전략시장리포트 _ 일본의탄소섬유시장 (No12) ㅇ세계탄소섬유시장에서압도적인경쟁우위를보이고있는도레이 ( 東レ ) 등일본화섬업체는앞으로성장이예상되는자동차분야에서의탄소섬유수요에주목ㅇ그러나탄소섬유수요가보다더확대되기위해서는다른소재에비해가격이비싸다는단점을보완해야함ㅇ따라서한국관련업계에서도제조비용절감과효율적생산시스템구축으로탄소섬유와관련된제품개발이나시장진입을시도해볼필요 1. 최근업계동향 1) 탄소섬유의용도확대 일본섬유산업의주력분야가기존의의류섬유에서고기능소재로빠르게전환되고있음ㅇ고기능소재중에서탄소섬유가대표적인성장분야로주목받고있으며, 일본 3개업체 ( 東レ, 東邦 tenax, 三菱 rayon) 의탄소섬유세계시장점유율은약50% 에달하고있음 (IHS Global 추정, 2012년기준 ) ㅇ공업용으로만들어지는탄소섬유는원료에따라구분하는데, 폴리아크릴로니트릴 (PAN) 계, 피치 (Pitch) 계, 레이온 (Rayon) 계가있으며, 그중에서전세계적으로생산량과수요가가장많은것은 PAN계탄소섬유임 탄소섬유가처음개발되었던시기에는매우제한적으로사용되었으나, 최근에는그용도가전산업으로빠르게확장되고있는상황임ㅇ탄소섬유를사업화하기시작했던 1970년대에는골프클럽의샤프트와테니스라켓과같은운동기구경량화에주로활용되었음ㅇ그이후가볍고강한특징이있는탄소섬유를가벼운기체를만들어연비효율을높이는데활용하기위해항공기제조에쓰이기시작하면서시장이비약적으로확대되었음ㅇ최근에는활용되는분야가확대되고있는데특히자동차경량화를위한탄소섬유에주목하는기업이늘고있음 - 1 -
2) 탄소섬유의절대강자일본 미국 IHS글로벌이발표한자료에따르면 2012년세계탄소섬유총출하량은 2011년대비 15.5% 증가한 4만 8500톤이었음ㅇ출하량이증가한이유는항공기와자동차등일반산업용수요가크게확대되었기때문임ㅇ특히 2013년이후탄소섬유를사용한자동차부품이대폭늘어나고있기때문에앞으로는성장의속도와규모가이전보다훨씬더빠르고커질것으로보임 자료 : 日経産業新聞編, 日経シェア調査 2014, 원자료 : IHS Global 세계시장점유율 1위를차지하고있는도레이의 2012년점유율은전년대비 0.4% 포인트증가한 20.9% 로나타남ㅇ독점공급계약을맺고있는보잉사의기존항공기와신형항공기 787 에들어가는구조재수요가확대된것이출하량증가로이어졌다는평가임ㅇ한편자동차부품사업에서는 2013년 7월미국업체로탄소섬유소재의자동차본네트를주로제조하는 PCC의주식 20% 를취득했음 탄소섬유세계시장 2위에올라있는기업은일본데이진 ( 帝人 ) 의자회사인도호 ( 東邦 )Tenax임ㅇ미국에범용품공장에서생산하는제품은치열한가격경쟁으로고전했으나, 결과적으로 2012년출하량은전년대비 0.3% 포인트증가했음 - 2 -
ㅇ세계시장 3위를차지한미국업체 Zoltek은주로스포츠 레저용도의탄소섬유를생산하고있는데, 이분야의판매가격하락으로시장점유율은전년대비 0.8% 포인트감소한 14.6% 를기록했음ㅇ 4위 미츠비스케미컬홀딩스 산하의 Mitsubishi Rayon 는 2012년에전년대비 0.5% 포인트증가한 12.2% 의시장점유율을기록했음 3) 도레이, 성장전략변경 지난 2013년 9월세계탄소섬유시장에서 1위를차지하고있는도레이가 3위업체인미국의 Zoltek를 5억8400만달러에인수한다고발표했음ㅇ그동안 M&A에의존하지않고독자적인기술개발로성장해온도레이가외국업체를매수하는것은극히이례적인임ㅇ도레이는고기능 