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3월 20일, 산업정보기술부, 국가발전개혁위원회, 국무원 국유자산감독관리위원회, 국가에너지국은 공동으로 “에너지 절약 장비의 고품질 발전을 위한 실행 계획(2026-2028)” (이하 “실행 계획”)을 공동으로 발표했다. 이 계획은 에너지 절약 장비의 핵심 소재 개발에 대한 돌파구를 마련할 것을 명확히 제시하고 있으며, 그중에서도 고성능 실리콘강—겉보기에는 평범해 보이는 이 얇은 강판—은 한 국가의 첨단 제조 역량을 가늠하는 척도가 되고 있을 뿐만 아니라, 중국의 에너지 절약 장비 산업의 고도화와 발전을 직접적으로 제약하는 요인으로 대두되고 있다.

전력 산업의 “칩’이라 할 수 있는 고성능 실리콘강은 모터와 변압기 분야에서 대체 불가능한 소재로, 오랫동안 중국 제조업의 ”골칫거리’로 남아왔다. 이 “얇은 강판’이 왜 그토록 중요한 것일까? 왜 오랫동안 타국에 의존해 와야만 했을까? 이 뒤에는 어떤 기술적 패권과 산업적 돌파구가 숨어 있는 것일까?

‘재료의 왕’이라 불리는 실리콘강의 기술적 패권과 대체 불가능성
탄소 함량이 극히 낮고 실리콘 함량이 1.0%에서 4.5%인 실리콘 철 합금인 실리콘강은 철강 산업의 “보석”으로 알려져 있습니다. 이 소재는 높은 자기 투자율, 낮은 잔류 자화, 높은 저항 계수 등의 특성을 지니고 있어 변압기의 에너지 소비를 45%에서 50%까지 줄일 수 있습니다. 또한 모터, 변압기, 가전제품 및 전기 기기 분야에서 없어서는 안 될 자성 소재입니다. 일반적으로 실리콘 함량이 3% 이상이며, 철손이 극히 적고 자기 유도 강도가 높아 전기 에너지와 자기 에너지 간의 효율적인 변환을 가능하게 하는 핵심 소재입니다.

실리콘강 분야에서 기술적 장벽이 가장 높은 두 가지 범주는 배향 실리콘강과 고급 비배향 실리콘강입니다. 배향 실리콘강의 결정립은 훈련을 잘 받은 군인처럼 배열 방향이 매우 일관적이며, 자화되기 쉬운 압연 방향에서 뛰어난 높은 자기 투자율과 낮은 손실 특성을 보입니다. 이 소재는 주로 다양한 변압기 코어를 제작하는 데 사용되며, 특히 고자성 배향 실리콘강은 무부하 손실이 적고 에너지 이용 효율이 높아 시장에서 주류 제품 유형으로 자리 잡았습니다.

비지향성 실리콘강은 입자 분포가 무질서하고 모든 방향에서 균일한 자기 특성을 보이는 또 다른 유형입니다. 실리콘 함량은 0.5%에서 3% 사이이며, 기계적 강도가 높고 스탬핑 및 성형이 용이하여 다양한 모터 제조의 핵심 소재로 사용됩니다. 완제품의 철손 수준에 따라 비지향성 실리콘 강판은 저급, 중급, 고급으로 분류되며, 등급이 높을수록 철손 수준은 낮아집니다.

고성능 실리콘강의 제조는 야금 기술, 재료 과학, 정밀 제조를 통합한 최첨단 기술입니다. 배향 실리콘강의 생산에는 제련, 열간 압연, 정상화, 냉간 압연에서 어닐링에 이르기까지 복잡한 공정 체인이 필요하며, 각 단계마다 미세 조직을 정밀하게 제어해야 합니다. 고급 비지향성 실리콘강은 정밀한 조성 제어, 순수강 제련, 특수 코팅과 같은 핵심 기술에 대해 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다. 이러한 기술적 장벽은 고성능 실리콘강이 넘을 수 없는 기술적 해자 역할을 합니다.

독점적 구도: 세계 경쟁 속 중국의 위치
고성능 실리콘강 분야의 세계 시장에서 일본제철·스미토모금속(현 일본제철), JFE 스틸, 그리고 한국의 포스코는 오랫동안 절대적인 선두 자리를 지켜왔다. 이 거대 기업들은 수십 년에 걸친 기술 축적, 완벽한 특허 장벽, 정교한 공정 노하우, 그리고 강력한 브랜드 프리미엄 역량을 바탕으로 흔들리지 않는 시장 독점 구조를 구축해 왔다.

