▲ 강민철 한국마그네슘기술연구조합 상임이사 .

한 국가의 경제력을 평가할 때 여러 가지 지표가 있다. 이 중 1인당 철강 소비량을 기준이 하여 ‘철강이 산업의 쌀’이라고 불리는 이유다. 경량 신소재의 대표주자인 마그네슘합금은 중국, 미국, 일본, 독일 다음으로 우리나라가 세계 5위권의 소비 국가이며 1인당 연간 마그네슘 소비량은 0.26Kg(리싸이클링 잉곳 제외)으로 세계 1위로 추정된다.

1인당 마그네슘 소비량이 많은 것은 우리 일상 속에 알게 모르게 자동차 부품이나 스마트 기기 등에 많이 확산되어 있다는 증거이다. 따라서 앞으로는 마그네슘이 ‘디지털과 경량화’를 가늠하는 기준이 될 날도 멀지 않았음을 예상한다.

마그네슘은 비중이 1.8에 불과한 경량신소재로서 철강의 1/5, 알루미늄 합금에 비해 2/3 정도 가벼우나 비강도가 높아 국제적인 스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 기기의 활황과 자동차 산업에서의 환경문제, 경량화의 요구로 기존의 철강 및 알루미늄 합금을 대체할 수 있는 소재로 각광받고 있다. 또한 마그네슘 합금은 100% 재활용이 가능하고 수송기계의 경량화에 필수적인 소재로서 친환경적인 소재이다.

▲ 국내 마그네슘 잉곳 수입 동향(단위:톤).

지난 11월말 강릉 옥계공장에서 완공식을 가진 포스코는 마그네슘 잉곳을 국내 원광석과 기술로 본격 생산이 시작됨에 따라 국내 마그네슘 산업 활성화의 도약기를 맞게 되었다.

국내에서 포스코 마그네슘 제련사업이 안정궤도에 진입할 경우 수입되고 있는 중국산 잉곳에 비해 낮은 가격의 생산이 가능하고 이에 따라 국내 마그네슘 시장이 보다 활발해질 것으로 예상되고 더 이상 중국산 잉곳 가격에 따라 국내 마그네슘 산업이 좌우되는 경우는 발생되지 않을 것으로 전망된다.

그러나 현재 조성중인 제련 공장을 중심으로 한 인근 지역의 마그네슘 관련 산업이 전무한 상태이며, 기계/소재 관련 기반산업 또한 부족한 실정으로 향후 마그네슘 산업의 안정 궤도 진입의 가장 큰 걸림돌이 될 것으로 예상된다.

따라서 마그네슘 소재의 주된 수요를 담당할 다이캐스팅 업체, 알루미늄 합금 업체뿐만 아니라 금형, 표면처리 가공, 리사이클링 등의 후방 연관 산업의 동시 유치를 통해 보다 효율적인 산업 구성이 필요하다. 강원도에서는 현재 예비지정 되어 있는 동해안권 경제자유구역의 조기 안정화를 위해 구역 내 산업규모의 확대 우선이 중요하며 이를 위해 관련기업에 대한 정보 확보와 그에 따른 유치에 위한 환경 조성이 필요하다.

▲ 2011년 국가별 마그네슘 생산 점유율(출처:USGS, Magnesium Metal 2012).

■전세계 마그네슘 생산과 국내 산업현황

위 그림과 같이 2011년 국가별 마그네슘 생산 점유율은 중국이 82%로 절대적인 우위를 보이고 있으며 미국은 5%, 러시아 5%, 이스라엘 3%, 브라질 2% 수준의 생산량 수준을 유지하고 있어 중국이 세계 마그네슘 산업 장악이 수요와 공급 부분에서도 지속적인 우위를 차지할 것으로 전망된다.

마그네슘 세계 총 생산량은 2005년 67만 톤에서 2007년 79만4,000톤으로 연평균 8.8% 씩 증가하였으며 2011년에는 약 82만톤을 기록했다. 중국의 마그네슘 시장은 세계에서 가장 큰 생산국이자 소비국으로 총 생산량은 67만톤이며, 내수 소비량은 27만톤이다.

2010년도 미국의 마그네슘 소비량은 다이캐스팅 등 주조분야에 2만180톤, 알루미늄 합금 분야 2만3,800톤으로 증가하였고 특히 탈황제는 2009년에 비해 30% 증가한 5,960톤으로 총 5만5,700톤을 사용하였다.

일본 마그네슘 산업의 현황을 살펴보면 전체적으로 꾸준한 수요량 증가 추세를 유지하고 있었음을 알 수 있다. 2000년 전후부터 휴대폰 등의 전기전자 부품으로의 적용 확대로 급격한 증가를 보여 2007년 4만7,000톤으로 최대 수요를 기록하였다.

그러나 2008년 이후 가격폭등과 국제 경기 불안으로 2007년 대비 30%이상 수요가 급감하였으며 2010년에 약 4만톤의 수요로 회복단계로 접어들었다. 이러한 산업 기조는 올해도 유지될 것으로 예상된다.

일본 자동차 부품의 경우 국내에서는 적용하지 않고 있는 실린더 헤드커버, 인테이크 매니폴드, 하이브리드 카에 적용되는 CPU 박스 등이 있으며 자동차 부품에 적용되는 마그네슘 합금 사용량이 13% 정도로서 자동차 업계에서는 아직도 마그네슘 부품 채용이 보수적임을 알 수 있다.

우리나라의 마그네슘 수요 동향을 살펴보자. 2012년 하반기부터 생산하기 시작한 포스코의 생산량까지 제외하고 2012년의 국내 수입 예측량을 살펴보면 순마그네슘은 8,498톤, 마그네슘 합금은 9,352톤, 칩 및 빌렛 등 기타분야는 4,176톤의 수입이 예상된다.

