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[서울=뉴스핌] 배상희 기자 = 전기차(EV) 시대가 본격화되면서 '차량 경량화'는 글로벌 자동차 업계의 기술적 '선택 과제'에서 산업의 '필수 과제'로 격상됐다.

전세계 자동차 업계에서 펼쳐질 경량화 소재 전쟁의 막이 오른 가운데, '21세기 친환경 소재'로 불리는 금속으로서 극한의 경량화 잠재력을 보유한 마그네슘이 완성차 업체들의 관심 대상으로 급부상했다.

기존 알루미늄의 한계를 뛰어넘어 더 가벼우면서도 경제성과 내구성을 갖춘 마그네슘이 차세대 친환경 경량화 핵심 소재로 주목을 받는 가운데, 압도적인 자원 지배력을 지닌 중국을 중심으로 관련 밸류체인 전반의 폭발적인 성장을 예고하고 있어 주목된다.

◆ 알루미늄 대체 소재 '마그네슘'의 이점

1. 차세대 초경량 소재로 주목

글로벌 자동차 업계에서 차량 경량화 소재를 둘러싼 경쟁이 본격화되고 있다. 무거운 대용량 배터리 탑재로 인해 늘어난 차체 중량은 에너지 효율 하락과 주행거리 단축으로 직결되는 만큼, 차량 경량화는 전기차 시대의 필수적인 기술적 과제가 됐다.

신에너지차 및 동력 배터리 전문가 양웨이빈(楊偉斌)은 "자동차 전체 중량이 10% 감소할 때마다 주행거리는 5~8% 늘어나고, 100km당 전력 소비량은 5~6% 줄어들 수 있다"고 밝혔다.

그 동안 철강을 대체할 경량 소재로 알루미늄이 광범위하게 쓰였지만, 최근에는 알루미늄의 한계를 뛰어넘어 더 가벼운 마그네슘이 차세대 경량화 핵심 소재로 급부상하고 있다.

마그네슘은 현재 공학 구조재 중 밀도가 가장 낮은 금속 중 하나로 1.74g/cm³에 불과해 알루미늄의 3분의 2, 철강의 4분의 1 수준이다. 동일한 부피일 때 마그네슘 합금 부품의 무게는 알루미늄 합금의 64%에 불과하며, 이론적인 감량 비율은 30~35% 수준이다.

이는 구조적 강도를 희생하지 않으면서도 마그네슘 합금을 적용하면 눈에 띄는 감량 효과를 거둘 수 있음을 의미한다.

2. 알루미늄 대비 뛰어난 가성비

오랫동안 마그네슘 합금은 높은 비용과 부식에 취약하다는 한계점 때문에 대규모 자동차 응용이 어려웠었다. 그러나 최근 이러한 병목 현상들이 하나 둘 극복되며 '알루미늄 대체용 마그네슘'의 차량 탑재가 가속화되고 있다.

가장 결정적인 전환점은 비용 측면에서 나타났다. 2025년 이후 마그네슘과 알루미늄 가격의 흐름은 근본적인 역전을 보였다.

관련 데이터에 따르면 2025년 12월 중국 내 마그네슘 잉곳의 평균 가격은 톤당 1만7225.65위안이었던 반면 알루미늄 가격은 톤당 2만1941.30위안에 달해, 마그네슘 대 알루미늄 가격 비율이 유례없는 0.79까지 떨어졌다.

중국 철강정보 제공업체 마이스틸(Mysteel) 금속 마그네슘 분야 푸춘위(付春宇) 애널리스트는 현재 마그네슘·알루미늄 가격 비율이 0.72라는 단계적 역대 최저 수준을 유지하고 있다며, 이는 대체 임계값인 1.3을 크게 밑도는 수치라고 평했다. 동일 부피 부품의 재료비가 4분의 1 절감되며 규모화 이후의 종합 비용 우위는 훨씬 더 커진다는 설명이다.

양웨이빈(楊偉斌) 배터리 전문가는 "마그네슘 합금의 가성비가 알루미늄 합금을 완전히 뛰어넘은 것은 주로 소재의 가격 격차, 공정 혁신, 규모의 경제가 복합적으로 작용한 결과"라고 진단했다.

그는 이러한 가격 역전 현상 덕분에 마그네슘 합금이 배터리 트레이, 전기구동 하우징, 후면 차체 등 핵심 구조물에서 단일 부품 비용을 15~25% 낮출 수 있다고 내다봤다. 이는 원가 경쟁에 내몰린 자동차 업계에 강력한 매력으로 작용할 수 있어 주목된다.

