메르세데스-벤츠(Mercedes‑Benz)가 회사의 지속가능성 목표를 지원하는 혁신의 동력으로 투모로우 XX(Tomorrow XX) 기술 프로그램을 공개했다.
VISION EQXX 및 CONCEPT AMG GT XX로 성공적으로 입증된 것과 동일한 전체론적, 다학제적 접근 방식을 활용한다.
이제 처음으로 XX 기술 프로그램이 전체 제품 포트폴리오에 걸쳐 확장된다. 역동적이고 광범위한 투모로우 XX는 설계 단계 시작부터 차량 수명 종료까지 탈탄소화, 자원 사용, 순환성에 초점을 맞춘다.
목표는 모델 라인이나 구동계와 관계없이 회사의 ‘환경을 위한 디자인(Design for Environment)’ 및 ‘순환을 위한 디자인(Design for Circularity)’ 원칙의 이점을 극대화하는 것이다.
2년간 40개 이상 부품·소재 개발
공급업체, 기관, 스타트업과의 파트너십으로 메르세데스-벤츠는 기술적으로 달성 가능한 한계를 밀어붙여 새로운 솔루션을 개발하고 양산에 도입하고 있다.
오늘 공개된 전시물은 이미 달성되고 있는 것의 예로 작용하거나 엄청난 잠재력을 보여주는 40개 이상의 부품과 소재를 선보인다. 투모로우 XX기술 프로그램은 추가 혁신이 회사의 엄격한 기준에 따라 실제 잠재력을 입증함에 따라 계속 성장하고 확장될 것이다.
메르세데스-벤츠 그룹 AG 이사회 멤버인 올라프 쉬크(Olaf Schick)는 “모든 제품의 최우선 목표는 자동차를 탈탄소화하고, 자원 사용을 줄이며, 순환 경제를 성장시키면서 고객을 흥분시키는 것임에 의심의 여지가 없다. 혁신이 이를 달성하는 핵심 경로이며 투모로우 XX는 우리가 취하고 있는 거대한 진전을 명확히 한다. 공급업체 및 파트너와 함께 우리는 선도하고 있으며 운영 비즈니스와 전체 공급망에 지속가능성을 깊이 내재화하고 있다”고 말했다.
메르세데스-벤츠 그룹 AG 이사회 멤버이자 CTO인 요르그 부르저(Jörg Burzer)는 “메르세데스-벤츠는 항상 혁신의 강자였다. ‘환경을 위한 디자인’ 및 ‘순환을 위한 디자인’ 접근 방식으로 우리는 말 그대로 모든 단일 부품을 처음부터 다시 생각하고 있다. 투모로우 XX 기술 프로그램은 이를 전체 제품 포트폴리오와 가치 사슬에 걸쳐 가능한 한계까지 전체론적으로 밀어붙인다. 단 2년 만에 40개 이상의 새롭고 더 지속가능한 부품 및 소재 개념은 놀라운 결과이며 우리가 잠금 해제하고 있는 엄청난 잠재력의 맛이다”라고 말했다.
재활용 가능 헤드라이트, 개별 부품 교체
메르세데스-벤츠는 매우 복잡한 부품의 설계를 변경하여 개별 부품으로 빠르고 쉽게 분해할 수 있도록 작업하고 있다.
유망한 투모로우 XX 연구 프로젝트는 재활용 가능한 헤드라이트다. 렌즈, 커버 트림 및 프레임, 하우징, 전자 장치와 같은 다양한 구성 요소가 접착(현재 표준 관행)이 아닌 나사로 고정된다. 따라서 손상 없이 빠르고 쉽게 분리할 수 있다.
이는 개별 구성 요소를 교체할 수 있음을 의미하여 현대 헤드라이트를 처음으로 수리 가능하게 만든다. 예를 들어 돌 파편 후 전체 헤드라이트를 교체할 필요가 없이 렌즈만 교체하면 된다. 고객에게 이것은 미래에 수리를 더 효율적으로 만들 수 있다.
헤드라이트의 더 긴 수명은 자원을 보존하고 탄소 배출을 피할 수 있다. 또 다른 장점은 헤드라이트가 재활용에 더 좋다는 것이다. 개별 모듈이 각각 하나의 재료로만 만들어져 분류하기 쉽고 재활용 효율이 높기 때문이다.
미래를 내다보면 이 모노 소재 설계는 더 많은 재활용 소재를 사용하고 그 중 상당 부분을 오래된 헤드라이트에서 공급할 수 있어야 한다. 2차 소재의 비율은 현재 헤드라이트에 비해 잠재적으로 거의 두 배가 될 수 있으며 탄소 배출은 거의 절반으로 줄어들 수 있다.
PET 모노샌드위치 도어 포켓, 무게 40% 감소
여러 인테리어 부품에 대해 메르세데스-벤츠는 재활용 PET라는 하나의 플라스틱으로만 구성된 샌드위치 복합 시스템을 개발했다.
기초는 뼈와 같은 구조의 폼 코어다. 이는 1차 플라스틱으로 만든 이전 소재 시스템에 비해 도어 포켓의 무게를 40% 이상 줄인다. 부품의 성능은 동일하게 유지된다. 외부 층은 PET 섬유의 혁신적인 혼합물로 구성되어 복합 시스템에 필요한 강성을 제공한다.