고품질의레귤러토우 (Regular Tow) 로불리는탄소섬유분야에강점을가지고있음ㅇ반면 Zoltek은강도보다는가격경쟁력이중요한라지토우 (Lager Tow) 분야에서세계 1위를지키고있는기업이며, 레귤러토우를포함한탄소섬유세계시장 3위업체임ㅇ레귤러토우 (Regular Tow) 는보잉 787 등대형항공기기체에주로쓰이고, 라지토우 (Lager Tow) 는풍력발전용풍차날개에주로쓰이고있음 도레이가 M&A를통한성장전략으로노선을변경한것은고품질 고기능만으로는경쟁에서살아남기어렵다고판단했기때문임ㅇ고품질 고기능에만집착하면언젠가는고객의니즈에서벗어날확률이높아지는것은물론저품질 저가격의하위업체의추격으로주요고객을잃을수도있다는것임ㅇ도레이의고민은레귤러토우 (Regular Tow) 정도의품질은아니지만라지토우 (Lager Tow) 보다는조금나은품질을원하는고객에대해레귤러토우 (Regular Tow) 만보유하고있으면가격경쟁에휘말리게될수밖에없다고본것임ㅇ그러나라지토우 (Lager Tow) 을보유하고있으면이런정도의제품도있다고제시하면서레귤러토우 (Regular Tow) 의가격하락을피할수있다는전략임 - 3 -
다른한편으로는도레이의이러한행보를수익악화를개선하기위한전략으로보는견해도있음ㅇ철보다가볍고강한성질을가지고있는탄소섬유가언젠가는철을대체할것으로보는꿈과같은소재로인식되고있음ㅇ그러나비용이높고용도가제한적이기때문에세계최고자리에있는도레이이외기업은고전하고있는것이사실임ㅇ 2013년 3월결산을보면, 도레이는수익과매출이모두늘었지만, 세계 2위인 Toho Tenax, 레귤러토우 (Regular Tow) 분야에서세계 3위자리에있는미츠비스레이욘은모두영업적자가확대되었음ㅇ Zoltek은 2012년 9월결산에서는 2285만달러의영업흑자를기록했지만, 그이후 2기연속영업적자를피하지못했음ㅇ주가도하락하고있었고중국업체가인수한다는소문이있었으나, 도레이측은이번 M&A는중국업체의움직임과는무관하다고설명하고있음 Regular Tow 자동차 ( 구조재 ) 풍력발전의 Blade 전자부품 건축용재료등 Lager Tow 항공기 자동차 (Roof 등표면재 ) 도레이 TOHO Tenax 미츠비시레이온 업체 2010 년 2012 년 ( 추정 ) 도레이 ( 일본 ) 7,000 8,000 Soficar( 프랑스 ) 5,200 5,200 CFA( 미국 ) 5,400 5,400 소계 17,600 18,600 TOHO Tenax( 일본 ) 6,400 6,400 TTE( 독일 ) 5,100 5,100 TTA( 미국 ) 2,400 2,400 소계 13,900 13,900 미츠비시레이온 ( 일본 ) 5,400 5,400 Grafil( 미국 ) 2,000 2,000 소계 7,400 7,400 HEXCEL 4,200 7,200 Cytec 1,900 3,400 대만플라스틱 4,300 6,900 중국업체 4,300 12,200 캠록 ( 인도 ) 200 200 AKSA 1,500 1,500 계 55,300 71,300 미츠비시레이온 2,700 Zoltek 10,500 11,500 SGL 4,000 4,000 도레이 300 300 계 14,800 18,500 총계 70,100 89,800 자료 ) 東レ株式会社, PAN 系炭素繊維の現状と将来 에서작성 - 4 -