특히 고급 제품 분야에서 일본 철강 기업의 정교한 가공 능력은 상당한 강점으로 평가받고 있습니다. 관련 분석에 따르면, 일본은 독보적인 장인 정신과 팀워크를 바탕으로 철강 산업에서 눈부신 성과를 거두었다. 일본은 800억 엔을 투자해 3년 만에 6가지 공정 기술의 연구 개발을 완료했으며, 이를 통해 일본의 제철 기술은 단숨에 세계 3위권으로 도약했다.

이러한 글로벌 경쟁 구도에 직면한 중국 기업들은 추격의 발걸음을 멈추지 않고 있다. 중국 바오우(Baowu)와 쇼강(Shougang) 그룹을 대표로 하는 국내 선도 기업들은 실리콘강 분야에서 상당한 진전을 이루었다. 데이터에 따르면 2024년까지 중국의 실리콘강 생산량은 1,610만 톤에 달할 것으로 예상되며, 이는 전년 대비 9% 증가한 수치이다. 기업별로는 바오스틸 그룹이 52%의 시장 점유율로 1위를 차지하고 있으며, 쇼우강 그룹이 11%의 점유율로 2위를 기록하고 있다.

그러나 이러한 호조세를 보이는 데이터 이면에는 구조적인 과제가 도사리고 있다. 중국은 생산 능력과 생산량 모두에서 세계 1위를 차지하고 있지만, 고부가가치 제품 분야에서는 여전히 상당한 격차가 존재한다. 2024년 상반기 데이터에 따르면, 중국은 138만 5천 톤의 배향 실리콘강을 생산했으며, 이 중 고자성 배향 실리콘강의 생산량은 96만 9,600톤으로 전체의 70.1%를 차지했다. 비록 그 비중은 증가했으나, 고효율 모터용 최상급 배향 실리콘강과 초고급 비배향 실리콘강은 여전히 수입에 크게 의존하고 있다.

제품 품질의 안정성 또한 주요 과제로 꼽힌다. 배치 간 일관성, 성능 균일성, 표면 품질 등에서 세계 최고 수준과의 격차가 존재한다. 중국 기업들은 여전히 기초 이론 연구, 핵심 공정 장비, 독자적인 제품 개발 분야에서 기술적 병목 현상을 극복해야 한다. 더 중요한 것은, 유명 자동차 제조사나 고급 장비 제조업체와 같은 국제적인 하이엔드 고객사의 공급망 시스템에 진입하는 데는 긴 주기와 높은 난이도가 수반된다는 점입니다. 이러한 적용 인증 장벽은 중국산 실리콘강 제품이 세계 무대에 진출하는 데 제약을 주고 있습니다.

이 정책은 성공할 수 있을까? ——국내 대체의 길과 과제
‘에너지 절약 장비의 고품질 발전을 위한 실행 계획(2026-2028)’이 발표됨에 따라 실리콘강의 국산화에 역사적인 기회가 열렸다. 산업정보기술부, 국가발전개혁위원회 및 기타 4개 부처가 공동으로 발표한 이 계획은 2028년까지 에너지 절약 장비의 핵심 소재 및 부품 분야에서 획기적인 성과를 달성하고, 모터 및 변압기 등 에너지 절약 장비의 에너지 효율을 국제 선도 수준으로 끌어올리겠다는 목표를 명확히 제시하고 있다.

국가 차원의 정책 지원은 주로 다음과 같은 몇 가지 경로를 통해 이루어집니다. 첫째, 연구개발 보조금 및 프로젝트 지원을 통해 핵심 소재의 연구개발에 자금과 자원을 집중시키는 것입니다; 다음은 응용 확대 및 시장 보장으로, 효율적이고 에너지 절약형 장비를 장려함으로써 국내산 고성능 실리콘강에 대한 초기 시장 및 응용 검증 기회를 간접적으로 제공합니다. 셋째는 표준 제정 및 시험 인증으로, 국가 여건에 부합하는 고품질 표준 체계의 구축과 개선을 촉진하고, 국내 제품이 시장에서 인정을 받을 수 있도록 돕습니다.