혁신적인 PET 모노샌드위치는 경량 설계, 재활용 소재, 순환성을 비용 효율적인 공정 기술과 결합한다. 2024년에 “CO₂ Efficiency” 카테고리에서 국제적으로 유명한 Materialica Award를 수상했으며 곧 양산에 들어간다.
알루미늄 86% 재활용 소재, 스틸 탈탄소화
알루미늄은 차량 아키텍처에서 중심 역할을 한다. 그러나 이 소재의 생산은 세계에서 가장 에너지 집약적인 산업 중 하나다.
장기적으로 배출량을 크게 줄이기 위해 메르세데스-벤츠는 기술 파트너와 협력하여 전체 가치 사슬에 걸쳐 다단계 변환을 추구하고 있다. 회사는 다년간 구매 계약과 소재 연구 개발의 긴밀한 협력을 통해 지능형 솔루션 및 기술의 사용을 촉진한다.
또 다른 레버는 에너지 집약적인 1차 알루미늄의 필요성을 줄이는 고품질 재활용 소재의 사용이다. 이는 소재의 순환 경제에서 중요한 요소다.
대표적인 사례는 오래된 휠 림, 창틀, 폐차 등의 소스에서 최대 86%의 포스트 컨슈머 스크랩을 포함하는 알루미늄 사이드 월이다. 소재 특성과 표면 마감은 동일하게 유지된다.
알루미늄과 함께 스틸은 마찬가지로 생산하기에 탄소 집약적인 소재다. 그래서 메르세데스-벤츠는 혁신적인 기술과 선도적인 철강 제조업체와의 파트너십을 목표로 하고 있다. 초점은 온실 가스 배출을 거의 완전히 피할 수 있는 공정에 있다.
이 개발의 핵심은 고전적인 고로 경로의 대체다. 대안은 수소 기반 직접 환원을 전기 아크로와 더 높은 스크랩 함량의 사용과 결합한다. 이 공정이 전적으로 재생 에너지로 구동되면 CO₂ 배출을 최소로 줄여 사실상 제로 탄소 스틸을 생산할 수 있다.
메르세데스-벤츠 쿠펜하임 배터리 재활용 파일럿 공장
쿠펜하임(독일 남부)에서 메르세데스-벤츠는 소재 루프를 완전히 닫기 위해 자체 사내 배터리 파일럿 재활용 공장 건설을 가속화하고 있다. 시설은 현재 연구 개발 단계에 있으며 배터리 재활용을 위한 미래 지향적이고 지속가능한 솔루션을 확립하는 것을 목표로 한다.
배터리는 전기 자동차의 중심 부품이며 탄소 배출량이 가장 높은 부품이기도 하다. 따라서 메르세데스-벤츠는 배터리 셀 공급망을 탈탄소화하기 위한 전체론적, 다단계 변환 접근 방식을 추구하고 있다.
첫 번째 레버는 배터리 셀을 생산하는 직접 공급업체에 있다. 메르세데스-벤츠와 계약한 셀 제조업체는 생산 시설에서 친환경 전기를 사용하여 에너지 효율적인 공정을 구현하고 지속적인 배출 감소에 전념하고 있다.
폐타이어 재활용 가죽 대체재, 탄소 40% 감소
폐타이어는 큰 잠재력을 제공한다. 먼저 화학적 재활용 공정이 이를 열분해 오일로 변환하며, 이는 농업 폐기물에서 나온 인증된 바이오메탄과 결합될 수 있다.
그런 다음 두 원료가 질량 균형 방법에 따라 플라스틱으로 가공된다. 이 혁신적인 재활용 플라스틱은 화석 기반 원료로 만든 버진 플라스틱과 동일한 특성을 갖는다.
생명공학의 도움으로 오래된 타이어를 기반으로 한 플라스틱 재활용물은 고품질 가죽 대체재를 생산하는 데 사용될 수도 있다. 바이오 기반 단백질과 결합하면 구성과 구조에서 진짜 가죽과 유사한 혁신적인 소재가 만들어진다.
최대 인장 강도는 진짜 가죽의 두 배이며, 극도로 내열성이 있고 동시에 통기성, 방수성이 있으며 훨씬 가볍다. 진짜 가죽에 비해 탄소 배출량은 약 40% 낮다. 또한 플라스틱 재활용물 기반 함량은 다시 재활용될 수 있다.
생분해성 소재와 순환 경제 구축
투모로우 XX 기술 프로그램은 메르세데스-벤츠가 공급업체, 기관, 스타트업과 협력하여 지속가능성을 제품 개발의 핵심에 두고 있음을 보여준다.
처음부터 부품과 소재를 다시 생각하면 회사의 자체 생산 시설에서 원자재 소비를 줄이는 데 도움이 될 수 있다.
마찬가지로 공정의 효율성을 개선하여 에너지 소비를 줄이고 탈탄소화에 기여할 수 있다. 메르세데스-벤츠 엔지니어는 개발 프로세스 시작부터 이 모든 것을 고려한다.