하이브리드자동차에서일본기업에크게뒤져있는미국의대규모자동차업체는탄소섬유에의한자동차경량화와이에따르는연비의비약적인개선에주목하고있음ㅇ자동차에적용할수있는탄소섬유는점차확대되고있고다양해지고있음ㅇ결국자동차업체와협상하는단계에서탄소섬유업체는다양한요구를받아들일수있는생산체제를갖출필요성이있게되었음ㅇ자동차본체는 Zoltek이장점으로하고있는라지토우 (Lager Tow) 로충분한것으로알려져있음ㅇ그러나기존도레이는라이토우 (Lager Tow) 의공장도제조기술도가지고있지않았음ㅇ그러나부족한부분을 Zoltek를통해보완하면서자동차용고기능부품에서도레이의장점인레귤러토우 (Regular Tow) 의수주를계속할수있다면일석이조의효과를거둘수있다고판단한것으로보임 뿐만아니라도레이는 2013년 10월한국의수처리막 ( 水処理膜 ) 회사인웅진케미칼의우선협상인수대상자로선정되었고같은해 11월에본계약을체결했음ㅇ 2014년초도레이는웅진케미칼의지분 55.21% 에대한인수대금을완납하고, 미국의다우케미칼에이은역침투막 ( 逆浸透膜 ) 업체로변신했음 2. 주요업체별최근동향 1) Toray 탄소섬유중에서골프클럽등과같은범용품은점차가격경쟁이치열해지고있으나, 세계시장점유율 1위업체인도레이 ( 東レ ) 는항공기와고급승용차를비롯한고수익분야에주력해왔음ㅇ도레이는 2012년에독일다임러 (Daimler) 와공동으로자동차부자재개발을시작하여메르세데스벤츠등에공급하고있음ㅇ또한도레이는지난 2013년 4월에탄소섬유를이용하여자동차부품을제조하는일본업체童夢 carbonmagic을인수했음ㅇ이번인수로도레이는부품의설계와제조를자체적으로하게됨으로써미래성장 - 5 -
분야인자동차부문에서의탄소섬유수요개척을보다적극적으로추진할것으로 보임 2008년 12월도레이는자동차분야에서탄소섬유복합재료의사업확대를기획하고유럽에 CFRP * 의현지개발과생산거점을설치하기위해독일의 CFRP부품업체인 ACE에자본참여했음 ㅇ당시도레이는자동차분야에서 CFRP 부품채택을적극적으로추진하고있었던유럽시장에서현지개발과함께제품생산을함으로써앞으로성장이기대되는자동차용 CFRP부품사업의본격적인확대를할수있게되었다고발표했음ㅇ또한 2011년 1월에도레이와다임러는도레이가개발한 CFRTS(Carbon Fiber Reinforced Thermosets) 의성형기술인 하이사이클 RTM 성형기술 을활용하여 CFRTS을이용한자동차부품을제조판매하는합작회사를설립했음ㅇ도레이가탄소섬유소재와중간기재의개발, CFRTS부품의구조설계, 성형프로세스의기술개발을담당하고, 다임러는주로부품설계와후가공, 접합기술을구사하여 CFRTS부품을단기간에제조할수있는양산기술을개발하고있음 이합작회사가제조하는 CFRTS제자동차부품을 2012년에발매한메르세데스벤츠 SL' 클래스에적용되었음ㅇ적용시킨부품을 CFRTS로대체함으로써종래제품에비해 45% 의경량화를실현할수있었음ㅇ CFRTS 채택에따른비용상승에대해서는제조비용삭감등으로흡수하여판매가격에는반영시키지않은것으로알려져있음ㅇ다임러는연비향상과배출가스삭감을위해 메르세데스벤츠의모든모델에대해화이트바디중량을 10% 가볍게한다 는개발목표를설정하고, 목표달성을위해 CFRP부품적용과대상차종확대를적극적으로추진하고있음 지난 2012년 3월도레이는일본 미국 프랑스 한국 4개지역을중심으로탄소섬유생산능력을증강해나가겠다고발표했음ㅇ 4개생산거점에총6,000톤의생산능력을갖추기위해생산설비를확충하고, 2014년부터 2015년에걸쳐순차적으로생산을시작한다는계획임 - 6 -
