KISTI MARKET REPORT Vol.4 Issue 1

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(1)Vol. 4 Issue 1 January 2014. 신재생 에너지 박막형 태양전지 / 그린 수송 시스템 하이브리드자동차 / 신소재, 나노 융합 건설용 나노소재 / 탄소 저감 에너지 광물 탄산화에 의한 이산화탄소 저장 / 제조 기반 이차전지 전해질 첨가제.

(2) Contents Vol. 4 Issue 1 January 2014. 전 호 (Vol.3 Issue 12) 안내 콘텐츠/SW 모바일앱, 모바일 앱의 현재와 미래. 03. 신재생 에너지 / 박막형 태양전지. 07. 그린 수송 시스템 / 하이브리드자동차. 12. 신소재, 나노 융합 / 건설용 나노소재. 16. 탄소 저감 에너지 / 광물 탄산화에 의한 이산화탄소 저장. 20. 제조 기반 / 이차전지 전해질 첨가제. 박막형 태양전지의 기술유형별 시장전망과 상용화 기대. 하이브리드 자동차의 위기와 기회. 콘텐츠/SW 인터넷 신문 시장, 온라인 뉴스 비지니스의 성장과 한계. 원예 작물 과학 차세대 식물공장, 고기능·고부가가치의 식물공장 IT 융합 시스템 뇌파 센서, BCI 기술 발전으로 뇌파 센서 시장 확대 기대. 신소재 나노 융합 NFC 스마트폰용 페라이트시트, NFC의 급속한 보급과 더불어 수요 증대 기대. 건설 분야에서 나노융합 소재의 응용 및 시장 전망. 다음 호 (Vol.4 Issue 2) 안내 IT융합시스템 커넥티드 카 시스템, IoT/M2M 기술환경 하에서 커넥티드 카(connected car) 급격한 성장 기대. 의료기기 mHealth, 다양한 비즈니스 모델의 개발이 시장확대의 관건. 온실가스 배출 저감과 함께 생성물 탄산염을 산업자원으로 활용. 로봇응용 교육용 로봇, 시장진입 및 확대를 위한 전략 요망 제조기반 화장품, 국내 화장품 원료 기반기술에 대한 지원 요망. 의료기기 가정용 한방의료기기, 세계 시장 개발을 위한 원천요소 기술 확보 요망. 이차전지 전해질 첨가제, 이제 국산화할 때. 중소기업의 지속성장을 위한 2013년 중소기업 기술로드맵이 발간되었습니다. 자세한 사항은 23page를 참고해주세요.. 발행일 2014년 1월(통권35호) │ ISSN 2233-8756│ 발행인 박영서 │ 편집인 나도백 │ 기획의원 손종구, 서진이, 최윤정, 나도백, 김기일, 김지희 발행처 한국과학기술정보연구원 │ 분원 130-741 서울특별시 동대문구 회기로 66 정보분석연구소 산업정보분석센터 산업시장분석실 구독문의 02-3299-6019│팩스 02-3299-6041 │ E-mail mhmhlmh@kisti.re.kr │ 디자인·인쇄 승림디엔씨 02-2271-2581 본 원고는 KISTI의 사전 승인 없이 무단 사용할 수 없습니다..