이는 전년도의 수입량과 비교해보면 순마그네슘은 2년 연속 소폭 감소했으나 구조용 부품 제조로 사용되는 마그네슘 합금과 기타 분야는 17.4%의 증가를 보이고 있다. 기타분야의 경우 다양한 형태의 마그네슘 소재를 포함하고 있고 이들 중 실제 제품 생산에 사용되는 칙소 몰딩용 칩이나 압출용 빌렛 등은 대략 2,000톤 정도로 파악하고 있다. 마그네슘 부품시장의 경우 크게 전자부품분야, 자동차부품분야, 산업용품 분야 3가지로 나눌 수 있고 국내의 경우 전통적으로 휴대폰 등의 전자부품분야에 강세를 보이고 있다.

특히 2011년부터 생산되는 삼성전자의 갤럭시 시리즈 등의 스마트폰시장의 약진으로 인해 마그네슘 잉곳의 사용량이 지속 증가하였으나 자동차부품분야는 기아자동차 K9 LED 램프 하우징을 제외하고는 특별한 양산 아이템이 없어 시장이 다소 주춤하였다.

▲ 북미지역의 자동차 부품 적용 계획(자료: Vehicle Technologies Program(U.S. DOE)).

■경량화 소재 Mg의 미래

마그네슘은 주로 자동차 부품 생산을 위한 다이캐스팅 공정에 많이 사용되며 자동차 부품에 사용된 마그네슘 다이캐스팅 부품은 그 사용 범위 및 사용량 모두 계속해서 증가하고 있다.

2006년 자동차 부품에 16만5,000톤의 마그네슘이 사용되었으며 전 세계 자동차 생산량 69.2백만 대 기준, 대당 평균 2.4kg이 적용되었다. 1990년대 중반부터 유럽, 북미, 일본 지역 등의 마그네슘 다이캐스팅 자동차 부품 시장 평균 성장률은 연간 10~15% 정도이다.

자동차 산업은 마그네슘 합금의 주요 수요처로 하우징, 브라켓 등 부품에 사용되며 이는 총 사용량의 2/3에 이른다. 주로 사용되는 합금은 AZ91D와 AM50이며 아시아 국가에서는 노트북 케이스나 휴대폰 브라켓 등 휴대용 전자제품 케이스 류에 주로 사용되고 있다. 선진국가에서는 내열 고강도 마그네슘을 개발하여 방산 및 우주항공 부품에도 적용되고 있다.

주요 자동차 생산업체와 연구기관에서는 동력 부품(엔진, 트랜스미션 등)을 알루미늄이나 철강 부품에서 고기능 마그네슘 합금으로 교체하고 있으며 미 에너지부(DOE)와 Ford, GM, Chrysler와 공동으로 시작한 USCAR 프로그램은 이런 프로젝트들을 주도하고 있다. 이와 비슷한 선례가 유럽과 아시아에서도 진행하고 있다.

북미지역의 자동차 부품 적용 계획을 살펴보면 2005년에는 북미지역의 자동차 중 평균 1대당 약 4.5kg의 마그네슘 부품이 적용되고 있으나 2035년에는 차량 중량의 15%까지 마그네슘 부품을 적용하는 것을 목표로 하고 있다.

■대기업과 중소기업의 상생이 필요하다

포스코의 수직형 마그네슘 환원로는 제련에 필요한 소요면적을 최소화하고 노동력과 노동 강도를 감소시키며 환원로 수명을 2배 연장시키도록 설계되었다. 생산수요에 따라 원료의 장입 및 배출이 용이해 생산 환경을 개선하여 자동화가 가능하다.

앞서 언급한 바와 같이 포스코의 국내 생산 및 공급이 진행되는 2013년은 국내 마그네슘 부품 시장의 큰 획을 긋는 전환기가 될 것으로 보이고 향후 국내외 마그네슘 시장에서 포스코의 역할이 더욱더 커질 것으로 예상되나 중요한 것은 가격이다.

이미 국내에 공급중인 중국의 잉곳 품질 수준은 국내 업체에서 만족할 수준이며 포스코에서 생산중인 마그네슘 잉곳이 중국산에 비해 저렴하게 공급하지 못할 경우 소재가격을 우선시 하고 있는 국내 제조 환경을 볼 때 국내시장에서 외면 받을 수 있기 때문이다.

앞으로의 생산량 규모도 관건이다. 현재 1만톤 규모의 잉곳 생산에서 생산설비를 늘여 2018년까지 10만 톤을 생산 계획을 하고 있지만 급격하게 생산량을 증가시킬 경우 중국의 견제와 함께 수출시 덤핑관세 등의 부담이 있어 이를 최소화시킬 수 있는 대응책을 찾아야 할 것으로 전망된다.
국내의 마그네슘 부품은 판재를 제외하고는 모두 중소기업에서 제조한다.

설령 중소기업에서 저렴하게 잉곳을 공급받는다 하더라도 부품을 납품받는 대기업에서는 잉곳 원가 구조를 파악하고 부품단가를 인하를 요구한다. 따라서 생산에 매진하는 중소기업은 매출은 올라가도 영업 이익률은 떨어지는 구조이다. 따라서 구조적 문제를 가지고 있어 실제 부품을 제조하는 중소기업에서는 R&D 투자도 어렵고, 낮은 임금으로 고급인력을 유치하기도 힘들다.

이와 같은 구조적 문제는 마그네슘 업계뿐만이 아니라 모든 산업에서 가지고 있는 문제로서 높은 시장성장성을 가지고 있는 마그네슘 업계도 상생의 길을 찾지 않으면 미래도 없다.