ㅇ현재연간생산능력 17,900톤을 2015년 3월에 27,100톤으로확대한다는계획을발표한바있음ㅇ탄소섬유시장의본격적인확대를위해용도개발을가속시키는한편생산체제를강화하여탄소섬유복합재사업을확대한다는방침임 기업명 Toray T o h o Tenax Mitsub i s h i Rayon 규모大大大 자본금종업원수소재지 1,478억엔 6,976명아치이현시즈오카현 708억엔 16,819명시즈오카현기후현 1,478억엔 6,976명아이치현히로시마현 사업내용섬유, 플라스틱케미칼, 정보통신재료 기기, 탄소섬유복합재료, 환경 엔지니어링, 라이프사이언스등고기능섬유 복합재료, 헬스케어, 전자재료 화성품 ( 化成品 ), IT 등화성품, 수지, 섬유, 탄소섬유 복합재, 아쿠아등 요소기술각종성형각종성형각종성형 개발재료필라멘트편물 ( 編物 ) 프리프레그 (Prepreg, 섬유강화복합재료 ) 탄소섬유복합재료 (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 필라멘트편물 ( 編物 ) 프리프레그 (Prepreg, 섬유강화복합재료 ) 탄소섬유복합재료 (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 필라멘트편물 ( 編物 ) 프리프레그 (Prepreg, 섬유강화복합재료 ) 탄소섬유복합재료 (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic) 가공기술특징 PAN계탄소섬유, 편물, Prepreg, CFRP 등제조판매 (Topic) 나노구조제어에의한탄소섬유강화열가소성수지플라스틱의신규복합화기술개발 사출성형용탄소섬유강화열가소성플라스틱에탄소섬유와수지의새로운복합화기술개발, 종래제품에비해구부러지는강도가 30% 향상 PAN계탄소섬유, 편물, Prepreg, CFRP 등제조판매 (Topic) 열가소성수지를이용하여탄소섬유복합재료 (CFRP) 를 1분이내로성형할수있는양산기술개발 탄소섬유에열가소성수지를섞은중간재를플레스성형함 PAN계탄소섬유, 편물, Prepreg, CFRP 등제조판매 (Topic) PCM(prepreg Compression Molding) 는자동차부품과같은높은생산성이요구되는용도에서플레스기를이용한압축성형으로고기능 CFRP부자재를신속하게생산함 자료 : 三菱化学テクノリサーチ (2013), 炭素繊維複合材料の加工技術に関する実態調査 에서인용 2) Toho( 東邦 )Tenax 2011 년 3 월 Toho Tenax 는열가소성수지를사용하여서 CFRTP(Carbon Fiber - 7 -
Reinforced Thermoplastic) 를 1분이내에성형하는대량생산기술을세계최초로개발했다고발표했음ㅇ이로써열강화성수지를이용한종래의 CFRTP에서는곤란했었던대량생산자동차에대한적용이가능해졌음ㅇ종래의 CFRTS에서는최단 5분정도로성형가능한기술이개발되었으나, 1분정도로성형기술이필요했던대량생산자동차용재료로는적합하지않았음ㅇ따라서재료로서의채택은일부고급승용차에제한되었고단시간성형을실현하기위한새로운재료와대량생산이가능해지는기술을검토하고있었음 Toho Tenax는탄소섬유에열가소성수지를섞은중간재료를플레스성형함으로써고속으로 CFRTP의성형을가능하게했음ㅇ더욱이 CFRTP 