제품

기술적 효과도 긍정적으로 분석됐다.

친환경‧저탄소 소재부품 산업 분야의 원천기술을 확보하지 못해 전략적 산업 전환에 기술적 한계에 직면한 기업 대상에게 신성장 동력원으로 작용할 전망이다.

다양한 셀룰로스 나노섬유(CNF) 소재 기반 친환경 제품화 기술을 통해 첨단산업의 기술발전 촉진 및 상용화 기반 구축에 긍정적이다.

특히, 지역 주력사업인 자동차산업계의 기 보유 경쟁력을 바탕으로 친환경‧저탄소 경량 고강도 CNF 복합소재 상용화 기술 적용을 통해 미래 모빌리티 신성장 동력 창출 및 지역 자동차 부품업체의 활력 제고 기여가 전망된다.

미래 모빌리티 친환경 소재‧부품, 제품 신뢰성 및 인증시험 분야의 기업지원과 상용화 비즈니스 모델을 기반으로 사업화 가능성 높은 친환경 복합소재산업 및 고부가 소재 산업화 분야 R&DB 기술개발 사업 추진에도 탄력이 기대된다.

자원순환형 CNF 소재 산업화 분야에 대한 풍부한 첨단 인프라 구축(장비, 인력) 효과를 창출해 향후 첨단 미래 모빌리티, ESS 이차전지, 전력산업, 바이오산업 분야의 원천기술 및 상용화 기술 확보로 다양한 타 사업과 연계성 및 시너지 효과 창출에서도 고무적이다.

KOTMI 자원순환형 셀룰로스 나노섬유소재산업화센터는 중·장기적 기간 동안 대‧중소기업의 공동 R&D 기술협력 및 동반성장 협력모델을 적용해 친환경‧저탄소 글로벌 시장 경쟁력 역량 강화를 추진하는 동시에 중소기업의 고부가 선진시장 진입을 지원하는 데 총력을 기울인다는 계획이다.

특히, 바이오매스 기반 고부가 소재부품의 국산화율 향상 및 친환경‧고부가 미래 산업 기술 확보 등 중소기업 기술경쟁력 강화를 위한 고부가 제품 생산 상용화 기술 확보의 든든한 버팀목이자 허브로 자리매김하고, CNF소재의 새로운 생태환경을 조성해 글로벌 밸류-체인을 구축한다는 청사진을 제시하고 있다.

<김진일 기자>