(3) 신재생 에너지. 박막형 태양전지. 박막형 태양전지의 기술유형별 시장전망과 상용화 기대 기술사업화분석실 책임연구원 박창걸 Tel: 02-3299-6036 e-mail: cgpark@kisti.re.kr. 고수익 성장 잠재력이 기대되는 박막형 태양전지. 플렉서블 박막형 태양전지의 적용 사례 Building. IT / Consumer. Defense. Transportation. 태양광 기술은 청정·무제한 에너지원으로 유지보수가 용이 하고 장수명 기술인 반면, 자연조건(일사량)에 따라 전력 생산 량이 제한적이며 초기투자비와 발전단가가 다소 높다는 단점 이 있다. 이 기술분야에서 아직까지는 결정질 실리콘 기술이 주도적인 역할을 하고 있으나, 향후 박막형 태양전지 기술이 부상할 것으로 기대된다. 태양전지는 사용되는 재료에 따라 실 리콘계, 화합물, 염료감응, 유기 등으로 구분된다. 그 가운데 박 막형 태양전지로 부상할 소재는 화합물반도체로 CIGS(Copper Indium Gallium Selenide)와 CdTe(Cadmium Telluride)와 염료 감응소재인 DSSC(Dye-Sensitized Solar Cell)이다. 기존의 상용화된 대부분의 태양전지는 웨이퍼나 글라스와 같은 단단한 기판 위에 태양전지가 형성되어 있기 때문에 어느 정도 힘을 주어 구부리게 되면 형태가 변하거나 부서졌다. 하. 플렉서블 태양전지(Flexible Solar Cell)는 유연기판을 사용해 상황에 따른 형태의 변형이 가능할 뿐만 아니라, 가볍고 휴대성도 매우 뛰어나다는 장점을 갖고 있다.. 지만, 플렉서블 태양전지(Flexible Solar Cell)는 유연기판을 사용 하여 제작하는 것으로 마음대로 구부리거나 휠 수 있는 특성이. 2015년 시장규모 17.1%로 확대 전망. 있다. 따라서 상황에 따른 형태의 변형이 가능할 뿐만 아니라, 가볍고 휴대성도 매우 뛰어나다는 장점이 있다.. 향후 상당기간 결정질 실리콘 태양전지가 시장에서 주류를. 태양전지는 소재에 따라 유기/polymer계 소재, 유무기 복합계. 이룰것으로 예상되지만, 박막형 태양전지의 시장 점유율은 점진. 소재, 박막 Si, 박막 CIS계 등으로 나뉠 수 있다. 플렉서블 태양. 적으로 높아질 전망이다. 2010년의 박막형 태양전지 시장 점유. 전지의 전체적인 제조 기술은 박막형 태양전지의 제조 기술과. 율은 전년 대비 감소했지만 이후 증설과 신규업체 진입 등으로. 크게 다르지 않다. 그러나 기판이 달라짐에 따라 박막의 물성. 시장점유율은 증가세로 전환됐다. 이에 따라 박막형 태양전지. 및 공정 조건이 달라지기 때문에 이에 따른 별도의 기술 개발. 시장규모는 2010년 4,328.4MW 37.6억 달러(추정)에서 2015년. 이 필요하다. 태양광분야의 업체들은 치열한 태양광 시장에서. 14,151.6MW의 생산량과 123억 달러 규모로 전망된다. 이는 전체. 살아남기 위한 경쟁보다는 고수익 성장 잠재력이 큰 고효율 플. 태양전지 시장이 2010년 11.4%에서 2015년 17.1% 수준으로 확대. 렉서블 박막형 태양전지의 기술 개발이 요구된다.. 되는 전망에 따른 결과이다.. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 3.