간접합은물론 CFRTP와다른소재간의접합기술을개발함으로써부품개수를대폭적으로감소시킬수있었음ㅇ지난 2011년 8월에는 Toho Tenax와독일자회사인 TTE(Toho Tenax Europe) 가새롭게열가소성프리프레그 (Prepreg) 의대량생산기술을확립하고샘플공급을시작했었음ㅇ CFRTP 보급을위한기술개발을추진하여일본, 유럽, 미국등 3개지역을중심으로신기술개발을강화해나간다는방침을세워놓고있음 지난 2011년 12월 Toho Tenax는탄소섬유에서부품의성형가공까지 1분이내에연속해서일괄생산하는파일럿플랜트를공장에설치했다고발표했음ㅇ자동차업계가필요로하는 1분이내의시간으로 CFRTP를연속해서일괄생산할수있게되어각종부품을대량생산되는자동차에부착할수있게되었음ㅇ이설비에투자한금액은 20억엔으로알려져있으며앞으로수요예측을통해점차설비를확충해나갈계획임 2011년 12월 Toho Tenax와 GM은자동차용 CFRTP를공동으로개발한다고발표하였고, 2012년미국에개발거점을확보했음ㅇ세계각국에서자동차의연비규제가엄격해지고있기때문에자동차용 CFRTP의공동개발로연비규제에대응해나간다는방침임 - 8 -
Toho Tenax는 2020년경에는 1,500억 ~2,000억엔의사업규모를목표로하고있음ㅇ복합재료개발센터를연구개발의중심에두고, 마츠야마 ( 松山 ) 사업소에서가동을시작한 CFRTP의연속생산파일럿플랜트와, 미국의생산거점을연계해서 CFRTP 의시장개척을강력하게추진하여조기에목표를달성한다는계획임 3) Mitsubishi Rayon 2010년 4월미츠비스레이욘과 SGL technologies GmbH( 이하 SGL) 은탄소섬유프리커서 (precursor) 를제조판매하는합작회사 MRC-SGL' 을설립한다고발표했음ㅇ이회사는이미 BMW가 SGL과함께설립했던 SGL Automotive Carbon Fibers ( 이하 SGL-ACF) 에탄소섬유원료인프리커서 (precursor) 를공급하는것을목적으로설립한합작회사임ㅇ SGL-ACF는공급받은프리커서를이용하여 BMW가 2015년까지발매를예정하고있는전기자동차용탄소섬유를제조할예정임 2011년 4월 MSP는오타케 ( 大竹 ) 사업소에서탄소섬유원료인 PAN계탄소섬유프르커서의대량생산을시작했음ㅇ SGL-ACF에전량공급하며미국에있는탄소섬유소성 ( 燒成 ) 공장에서라지토우 (Lager Tow) 탄소섬유로가공한후, 독일자회사공장에서각종직물로가공되는개발과정을거치고있음ㅇ라지토우 (Lager Tow) 탄소섬유직물은 BMW 부품공장에서 CFRTS로성형가공되어 BMW가 2013년에발매한차세대친환경자동차 Megacity Vehicle' 의 i3시리즈 의구조재로쓰이고있음 2012년 10월 BMW는 BMW의서브브랜드 i 시리즈의전기자동차에대량생산차량으로는처음으로 CFRTS를차체의주재료로채택하여 2013년부터유럽에서판매한다고발표했었음ㅇ이렇게개발된차량은보통엔진승용차에비해부품개수가 3분의 1( 약1만개 ) 로줄어들고생산공정도축소되어생산단계에서의비용절감효과를기대할수있게됨 2012 년 11 월미츠비스레이욘은독일의탄소섬유 Fabric 를개발하고제조하는회사인 TK Industries GmbH( 이하 TK) 의주식전부를취득하여 100% 자회사로만들었음 - 9 -
