기존 알루미늄 소재보다 무게 30% 감소…경량화 부각
마그네슘 내구성·내식성 한계, 최신 기술로 돌파
가격도 알루미늄보다 저렴…재료 비용 25% 절감
중국, 세계 마그네슘 생산량 90%…공급망 확보
2030년 이전 마그네슘 적용 전기차 양산 전망
중국 전기차 공장. /사진=AP, 뉴시스
[초이스경제 홍인표 기자] 중국 전기차 업계에서 마그네슘 합금을 활용한 경량화 바람이 빠르게 확산되고 있다.
배터리 주행거리 경쟁과 탄소중립 목표 속에서 마그네슘 합금이 뛰어난 경량화 경쟁력을 바탕으로 완성차 업체들의 새로운 선택지로 부상하고 있다고 중국 매일경제신문이 11일 전했다.
중국 세레스그룹의 AITO 시리즈 차량의 경우, 차량 한 대당 마그네슘 합금 사용량이 이미 20kg 수준에 이르렀다. 이 중 일체형 다이캐스팅 방식으로 제작된 마그네슘 합금 후방 차체는 기존 87개의 부품을 하나로 통합하는 성과를 거뒀다.
또한 립모터, 창안자동차 등 주요 완성차 업체들도 잇따라 마그네슘 합금 부품의 구매 및 입찰을 서두르고 있다.
중국 신에너지차 및 배터리 전문가 양웨이빈(楊偉斌)은 "자동차 전체 중량이 10% 줄어들면 주행거리는 5~8% 늘어나고, 100km당 전력 소비는 5~6% 감소한다"고 밝혔다.
BYD 자동차공정연구원 측도 "현재 업계가 알루미늄을 마그네슘으로 대체하는 흐름에 주목하는 이유는 마그네슘 소재의 경량화 장점과 비용 절감 효과 때문"이라고 설명했다.
마그네슘은 현재 공학용 구조 소재 중 가장 밀도가 낮은 금속 중 하나로, 밀도는 1㎤당 약 1.7g에 불과해 알루미늄의 약 3분의 2, 강철의 4분의 1 수준이다. 양웨이빈은 "마그네슘 합금 부품의 무게는 알루미늄 합금의 64%에 불과하며, 이론적인 경량화 비율은 30~35% 수준"이라며 "구조적 강도를 희생하지 않으면서도 상당한 경량화 효과를 낼 수 있다"고 강조했다.
마그네슘이 새롭게 각광받는 가장 큰 이유는 가격 경쟁력이다. 2025년 이후 마그네슘 가격과 알루미늄 가격 구조가 근본적으로 역전됐다. 지난해 12월 기준 마그네슘(잉곳)은 톤당 1만7225.65위안(약 375만원)인 반면, 알루미늄은 톤당 2만1941.30위안(약 478만원)을 기록했다.
상하이철강연합회 마그네슘 애널리스트 푸춘위(付春宇)는 "현재 마그네슘과 알루미늄의 가격 비율이 0.72 수준으로 저점을 유지하고 있으며, 이는 대체 임계치인 1.3을 크게 밑도는 수준"이라고 밝혔다. 그는 "같은 부피 기준 부품에서 재료비를 직접적으로 약 25% 절감할 수 있으며, 대량 생산이 이루어질 경우 종합 비용 경쟁력은 더욱 커질 것"이라고 전했다.
양웨이빈 전문가는 "마그네슘 합금은 이미 가성비 측면에서 알루미늄 합금을 완전히 앞섰다"고 평가했다. 그는 원재료 가격 격차, 공정 혁신, 규모의 경제 효과를 그 이유로 꼽으며 "이러한 가격 역전 현상이 배터리 트레이, 전기구동 하우징, 후방 차체 등 핵심 구조 부품에서 단일 부품 기준 15~25% 비용 절감을 가능하게 한다"고 분석했다.
비용뿐 아니라 기술 측면에서도 큰 진전이 있었다. 그동안 마그네슘은 부식에 취약해 자동차 분야에서 대규모로 적용되는 데 걸림돌이 되어왔다. 그러나 최근 재료과학의 발전과 제조 공정 혁신이 이어지면서 이러한 병목이 해소되고, 알루미늄을 마그네슘으로 대체하는 흐름이 빠르게 확산될 수 있는 기반이 마련되고 있다.
푸춘위 애널리스트는 "최근 마그네슘 합금이 다이캐스팅 공정, 표면 처리, 접합 기술에서 모두 중요한 돌파를 이뤘으며, 현재는 차체 구조 부품 및 전기차 핵심 시스템(배터리·구동 등)에 대규모 적용이 가능한 수준에 도달했다"고 설명했다.
비용과 기술이 '알루미늄을 마그네슘으로 대체'하는 흐름을 이끄는 두 축이라면, 중국이 글로벌 마그네슘 산업에서 차지하는 지배적 위치는 이 변화에 가장 견고한 자원·생산 기반을 제공하는 요소라고 매일경제신문은 전했다.
중국은 천부적인 자원 경쟁력을 갖추고 있다. 둥싱증권 보고서에 따르면 중국의 금속 마그네슘 생산능력은 세계의 약 90%를 차지한다. 2025년 기준 글로벌 점유율은 원마그네슘 생산능력 82%, 실제 생산량 89%로, 사실상 글로벌 공급망을 중국이 장악하고 있다.
'에너지 절약 및 신에너지차 기술 로드맵 2.0'에 따르면 2030년까지 차량 1대당 마그네슘 사용량은 45kg에 이를 것으로 목표가 설정되어 있다. 다만 업계 일각에서는 이 목표가 2027년에 조기 달성될 가능성도 있다고 보고 있다.
푸춘위 애널리스트는 "전기차 분야에서 알루미늄을 마그네슘으로 대체하는 흐름은 2030년 이전에 대규모 양산 단계에 진입할 것으로 예상된다"며 "현재는 소규모 시험 적용에서 대량 양산으로 넘어가는 핵심 전환기(골든타임)에 해당한다"고 부연했다.
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