연비규제와 온실가스 배출규제 강화에 따라 자동차 경량화가 가속화되었고, 또한 전기차가 등장하면서 소비자들의 고연비에 대한 수요 또한 높아졌다. 이런 자동차업계 변화에 포스코는 지속적인 연구를 통해 자동차강판 생산 기술에서 세계최고 수준의 경쟁력을 확보했다. 강도와 가공성을 모두 획기적으로 향상시킨 ‘기가스틸’을 개발한 것이 그 예다. ‘기가스틸’은 십원 짜리 동전만한 크기에 10톤의 하중을 버틸 수 있다. 게다가 경제성도 뛰어나며 제품 생산 시 이산화탄소 배출량도 낮고 재활용도 용이하다.십원짜리 동전 크기로 10톤 견뎌…강도와 가공성 동시에 높여알루미늄보다도 가볍고, 3배 이상 강한 꿈의 강철 자체 개발지난 1970년대 두 번의 오일쇼크를 거쳐 2000년대 들어 중국 등 신흥국의 경제성장과 함께 장기적인 유가상승이 이어지면서 까다로워지는 연비규제와 온실가스 배출규제 강화에 따라 자동차 경량화가 가속화되었고, 또한 전기차가 등장하면서 소비자들의 고연비에 대한 수요 또한 높아졌다. 1997년 교토의정서와 2015년 파리협정 등을 통해 지구온난화의 주범으로 꼽히는 온실가스의 배출에 대한 규제가 강화되어 자동차 경량화가 본격화되고 전기차가 등장했다.또한 전기차 등이 각광 받으면서 주행거리를 늘리기 위해 차체를 가볍게 하는 노력의 일환으로 알루미늄과 탄소섬유강화플라스틱 등 철강을 대체하는 경량소재들의 적용이 증가하고 있다.이에 자동차업계에서는 자동차의 무게를 줄이려는 노력이 한창이다. 자동차의 무게를 줄이려는 업계의 노력은 연비향상과 주행거리 연장을 위해 생존의 필수요소가 되었기 때문이다.이산화탄소 배출 규제는 심해지고 있고 최근 미국 고속도로안전보험협회는 스몰 오버랩(small overlap)과 같은 가혹한 충돌 성능을 요구하고 있기에 이러한 이슈들을 해결할 수 있는 유일한 해결책은 자동차 차체의 강성 강화를 위한 초고강도 소재의 채택과 설계 강화가 되는 것이다.이에 따라 최근 자동차와 철강 산업계에서는 철강을 활용한 경량화 프로젝트를 통해 경쟁 소재 대비 비용 증가 없이 차체의 25~35%의 경량화 가능성을 보이고 있다. 오는 2020년까지 자동차용 강판의 AHSS 적용비가 27% 증가할 것으로 예상되며, 고강도화가 되더라도 차체 값이 크게 뛰지 않는 것이 철강의 큰 장점이다.▲ 포스코가 4월8일부터 자체 기술이 집약된 제품을 소개하는 TV광고 ‘기가스틸로 철의 새시대를 열어갑니다’를 시작했다. <사진=포스코 제공>이 제품은 주로 측면 충돌 또는 전복 사고 시 외부 충격으로부터 탑승자를 보호해야 하는 센터 필러(Center Pillar, 차의 기둥에 해당) 등에 적용되며, 현재 전세계에서 포스코가 세계 최고강도인 수준 2GPa(기가파스칼)급(mm² 당 약 200kg의 하중을 견딤) 제품 생산에 성공했다. 해당 제품은 지난 2014년 파리모터쇼에서 처음 공개된 르노의 리터카(1리터로 100km를 주행 가능하고 CO2 배출량은 22g에 불과한 친환경·고연비 차량)인 이오랩에 처음 적용되어 호평 받은 바 있다.현재 포스코는 자동차 파트별 특성에 맞게 사용할 수 있는 DP, TRIP, CP, MART, PHT, HPF, PosM-XF, TWIP 등 총 8개 기가스틸 강종을 개발하여 양산 가능한 상황이다.경제성·무게·안전성·친환경성 월등해‘기가스틸’은 알루미늄 등 대체소재에 대비해 경제성, 경량화, 강도는 물론 재활용성, 제품 생산 시 상대적으로 낮은 이산화탄소 배출량 등 친환경성 측면에서도 월등한 효과를 낼 수 있다.알루미늄 소재는 자동차 제조업체나 소비자 입장에서 제조원가가 상대적으로 높다는 점을 감안할 때, 기가스틸은 아주 높은 경제성을 가진 자동차소재다. 기가스틸(DP980)과 알루미늄(AA5182)으로 차체를 생산 했을 때 소재비는 3.5배, 가공비용은 2.1배 가량 차이 난다. 알루미늄 소재를 내부 차체부품이 아닌 자동차 겉 외장재에 적용하면 더욱 큰 차이가 난다. 포스코의 자동차 외장용 강재(BH340)과 알루미늄 소재(AA6111)를 비교하면 소재가격과 가공비는 각각 4.9배, 2.6배다.재활용성·친환경성 측면에도 탁월…생산 시 이산화탄소 배출↓직접 제작한 ‘기가스틸’ 차체…알루미늄보다 가볍고, 안전성↑또 알루미늄 소재는 철강 소재와 달리 기존의 용접방법으로 자동차를 만들 수 없기 때문에 특수 나사(리벳)나 기계적인 결합(물림) 등의 특별한 공정을 거쳐야 한다. 