ㅇ독일을중심으로유럽자동차시장에서는 CFRTS를차체구조재로사용한전기자동차 BMW i3이 2013년가을판매되었고, 자동차부품에대한적용사례가늘어나고있음ㅇ또한중형고급승용차용으로는 CFRTS의성형기술로 RTM공법이채택될것으로전망됨 3. 시장규모 1991년일본탄소섬유협회가통계를발표하기시작한이후최고의출하량을기록했던 2011년에비해 2012년출하량은다소감소했음ㅇ 2011년에전년대비 6.4% 의증가세를보였던출하량이 2012년에전년대비 7.7% 포인트감소한 15748톤을기록했음 자료 : 일본탄소섬유협회 (http://www.carbonfiber.gr.jp/) 에서작성 지난 2~3년간탄소섬유에대한일본에서의수요가증가하면서업체들이앞다투어일본국내출하량을늘렸었음ㅇ그여파로대폭증가했던일본국내출하량의영향으로 2012년에는다소한것으로예상됨ㅇ 2013년이후출하량은자동차용탄소섬유의적용이확대되면서점진적인증가세를보일것으로예상하고있음 - 10 -
4. 시장경쟁구도 2012년일본탄소섬유국내시장은출하액기준으로전년대비 15% 감소한 605억엔을기록했음ㅇ앞서언급하바와같이철보다 4배가볍고 10배이상강한성질을지닌탄소섬유는자동차는물론항공기등적용분야가점차확대되고있는추세임ㅇ그러나중국등의신흥업체가생산을확대시키고있어스포츠및레저용도를중심으로가격하락세가이어지면서금액기준으로출하액이줄었음 압도적인경쟁우위를바탕으로줄곧일본탄소섬유업계 1위자리를지키고있는도레이의 2012년시장점유율은전년대비 0.3% 포인트증가한 75.5% 였음ㅇ도레이는에히메 ( 愛媛 ) 와미국에있는두개공장에서미국보잉사와프랑스에어버스항공기의주요부품용으로탄소섬유복합재를생산하고있음ㅇ보잉사의신형여객기 787 용출하가본격화되고있어앞으로의출하규모더욱증가할것으로전망됨 2006 2007 2008 2009 2010 2011 帝人, 10.6 1 Toray Toray Toray Toray Toray Toray 東邦三菱三菱三菱三菱三菱 2 tenax rayon rayon rayon rayon rayon 三菱 rayon, 13.9 2012 년 (%) Toray, 75.5 3 三菱 rayon 東邦 tenax 東邦 tenax 東邦 tenax 東邦 tenax 帝人 자료 : 日経産業新聞編 日経シェア調査 2014 에서작성 도레이는약 30억엔을투자하여이시카와 ( 石川 ) 공장에서탄소섬유복합재의생산설비능력을현재의 2배인연간 1천만평방미터로증강할계획임ㅇ이시카와공장에대한보잉사의인정이완료되면생산체제강화로시장점유율은더욱확대될것으로보임 - 11 -
탄소섬유수요는자동차와항공기이외일반작업용용도로최근천연가스운반용탱크가호조를보이고있음ㅇ이분야에서압도적우위를차지하고있는도레이는앞으로채굴이본격화될것으로예상되는세일가스용으로도탄소섬유출하가증가할것으로보고있음 업계 2 위미츠비스 Rayon 은 2012 년에전년대비 0.2% 포인트감소한 13.9% 의시장 점유율을기록했음 ㅇ미츠비스 Rayon 은풍력발전용도에상대적강점을보이고있는데, 주요수요처인 유럽의경기침체가지속되었기때문에시장점유율확대에어려움을겪었음 탄소섬유를생산하는자회사인도호 ( 東邦 )Tenax 를갖고있는데진 ( 帝人 ) 의 2012 년 시장점유율은전년대비 0.1% 포인트감소한 10.6% 를기록했음 ㅇ항공기용수요는순조롭게증가세를보였으나그이외분야에서출하량이예상보다 줄어들면서전년도실적에미치지못했음 5. 