(4) 신재생 에너지. 세계 태양전지중 박막형 태양전지 생산비중 증가추이. 박막형 태양전지 생산량 전망(2006~2015). 자료: 솔라앤에너지(2011, 2012). CIGS(Copper Indium Gallium Selenide) c-Si. CdTe(Cadmium Telluride). Thin Film. 16000.0 2010년 전 세계 CdTe 생산능력은 First Solar 1,502MW,. CIGS 태양전지 규모는 CIGS 태양전지 업체들의 연구개발과 100% 6.9% 9.3% 12.7% 16.0% 11.4% 13.1% 13.6% 14.3% 15.3% 17.1% 90% 상용화의 노력으로 2007년 123.2MW의 생산능력과 23.5MW의. 14000.0 Solar 68MW, Primestar Solar 33MW 등 총 1,667MW Abound. 실제 생산량에서 2010년에는 각각 934.5MW, 368.6MW를 나타 70%. 12000.0 규모였는데 2015년에는 First Solar 4,753MW, Abound 10794.0 Solar. 60% 특히 2010년은 업체들의 양산화 증대와 생산 수율 향 내었다.. 10000.0 Primestar Solar 483MW 등 총 6,661MW로 급성장이 873MW,. 50% 93.1% 87.3% 86.9% 86.4% 85.7%2015년에는 상으로 인해 90.7% 가파른 생산량 증가를 보였으며, 84.0% 88.6% 84.7% 82.9% 40%. 8000.0 매출규모 기준으로는 2010년에 1,455백만 달러에서 전망된다.. 총. 30% 5.64GW의 생산능력과 3.71GW의 실제 생산량에 이를 것으로 20%. Production (MW). Market share(%). 80%. 14151.6. 8161.1. 6018.0. 6000.0 2015년 4,260백만 달러로 증가할 것으로 전망된다. 4328.4. 4000.0. 전망된다. 10%. 세계 CdTe 태양전지 생산 추이1962.8. 0%. 2007생산 2008추이 2009 2010 2011 2012F 2013F 2014F2015F 세계 CIGS2006 태양전지 Year. 2007년. (단위: MW). 2010년. 2015년. 생산능력. 123.2. 934.5. 5,640. 생산량. 23.5. 368.6. 3,710. 2000.0. 0.0. 3097.5. 996.5 165.5 425.9. (단위: MW, 백만 달러). 2010년. 2015년. 1,455. 4,260. 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012F 2013F 2014F2015F Year 1,667 6,661. 생산능력 출하액. 자료: 솔라앤에너지(2011) 자료를 바탕으로 KISTI 재작성. 자료: 솔라앤에너지(2011) 자료를 바탕으로 KISTI 재작성. DSSC(Dye-Sensitized Solar Cell). 주요업체의 CIGS 상용모듈의 효율. DSSC는 국내외 기업에서 많은 기술개발이 진행되고 있으나, 회사명. 모듈효율(%). Miasole. 13.1. Q-cells. 12.7. 는 유연기판을 사용한 휴대용 전원공급기를 생산하고 있지만,. Solar Frontier. 12.6. 실제 매출 규모는 미미한 수준으로 보인다. 염료감응 태양전지. Avancis. 12.6. Global Solar Energy. 12.6. 기술동향 및 시장전망에 따르면 2015년도에 260MW의 시장을. Nanosolar (US). 12.0. New Energy Solutions. 11.4. 상대적으로 낮은 효율과 안정성 문제가 해결되고 본격적인. HelioVolt. 11.3. Solarion. 10.9. 규모의 경제가 도달하기 전까지 완제품보다는 개발용 원재료. Ascent Solar Technologies. 10.7. 자료: http://www.solarplaza.com. 4. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 완제품의 시장 판매는 아직 미미한 상황이다. 영국의 G24i에서. 형성할 것으로 전망되고 있다.. 위주로 연구 개발을 위한 기초 소재 시장이 먼저 활성화 되는 모습을 보일 것으로 예상된다..

