[르포] 대한민국 화학산업 R&D 메카 'LG화학 기술연구원'

대전시 유성구 대덕연구단지에 위치한 LG화학의 기술연구원은 대한민국을 대표하는 '싱크탱크(Think Tank)'다. 이곳은 세계적인 수준의 연구 성과를 창출하고 국내 화학산업의 혁신을 주도하는 민간기업 최대 규모의 연구소다.

지난달 31일 기자는 축구장 40배 크기인 30만㎡ 부지의 LG화학 기술연구원을 방문했다. 총 7개 연구동으로 구성된 기술연구원에서 LG화학의 저력을 확인할 수 있었다. △생명과학연구소 △기초소재연구소 △정보전자소재/재료연구소 △배터리연구소 △중앙연구소 및 분석센터 등으로 분류된 LG화학의 연구소는 전체 연구 인력 5300명 중 3800명이 근무하고 있었다.

1979년 건립 당시 70명에 불과했던 LG화학 기술연구원은 꾸준히 양적으로도 성장했지만 박사 비중을 20%에 육박하게 유지하면서 통상적으로 민간 기업들이 운영하는 연구소의 박사급 비중(약 6~7%)을 넘어서는 질적성장도 이뤘다.

R&D 핵심인력과 함께 전체적인 R&D 투자금액 또한 지속적으로 증가하고 있다. 설립 당시 최초 투자금액이 35억원 수준이었는데 올해 LG화학은 R&D에만 사상 최대 금액인 1조원을 투자할 예정이다. 또 LG화학은 앞으로는 연간 R&D 투자 금액을 매년 10%이상 늘려 2020년 1조4000억원 수준으로 확대할 것이라고 밝혔다. 

LG화학 기술연구원은 원천기술 및 독자기술 개발 등을 통해 국내 최초로 혁신적인 제품의 상업화를 실현하고 세계 1위의 기술력을 인정받는 등 대한민국 화학산업을 선도해 온 혁신의 산실로 자리매김했다. LG화학은 현대 국내 1만7000여건, 해외 2만3000여건의 특허 등록 및 출원 실적을 보유하고 있다. 

기초소재부문의 경우 국내 최초로 메탈로센계 촉매기술을 독자적으로 개발해 고부가 폴리올레핀(PO) 제품인 엘라스토머(Elastomer)를 상용화하는데 성공했다. 또한 국내 유일한 아크릴산(Acrylic Acid) 제조사로서 성인 및 아동 위생용품과 기저귀 등의 원료인 고흡수성수지(Super Absorbent polymer, SAP) 시장도 선도하고 있다. 

전지부문은 현재까지 GM·르노·다임러·아우디 등 전 세계 30여개 고객사로부터 수백 만대가 넘는 수주 물량을 이미 확보하고 이 시장에서 확실한 세계 1위의 주도권을 잡은 것으로 펑가 받고 있다. LG화학은 전세계 배터리 메이커 중 유일한 화학기반의 회사로 핵심 소재의 내재화를 통한 안전성·성능·원가 경쟁력 등 전기차 배터리가 갖추어야 할 삼박자를 모두 갖추고 있다. 

글로벌 시장조사업체인 '네버건트 리서치'가 2015년 12월 발표한 <전기차 배터리 제조업체 경쟁력 평가>에서 LG화학은 2013년에 이어 2015년에도 세계 1위 자리를 차지하는 등 독보적인 경쟁력과 기술력을 인정 받고 있다.

이날 현장에서는 전세계가 인정한 LG화학만의 차별화된 배터리 기술력을 확인할 수 있었다. LG화학은 안전성 강화 분리막(SRS-safety reinforced seperator) 및 스택 앤 폴딩(Stack & Folding) 제조 기술 등 시장을 선도할 수 있는 세계 유일의 독자적인 기술력을 확보하고 있다. 

LG화학이 특허를 획득한 안전성 강화 분리막(SRS) 기술은 양극과 음극간의 내부단락을 방지하기 위해 분리막의 표면을 '세라믹 소재'로 얇게 코팅해 안전성과 성능을 대폭 향상시킨 기술이다.

배터리연구소 분리막개발팀 이제안 연구원은 "LG화학이 독자적으로 개발한 SRS 기술은 리튬이온배터리의 안전성을 결정짓는 핵심기술로 그 동안 당사가 GM·르노·볼보·아우디 등 글로벌 완성차 업체들의 배터리 공급업체로 선정되는 데 결정적인 역활을 한 기술이다"고 설명했다.