시장전망및시사점 앞으로의탄소섬유성장여부는자동차생산에탄소섬유가어디까지활용될수있 을까에달려있다고해도과언이아님 ㅇ가볍고강도가뛰어난탄소섬유를이용한 CFRP의자동차부품적용범위는점차확대되고있는상황임ㅇ현재 CFRP를자동차분야에적용하는것을목적으로 CFRP의새로운성형방법과양산기술개발이본격적으로진행되고있음 실제일본의주요자동차업체의자동차양산화를위한노력은경쟁적으로진행되고 있음 ㅇ일본자동차각사는자동차경량화를위해지금까지추진해왔던고장력 ( 高張力 ) 강판과알루미늄재료의사용범위를확대하는한편대량생산하는자동차에 CFRP 를적용하기위한기술개발을경쟁적으로하고있음 - 12 -
업체 경량화방침 경량화를위한실행내용 도요타 주요차종별로중량삭감목표를설정 고장력 ( 高張力 ) 강판, 알루미늄재료, 마 칼로라, 캠리등 3개차종에대해그네슘, 수지복합재등의사용확대 100kg/ 대의경량화를실현하여 2010년 (CDRP 포함 ) 대중반까지순차적으로각모델개량시 부품, Unit의설계변경수평적으로전개함 고장력 ( 高張力 ) 강판, 초고장력강판의 닛산 2015년이후시장에투입하는신형자동차의차량중량을동일차종구모델의 2005년시점과비교하여 15% 경량화 적용범위확대 철을알루미늄합금이나수지등의경량재료로대체 (CFRP포함) 복수부품의일체화와구조최적화 고장력 ( 高張力 ) 강판, 알루미늄재료, 마 혼다 2015년에전차종평균으로현행대비그네슘, 수지복합재등의사용확대 5~10% 의경량화 (CDRP 포함 ) 차량골격구조최적화 미츠비스 2010년이후에시장투입하는모델에대해이전모델과비교하여차량중량을 10% 삭감 수지윈도우실용화 알루미늄재, 고장력 ( 高張力 ) 강판, 수지의사용확대 (CFRP포함) 마츠다 2015년까지시장에투입하는신형자동 구조, 설계의최적화차의중량을현행모델보다 100kg삭감 접합요소기술개량 2016년이후는 2015년까지시장에투입 고장력 ( 高張力 ) 강판사용확대한모델의중량을 100kg 더삭감 자료 : 三菱化学テクノリサーチ (2013), 炭素繊維複合材料の加工技術に関する実態調査 에서인용 현재탄소섬유시장은과점상태라고할수있고항공기와같이엄격한품질관리가요구되는첨단분야는새롭게신규업체가진입하기어려울것으로보임ㅇ따라서제품가격이현재의수준에서급격히하락할가능성도극히낮다고할수있음ㅇ탄소섬유는앞으로새로운섬유의등장등과같은커다란시장변화가없는한, 안정적인수익을기대할수있는제품이라고할수있음ㅇ또한탄소섬유는화석연료대체, 클린에너지, 고성능제품등과같이시대의수요에맞는제품이기때문에앞으로한층더관련된사업이확대될가능성이높다고할수있음 탄소섬유소비확대를저해하는가장큰요인으로는높은가격을들수있음 ㅇ탄소섬유는 1970 년대부터스포츠용제품을중심으로실용화되기시작하여항공기, - 13 -
자동차관련등산업용도로확대되어왔음ㅇ이렇게탄소섬유의실용화가진행되면서생산량증가와기업의연구개발에의한생산성향상이이루어졌고가격은일반에보급될정도로하락하는추세임ㅇ그러나일본에서는여전히다른소재와비교하면 1kg당철은 100엔, 알루미늄은 500~600엔인데, 탄소섬유는 2,000엔정도로거래되고있음ㅇ따라서앞으로의수요확대를활용하여보다확실한생산성향상을추진할필요성이높아지고있음 이처럼탄소섬유가격이높은원인은제조비용이비싸기때문임ㅇ환경을고려한제품과소재로기대되고있는탄소섬유이지만, 제조하는데필요한에너지가다른소재에비해크다는단점도있음ㅇ탄소섬유 1킬로그램을생산하는데필요한에너지분량은알루미늄의 2배이상, 철의 