(5) 박막형 태양전지. 세계 CdTe 박막형 태양전지 생산능력과 생산량 전망(2006~2015). 염료감응 태양전지(DSSC)의 연간 생산 전망. 자료: 솔라앤에너지(2011). 아를 생산하고 있다. 국내에서는 이앤비 코리아가 이산화티타 WK Solar Xunlight26. 6,000. 박막형 태양전지 분야 중 CIGS 태양전지 분야는 2011년부 Canrom Annual Capacity (MW). CTF Solar 증설과 5,000 Frontier, Solibro, Miasole 등 주요 업체들의 터 Solar AnTec Solar. Hyundai-Avancis의 시장 진입 등의 영향으로 높은 성장률을 4,000 Sichuan Apollo Solar S&T Energy거의 보였다. CdTe 태양전지는 2010년까지 First Solar가Sunovia 수요의 3,000. Arendi SRL 대부분을 생산할 정도로 독주하였으나, CdTe 태양전지의 사업 Solexant 2,000 Calyxo 성이 크게 부각되고, Cd의 유해성 문제가 어느 정도 해결되면서 Primestar Solar Solar 최근1,000 다른 업체들이 사업 진출을 발표하고 대규모의Abound 생산능력을 0 움직임을 보이고 있다. 갖추려는. First Solar. 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012F2013F2014F2015F. 300.0. 니아를 생산하고 있고, CSelsolar와 오영산업에서 염료를261.6 생산 하고250.0 있다. Annual Production (MW). 세계가 주목하고 있는 박막형 태양전지 7,000. 200.0. 박막형 태양전지 기술 유형별 특장점 비교 150.0. 124.3. 실리콘계, 화합물, 염료감응, 유기 등으로 구분되는 태양전지 100.0. 57.7 분야 중 현재까지는 결정질 실리콘계가 주종을 이루고 있으며. 50.0. 25.3. 향후 박막형 태양전지 기술의 부상을 기대할 수 있다. 그밖에 6.2 0.1. 1.0. 0.0 기타 3세대로 불리는 염료감응형, 유기, 하이브리드 분야는 개발 2008 2009 2010 2011F 2012F 2013F 2014F 2015F. 초기단계에 있다.. 박막형 태양전지 중 CIGS 셀 및 모듈은 실외에서도 전기광학적으로 안정성이 우수하며, 복사선에 대한 저항력도 뛰어나 우주선용 태양전지에도 적합한 것으로 주목받고 있다.. 0.5. Year. 박막형 태양전지는 기술적인 문제해결과 함께 CdTe, CIGS, DSSC의 순으로 상용화가 진행될 것으로 예상되며 각기 다른 고유의 특장점을 반영한 시장진출 전략이 필요하다.. DSSC 태양전지는 일본에서는 Sharp, Sony, Toyota, Fujikura 등과 국내에서는 삼성SDI, 동진세미켐, 이건창호, TG에너지,. 현재 부상하고 있는 박막형 태양전지 소재를 살펴보면 다음. 상보 등에서 꾸준히 연구개발을 하고 있으나, 아직 본격적인. 과 같다. CIGS는 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 chalcopyrite계 화합물 반도체로. 시장 진출은 이루어지지 않고 있다. 대표적인 해외 기업으로. 서 직접천이형 에너지 밴드갭을 가지고 있고, 광흡수계수가 약. 는 스위스의 Solaronics 와 호주의 Dysol이 DSSC용 소재 전. 1×10 cm 로 반도체 중에서 가장 높은 편에 속하여, 두께 1~2㎛. 반을 공급하고 있다. 각 소재별로 특화된 기업으로는 대만의. 의 박막으로도 고효율의 태양전지 제조가 가능하다. CIGS 셀. Everlight Chemical에서 염료를, 일본의 CCIC가 이산화티타니. 및 모듈은 실외에서도 전기광학적으로 장기 안정성이 매우 우수. 5. -1. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 5.