3. 내구성∙내부식성 한계점 돌파

비용 우위 외에도 마그네슘 합금이 '내구성 부족, 내부식성 취약'이라는 한계점을 넘어서는 기술적 돌파구를 마련했다는 점에서도 주목된다.

최근 수년간 마그네슘 합금은 다이캐스팅 공정, 표면 처리, 접합 기술 등에서 모두 돌파구를 마련했다. 다이캐스팅 공정에서는 반고체 다이캐스팅 기술의 돌파가 핵심이 됐다. 이 기술은 주조물의 기공률을 현저히 낮추고 수율과 인장 강도를 높이며 동시에 후가공 공정을 줄여준다. 재료 활용률이 높고 대형의 복잡한 구조물을 안전하고 친환경적으로 한 번에 성형할 수 있다.

가장 많은 지적을 받았던 내부식성 측면에서도 재료 개질과 표면 공학의 병행 솔루션을 통해 기술적 난제를 풀었다. 재료 배합 최적화를 통해 마그네슘 합금 자체의 내부식성을 원천적으로 끌어올린 동시에 마이크로 아크 산화법(MAO), 복합 코팅 시스템 등 선진 표면 처리 공법을 통해 마그네슘 부품에 보호막을 입혔다. 이를 통해 내부식성은 고급 알루미늄 소재에 버금가는 수준이 됐으며, 엄격한 차량용 염수 분무 테스트 기준도 통과하게 됐다.

이 외에도 스테인리스 마그네슘 합금 개발 및 희토류 원소 추가로 인해 소재의 고온 크리프 저항성과 강인성이 향상됐다. 이로써 전기모터 및 변속기 하우징 등 더욱 높은 성능을 요구하는 작동 환경에서도 활용이 가능해졌다.

◆ 중국의 마그네슘 자원 '절대적 지배력'

중국 시장조사업체 YH리서치(恒州誠思∙YH Research)에 따르면 2025년 글로벌 마그네슘 금속 시장 매출 규모는 약 181억4000만 위안으로 집계되었으며, 오는 2032년에는 266억3000만 위안에 육박할 전망이다. 2026년부터 2032년까지의 연평균 성장률(CAGR)은 5.2%에 달할 것으로 예상된다.

이 같은 데이터는 마그네슘 금속 시장의 뚜렷한 성장 궤적을 보여주며, 관련 업계 종사자들에게 중요한 시장 방향성을 제시하고 있다.

특히, 천혜의 마그네슘 보유량을 자랑하는 중국은 글로벌 공급망에서 압도적인 지배력을 행사하고 있다는 점에서 관련 기업의 성장성이 매우 크다.

중국 국무원 발전연구센터 통계에 따르면, 중국의 마그네슘 자원은 전 세계의 70%를 차지한다. 그 중 백운석(Dolomite) 광물 자원은 80% 이상을 보유하고 있고, 마그네사이트(Magnesite)의 경우 러시아(29%), 슬로바키아(15%)에 이어 중국(9%)이 세 번째 매장국으로 이름을 올리고 있다. 참고로 백운석과 마그네사이트는 마그네슘 금속을 품고 있는 원료 광물이다.

생산 능력 측면에서 중국의 우위는 더욱 뚜렷하다. 중국 비철금속공업협회 통계에 따르면, 2025년 전세계 원시 마그네슘(原鎂‌, 심층 가공을 거치지 않은 순마그네슘으로, 굵은 마그네슘과 마그네슘 잉곳 두 가지 형태를 포함) 생산 능력 179만 톤(t) 중 중국이 146만8200 t으로 82%를 차지했다. 지난해 중국의 생산량은 전년 대비 6.6% 증가한 109만3500 t으로 전세계 생산량에서 차지하는 비중은 2024년 88.7%에서 89.2%로 상승했다.

이러한 절대적 우위의 이면에는 완벽하게 구축된 밸류체인이 자리하고 있다. 탄산칼슘마그네슘이 주성분인 천연 광물 백운석의 자원 채굴부터 제련 및 정제, 합금 배합 최적화, 반고체 성형 등 핵심 공정에 이르기까지, 중국은 전 밸류체인의 핵심 단계를 독자적으로 통제할 수 있는 능력을 보유하고 있다. 해외의 기술 규제에 노출될 위험이 없어 공급 안정성과 보안성이 매우 높다는 평가가 나온다.

<전기차 경량화 전쟁② 중국 주도 '마그네슘 밸류체인'이 뜬다>로 이어짐.

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pxx17@newspim.com