10배이상으로매우높기때문에제조비용삭감에는아직충분한여지가있다고할수있음 용도 탄소섬유탄소섬유의 CO2 라이프사이클예상사용량 ( 천t) 삭감공헌효과 CO2삭감공헌도 비교대상 항공기 18 1,400 25,000 알루미늄제항공기 자동차 30 50 1,500 철제자동차 풍차 ( 풍력발전 ) 30 50,000 1,500,000 화력발전 주 : 탄소섬유예상사용량은 2007 년도실적의 5 배 ( 항공기 ), 15 배 ( 자동차, 풍차 ) 로가정함 일본국내탄소섬유사용량은전세계사용량의 5% 로가정 ( 항공기, 자동차, 풍차 ) 자료 : 九州大学先導物質化学研究所 (2012)' 軽量化と炭素繊維 ' 에서인용 탄소섬유세계 1위업체인도레이는생산에소요되는에너지절감을당면과제로설정하고있음ㅇ이미제조하는데걸리는시간을단축하고생산량을늘려킬로그램당생산에너지를절반으로줄이기위한기술개발에나서고있는상황임ㅇ 2015년경까지알루미늄과같은수준의에너지소비로탄소섬유를생산할수있는최신설비개발을목표로하고있음 또한탄소섬유는지금까지재활용을하지못하고대부분산업폐기물로매립처리되어 왔음 - 14 -
ㅇ그러나탄소섬유재활용기술이개발되어현재실증연구가진행되고있음ㅇ도레이와도호Tenax, 미츠비스레이욘등일본탄소섬유업체가참여하는탄소섬유협회는지난 2008년에이미사용된탄소섬유수지제품을잘게분쇄해서콘크리트보강에사용하는리사이클시스템의실증플랜트를가동했음 이플랜트는수지를열로녹여탄소섬유를추출하는방식을채택하고있는데, 월 60만톤의탄소섬유를포함한폐기물을재활용할수있는능력을가지고있음ㅇ탄소섬유협회는 2020년까지연간 2000톤규모의탄소섬유재활용을실용화한다는방침을세워놓고있음 스크랩도가치가인정되는철과같이탄소섬유도폐기물의재활용가치를평가받을수있는시장을성립시키는것이필요해보임ㅇ리사이클은기업의노력만이아니라정부와소비자등이함께참여해야비로소효율성을높일수있고성과도극대화되는특징을가지고있음ㅇ따라서리사이클기술을확립하는것이상으로탄소섬유를사용한폐기물의회수체계와폐기물의분리기준도마련되어야할것으로보임ㅇ리사이클을할수있는체제를확립하게되면앞으로의수요확대에대비한공급수단을확보할수있게될뿐아니라환경을배려한자원이용도가능해짐 압도적인경쟁우위를확보하고있는도레이등일본의탄소섬유업체는앞으로확대될것으로예상하는항공기및자동차분야의탄소섬유수요를대비하면서새로운비즈니스모델을확립하려고하고있음ㅇ특히 2014년초도레이의공장이있는에히메 ( 愛媛 ) 현에서는정부단체와대학이연계하여 탄소섬유관련산업창출네트워크 를출범시키는등지자체가탄소섬유산업육성에적극적으로나서고있음ㅇ또한탄소섬유와관련한기반기술은에히메 ( 愛媛 ) 대학에서개발하고관련기업은제품화및생산을담당하는산학연계프로그램도가동하고있음ㅇ한국에서도탄소섬유로제조된자동차부품을적용하는사례가나타나는등탄소섬유사용이앞으로증가할것으로예상됨ㅇ따라서한국의관련업계에서도제조비용절감과효율적생산시스템구축으로탄소섬유와관련된제품개발과시장진입을시도해야할것임 - 15 -
< 참고자료 > 1. 九州大学先導物質化学研究所 (2012)' 軽量化と炭素繊維 2. 三菱化学テクノリサーチ (2013), 炭素繊維複合材料の加工技術に関する実態調査 3. 日経産業新聞編, 日経シェア調査 2014 4. 코트라, 해외시장정보 2010년 7월 2일 5. 일본탄소섬유협회 (http://www.carbonfiber.gr.jp/) 홈페이지 6. 東レ株式会社, PAN 系炭素繊維の現状と将来 - 16 -