알루미늄은 보크사이트라는 광물로 지구상에 흔하게 존재한다. 그러나 19세기에 제련법이 발명되면서부터 사용되기 시작했다. 당시에 알루미늄은 은(Silver)보다 비싼 메탈이었다. 알루미늄을 좋아했던 프랑스의 나폴레옹 3세는 가장 귀한 손님에게는 은식기보다는 알루미늄 식기로 식사를 대접했다고 알려져 있다.

산업재로서의 알루미늄은 1930년대에 군사용 무기 개발을 하면서 꽃을 피웠다. 대표적인 사례가 알루미늄 합금인 ‘두랄루민(Duralumin)’이다. 이 합금은 2차 세계 대전 중 독일의 제플린, 일본의 제로센 등 항공기에 사용되며 본격 성장하였다. 공기저항을 견디는 강도(Strength)가 우수하면서도 가벼웠기 때문이다. 특히 일본은 미국과의 태평양 전쟁을 치르면서 전투기의 항속거리를 늘리고 싶었다. 중국 대륙 깊숙이 또는 동남아나 미국 진주만까지 활동 반경이 필요했다. 기체 무게를 최소화하기 위해 스미토모 메탈은 초초두랄루민(Extra Super Duralumin)을 개발하였다. 제로센 전투기의 경량화는 긴 항속거리 및 빠른 공중 회전이 가능하게 해 뛰어난 전투력을 입증했다.

아우디, 알루미늄을 통한 경량화 기술의 진보

자동차 시장에서 알루미늄을 통한 경량화의 선두는 사실 독일 아우디(Audi)다. 이미 20년전인 1994년부터 플래그십 모델 A8에 알루미늄 바디를 적용해오고 있다. 기반은 ASF(아우디 스페이스 프레임) 이라는 독자적인 알루미늄 기반 차체 기술이다. 그렇다면 아우디는 다른 자동차 기업에 비해 유독 이렇게 선제적으로 경량화에 관심이 높을까? 그 이유는 두 가지로 볼 수 있다. 첫째는 아우디의 전신(前身) 기업 중 하나인 독일 NSU에게 알루미늄 차체 개발 경험이 있었기 때문이다. 지금의 아우디는 여러 자동차 기업들의 합병을 통해 탄생했다. 연혁을 거슬러 올라가면, NSU는 1900년대 초반에 이미 오토바이로 유명한 기업이었다. 이들은 경주용 자동차도 제작했는데, 스피드를 내기 위해 경량화가 필요했다. 1913년에 NSU 8/24라는 알루미늄 차체의 경주용 자동차를 개발했다. 이것이 오늘날 아우디 기술의 모태가 되었고, NSU 거점이었던 곳에서 지금도 아우디의 알루미늄 차체를 생산 중이다. 또 하나는 아우디의 사명, ‘기술을 통한 진보(Vorsprung durch Technik)’ 에서 알 수 있다. 아우디는 전륜구동, 사륜구동, 아연도금 등 자동차 역사에서 기술 혁신을 주도하고 있는 기업이다. 자동차의 기술은 빠르게 진보해나갔지만 차체의 무게는 차이가 없거나 오히려 무거워졌다. 아우디 엔지니어들은 ‘기존 강철만큼 내구성을 가지면서 가벼울 수는 없는가?’를 고민해왔다. 자동차 기능 향상에 따른 무게 증가라는 순리를 깰 수는 없는가는 결국 알루미늄 차체라는 기술 혁신을 이뤄냈다.

테슬라의 알루미늄을 이용한 전기차 경량화

전기자동차의 경량화도 전지팩 무게를 감안할 때 주행거리를 늘리기 위해서는 필요하다. 전기자동차 분야의 혁신 기업인 테슬라(Tesla Motors)는 모델S라는 리튬이온전지 기반의 스포츠카를 출시했다. 개발 당시 차체 바닥에 리튬이온전지 팩을 설치하면서 차체 무게가 무거워졌다. 기존 동급 차량과 같이 철강 소재로는 주행거리가 짧아지고 기동력이 나빠지는 문제가 생겼다. CEO 엘론 머스크(Elon Musk)는 경량화 문제에 있어서는 알루미늄이 유일하며 합리적인 대안이라고 생각했다. 주변의 자동차 기업들도 알루미늄 가공 노하우가 별로 없었다. 테슬라 개발팀은 직접 알루미늄 소재를 사용한 부품을 직접 테스트해보며 노하우를 쌓았고 원가 절감을 해서 차체 적용에 성공했다. 현재 모델S는 2012년 출시 이래 연 2만대 이상 판매고를 올리고 있으며, 2015년에는 상반기에만 2만대 이상의 판매고를 올리며 전기차 업계 1위를 달리고 있다. 

출처 : LG경제연구원