주목할 점은 산업정보기술부 에너지절약·종합이용국의 왕펑 국장이 기자회견에서 “실행 계획”이 기술 혁신을 강조하고 있다고 밝혔다는 사실이다. 전반적인 에너지 효율 개선을 촉진하는 것을 바탕으로, 기초 소재 및 핵심 부품의 독자적인 연구 개발, 제품의 친환경 제조 공정 개선, 장비 운영 최적화 등을 심도 있게 다루고 있다. 이는 정책 차원에서 물질적 기반의 중요성을 인정하고 있음을 시사한다.

진정한 돌파구를 마련하기 위해서는 산업 체인 연구와 생태계 구축에 있어 협력이 필수적이다. 철강 기업에서 모터 및 변압기 제조 기업을 거쳐 최종 사용자에 이르는 수직적 연계가 매우 중요하며, 이를 위해서는 공동 제품 정의, 협업 연구 개발, 데이터 공유가 필요하다. 혁신적인 모델에 대한 모색 또한 필수적이며, 산업·학계·연구·응용 분야의 심층적인 통합은 기초 재료 과학 및 주요 공통 기술 과제를 극복하는 열쇠입니다.

그러나 앞길에는 여전히 많은 난관이 도사리고 있습니다. 국내 대체를 위해서는 단기적인 비용 압박을 극복하고, 국제적인 특허 장벽을 뚫으며, 국내 소재 사용에 대한 소비자의 신뢰와 습관을 형성하고, 발생할 수 있는 기술적 이터레이션 위험을 해결해야 합니다. 특히 현재 실리콘강 산업의 과잉 생산 능력이라는 배경 속에서, 품질을 향상시키면서 생산 능력을 어떻게 확대할 것인가는 업계가 직면한 중요한 과제가 되었습니다.

성찰과 전망: 자치로 나아가는 길에 대한 결정
고성능 실리콘강의 국산화 필요성은 의심의 여지가 없으며, 중국이 이 분야에서 이룬 성과는 높이 평가할 만합니다. 그러나 여전히 메워야 할 격차는 간과할 수 없습니다. 데이터에 따르면, 2024년 비지향성 실리콘강 중 고품질·고효율 비지향성 실리콘강의 비중이 31.2%로 증가하여 2016년 대비 12.3%포인트 상승했으며, 이는 산업 고도화가 꾸준히 진행되고 있음을 보여준다.

고급 소재 분야에서는 획기적인 성과를 거두는 것이 장기적인 싸움입니다. 이를 위해서는 실속 있는 독자적인 연구 개발과 지속적인 투자, 노하우 축적이 모두 필요할 뿐만 아니라, 핵심 기술과 유통 채널을 신속하게 확보하기 위해 국제적인 인수합병 및 협력도 주도해야 합니다. 이 두 가지는 서로 배타적인 선택지가 아니라, 상호 보완적인 전략의 조합입니다. 중국 실리콘강 산업의 발전 과정, 즉 1974년 일본의 “1.7미터” 압연기 시스템 도입부터 오늘날 전 세계로 제품을 역수출하는 단계에 이르기까지, 이는 바로 이러한 “도입, 소화, 흡수, 혁신” 모델이 생생하게 드러난 사례입니다.

우한철강의 실리콘강 두께가 0.35밀리미터에서 0.1밀리미터로 줄어들었으며, 이는 제품의 크기를 줄였을 뿐만 아니라 40년에 달하는 기술 격차도 좁혔습니다. 이러한 기술적 진보는 세계 기록을 경신했을 뿐만 아니라, 중국이 첨단 소재 분야에서 기술 격차를 좁힐 수 있는 능력을 입증했다. 0.1mm 초박형 고강도 실리콘강의 양산은 전력 에너지 산업의 “칩” 국산화 과정에서 이룬 획기적인 돌파구이다.

앞으로 중국이 에너지 절약 장비, 나아가 전체 첨단 제조 산업이 진정으로 탄탄한 입지를 다지고 꾸준한 발전을 이루기 위해서는 우리 스스로 물질적 기반을 확고히 다져야만 합니다. 이번 ‘이행 계획’의 시행에 따라 중국 실리콘강 산업은 기술 혁신, 제품 고도화, 시장 확대 측면에서 더 큰 진전을 이룰 것으로 기대되며, 전 세계적인 녹색 에너지 전환에 중국의 지혜와 해결책을 제시할 것으로 보입니다.