LG화학의 배터리를 탑재한 차량이 전세계에 60만대를 넘어섰고 지난해 9월 기준으로 총 30여개의 글로벌 자동차 업체로부터 82개의 프로젝트를 수주하며 누적 수주 금액 36조원을 돌파했다. 선제적인 연구개발로 가격·성능·안전성 측면에서 경쟁 우위를 지속 확보해 3세대 전기차(500㎞ 이상)대형 프로젝트 수주에서도 확실한 1위를 수성해 나간다는 전략이다. 

정보전자소재부문은 1990년 중반부터 일본기업이 장악하고 있던 전자재료 및 부품 시장에서 LCD용 편광필름 독자 개발에 성공하며, 시장을 본격 선도했다. LG화학은 지난해 글로벌 편광판 시장에서 25%의 점유율을 기록했다. 

생명과학부문은 오랜 기간 동안 축척해온 R&D 역량을 바탕으로 국내 신약 최초로 미국 식품의약품(FDA)의 승인을 받은 항생제 '팩티브'와 국내 최초 당뇨 신약인 '제미글로' 등을 개발하며 인류의 건강한 삶을 위한 미래 바이오 제품을 개발하는데 기여하고 있다. 

기술연구원 1연구동에는 다양한 의약품 연구개발 실험이 이루어지는 생명과학연구소가 위치해 있다. 이날 생명과학연구소에서는 합성신약, 백신 및 바이오의약 분야에 대한 연구가 진행되고 있었다. 

생명과학연구소는 1981년 LG화학(구 (주)럭키)이 당시 민간기업으로서는 국내 처음으로 설립한 '럭키 유전공학연구소'를 모태로 그 동안 국내 최초의 미국 식품의약국(FDA)의 신약 승인을 획득한 항생제 '팩티브' 및 국내 최초 당뇨병치료제 '제미글로'와 뇌수막염 백신 '유히브', 첫 국산미용 성형필러 '이브아르' 등을 개발해 의약품 국산화에 앞장서고 있다. 

합성신약은 무수한 종류의 화학 물질들을 합성하고 실험을 진행해 우리가 원하는 타깃에 효과를 보이는 물질을 찾는 과정이다. 이를 위해 수천에서 수만 개의 후보 물질들을 바탕으로 다양한 실험을 진행하게 된다. 

신약연구센터 김회숙 연구원은 "캐미컬 라이브러리를 통해 그동안 LG화학이 신약개발을 위해 제조했던 물질들을 보관하면서 신약개발에 필요한 시간을 단축시켜왔다"며 "케미컬 라이브러리의 데이터베이스가 많을수록 새로운 물질을 합성할때 이를 참조해 시행착오를 줄일 수 있고 이로 인해 개발기간 또한 현저히 단축된다"고 설명했다.

현재 LG화학이 보유하고 있는 케미컬 라이브러리 데어터베이스는 약 13만 종 정도다. 이는 신약개발을 진행하는 국내 제약사 중 가장 큰 규모이며 1994년 합성신약 연구를 착수한 이래 지속해서 데이터를 축적하고 있다.

LG화학 기술연구원의 가장 큰 경쟁력은 하나로 뭉치는 화학적 협업의 조직문화에서 나온다. 대표적인 사례가 R&D분야에서의 내부 오픈 이노베이션 제도다.

기술연구원은 크게 5개의 사업분야별 연구소와 기반기술과 미래기술 개발을 담당하는 중앙연구소로 구성돼 있고 여기에는 약 500여개의 연구과제를 다루는 300개 이상의 연구팀들이 활동하고 있다.  

하나의 프로젝트가 생기면 각 연구팀들의 강점에 맞춰 유기적으로 새롭게 가상의 조직을 구성하고 기술연구원 내부에서 오픈 이노베이션을 통해 세계 시장을 선도할 수 있는 기술이 만들어지고 있는 것이다. 

LG화학은 중장기 관점에서 에너지·물·바이오를 차세대 신성장 동력으로 선정하고 이 분야에서의 핵심·원천 기술을 집중 연구하고 있다. 

에너지분야에서는 혁신전지, 연료전지용 소재, 자동차 경량화 및 고기능화 소재 개발에 적극 나서고 있으며 물 분야에서는 차세대 수처리 기술개발·바이오 분야에서는 혁신신약 분야 진출에 주력한다. 

지난해 팜한농(구 동부팜한농)을 인수한 데 이어 올해 1월 LG생명과학을 흡수·합병하며 바이오 전 분야에서 신사업을 적극 육성하고 있다.