이를 위해 알루미늄 강판 전용 생산라인을 구축하고, 알루미늄 강판 접합을 위한 특수 나사 비용 등을 더하면 대당 200여만원의 비용이 추가되는 것으로 분석된다.‘기가스틸’은 자동차 경량화에 있어서도 알루미늄보다 훨씬 높은 효과를 가져 올 수 있다. 알루미늄은 비중이 철보다 1/3정도로 작아 자동차 무게를 크게 줄일 수 있지만 강도는 철강 소재보다 많이 낮아, 궁극적으로 기가급 강도를 가지는 포스코 ‘기가스틸’을 적용하면 알루미늄보다 아주 얇은 소재를 사용하면서도 강도가 높은 가벼운 자동차를 만들 수 있다.권오준 포스코 회장은 지난해 8월 태국 CGL 준공식에서 “철강 대비 비중이 3분의 1 수준인 알루미늄이 새로운 자동차용 소재로 많이 언급되는데, 철강은 알루미늄보다 가격경쟁력이 우수할 뿐만 아니라, 강도가 3배 이상 강한 ‘기가스틸’이라면 경량화 측면에서도 월등한 성능을 낼 수 있다”면서 자신감을 보였다.2000년대 초반까지 생산된 중형차의 무게는 약 1500~1600kg으로 차체 중량이 280~300kg였다. 2004년 이후 고강도강 사용이 확대되어 차체 중량이 240~250kg까지 감소했다. 이후 알루미늄 등 대체소재의 적용이 확대되면서 중량이 약 220kg까지 줄어들었다.포스코는 알루미늄 등 대체소재를 적용한 차체보다 더욱 안전하고 가벼운 차체를 구현하기 위해 미래 철강소재 기가스틸을 개발하고, 이를 포스코 자체적으로 설계, 제작한 ‘PBC-EV(POSCO Body Concept-Electir Vehicle)’ 차체에 적용해 경량 철강소재로써 ‘기가스틸’의 가능성을 입증했다.2012년 자체 개발한 이 차체에는 ‘기가스틸’을 45.4% 적용해 동일한 크기의 기존 차체 대비 중량을 약 26.4%(78kg) 줄여 218kg을 달성했다. 또한 이를 개량한 Extra Light 모델을 통해 총 30% 감량에 성공한 207kg짜리 차체도 개발했다.‘기가스틸’을 채용한 PBC-EV는 가벼울 뿐만 아니라 구조적인 강성도 함께 갖췄다. 국제자동차안전표준에 포함된 7가지 충격시험과 4가지 강성시험의 요구사항을 만족시킬 수 있도록 설계되었다. 이는 자동차의 충돌 안전성을 평가하는 미국신차평가제도(NCAP)의 안전등급 별 5개와 동등한 수준이다.한편, 세계 철강사의 공동 프로젝트인 FSV(Future Steel Vehicle)에서는 35%의 경량화를 달성하면서 Al차체에 버금가는 경량화를 이루었는데, 이는 고강도강과 AHSS를 97%를 채용하였고 이 가운데 기가스틸이 거의 50%를 차지하는 것에 기인한다.미래 지향적 소재철은 자동차 생산의 전통적인 소재로서 가공성·용접성이 뛰어나고 경제적이기 때문에 자동차 제작에 있어 최적의 소재다. 또한 재활용이 쉬운 친환경 재료이기도 하다. 세계철강협회 자료에 따르면 1톤의 철과 알루미늄을 생산할 때의 탄소배출량은 철은 2.0~2.5tCO2/톤(*1톤당 2.0~2.5톤의 CO2)인데 비해 알루미늄은 11~12.6tCO2/톤으로 5배가 넘게 차이난다. 자동차로 생산된 이후에도 자동차의 수명주기를 감안한 누적 온실가스의 배출 또한 약 10% 가량 적어 철강제품이 전체 온실가스 배출에 있어서 더욱 친환경적이다.알루미늄 등 대체소재의 사용이 점차 늘어날 것이라는 전망도 있지만, 알루미늄보다 경제적으로나, 친환경적으로, 그리고 기능적으로 우수한 포스코의 ‘기가스틸’을 기반으로, 디자인 및 부품설계까지 포함하는 토탈솔루션마케팅과 연구개발 투자확대를 통해 중장기적으로 철강은 인류와 가장 가까운 소재로써 위상을 유지할 전망이다.포스코는 앞서 언급한 ‘2016 북미국제오토쇼’에서 자체 생산하고 있는 세계최고 수준의 자동차강판이 모두 적용된 가장 이상적인 철강 차체를 선보였다. 이 철강 차체는 무게가 기존 준중형급 차체에 비해 약 26.4% 가벼우며 안전성 측면에서도 우수성이 검증됐다. 유럽 및 북미의 자동차 충돌 성능 평가기관인 Euro NCAP(유럽 신차 평가 프로그램)과 IIHS(미 고속도로 안전보험협회) 기준에 따라 내부적으로 수행한 성능평가에서 최고 안전 등급인 별 5개와 Good을 받아 안전성이 입증됐다.또한 소재 생산에서부터 재활용까지 전 주기에 걸쳐 배출하는 CO2량을 측정하는 LCA(Life Cycle Assessment) 평가 결과, 내연기관 차체에 비해서는 약 50%, 동일 크기의 평균적인 전기차 차체보다 약 9% CO2 배출량이 낮은 것으로 나타났으며, 철에 비해 비중이 1/3 수준인 알루미늄으로 만든 전기차 차체에 비해서도 CO2 배출량이 더 적은 것으로 나타났다.