(6) 신재생 에너지. 하고, 복사선에 대한 저항력이 뛰어나서 우주선용 태양전지에. 향후 CdTe 기반 태양전지는 고효율을 얻기 위한 다중접합구조. 도 적합하다.. (tandem) 개발이 필요하다.. CdTe는 일부 국가에서 사용이 금지된 카드뮴 등의 독성화. DSSC의 개발은 고효율화, 고 내구성화, 저가화, 디자인성. 합물을 원료로 쓰고 있어 환경 이슈에 취약하다는 단점이 있다.. 의 개선 등을 목표로 진행되고 있다. 이를 위해서 전극, 염료,. 그러나 화합적 반응이 끝난 카드뮴은 외부에 노출되더라도 유. 전해질, 봉지재 등 각 소재 별로 개발이 활발하게 이루어지고. 해성이 그리 높지 않다는 것이 전문가들의 지배적인 의견이다.. 있다.. 주요 박막형 태양전지 타입별 특장점. 최대효율. 평균효율. $/W (2015년 예상). 제조 공정 복잡. 고가원소 사용. 20.3 @ 0.5015 (셀) 15.7 @ 9703 (모듈). 13. 0.75. 2015. 우주에서 사용가능. 경량화 가능. BIPV. 양산화 성공. 가격 경쟁력 확보. 독성 물질 사용. 원소 부존량 문제. 18.3 @ 1.005 (셀) 15.3 @ 6750.9 (모듈). 11. 0.80. 기상용화. Recycle 제도 필수. 제조비용 저렴. 반투명 제작 가능. 낮은 변환효율. 장기신뢰성 문제.. 11.9 @ 1.005 (셀) 9.9 @ 17.11 (모듈). 7. 0.60. 2018. 소비재 BIPV. 효율(%, cm2) 타입. 장점. 단점. CIGS. 박막형 태양전지 중 최고 효율.. CdTe. DSSC. 상용화 예상시점. 특이한 주요용도. 자료: 전문가 자문으로 KISTI 재작성. 자연에서 배우는 아이디어 세계. 스스로의 발열 기능으로 추위를 이겨내는 앉은부채 산간지역의 추운 습지에서 주로 자라는 천남성과의 다년생 야생초인 ‘앉은부채’는 꽃모양이 부처가 앉아있는 모습을 닮았다 하여 ‘앉은부처’라 불렸으나 훗날 ‘앉은부채’로 부르게 되었다. 앉은부채는 독성이 강해 호랑이처럼 무서운 배추 라는 의미로 ‘호랑이 배추’라 부르기도 하고, 꽃이 질 때 마치 고기가 썩는 듯한 고약한 냄새가 난다고 하여 미국에서는 ‘스컹크 양배추(Skunk Cabbage)라고도 한다. 앉은부채는 이른 봄, 꽃을 피울 때 스스로 발열을 통해 온도를 20℃로 유지하면서 주변의 눈을 녹이고 추위로부터 꽃을 지킨다. 이는 앉은부채에 동식물의 세포가 살아가기 위해 필요한 에너지를 공급하는 미토콘드리아(Mitochondria)가 존재 하기 때문인 것으로 밝혀졌다. 특히 앉은부채는 감자의 24배, 콜리플라워의 360배나 되는 많은 미토콘드리아가 포함되어 있고, 1g당 0.4W의 발열을 내는 것으로 알려져 있다. 이러한 앉은부채의 겨울철 추위로부터 몸을 지켜내는. 【 앉은부채와 적외선(상), 비발열 식물(하) 】. 메커니즘을 밝혀내게 되면 낮은 온도에 약한 작물의 내한성(耐寒性)을 높여줌으로써 추위에 강한 식물로 개량할 수 있을 뿐만 아니라 앉은부채의 발열, 열생산 기능을 공학적으로 응용함으로써 화석 연료가 필요 없는 생물학적 발열 시스템도 개발될 수 있을 것으로 기대된다.. 6. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 자료: photo.naver, J-net21.

(7) 그린 수송 시스템. 하이브리드 자동차. 하이브리드 자동차의 위기와 기회 산업시장분석실 책임연구원 전승표 Tel: 02-3299-6095 e-mail: spjun@kisti.re.kr. 두 가지 동력원을 사용하는 친환경 하이브리드 자동차. 에서 하이브리드 자동차가 차지하는 비중을 살펴보면, 판매량의 추이와 거의 같다. 이 점은 하이브리드 자동차 판매의 하락세가 자동차 전체 시장의 문제라기보다는 국산 하이브리드 자동차가. 하이브리드 전기자동차(HEV)는 엔진과 모터, 두 가지의 동력. 가지는 문제점임을 판단하게 해주는 것이다.. 원을 사용하는 자동차를 말하며(이하 하이브리드 자동차), 엔 진과 모터의 사용방법에 따라 다양한 방식으로 구분된다. 이런 하이브리드 자동차는 엄밀하게 말하면 청정에너지 자동차가 아니지만, 유해 배출가스와 연료소모를 최소로 하는 기술이고, 다른 대체에너지 기술에 비해 시장으로의 접목이 용이해서 각광 받아 왔다.. 2012년 12월 이후 국산 하이브리드 자동차는 눈에 띄게 판매량이 줄었는데, 이는 자동차 시장의 위축보다는 하이브리드 자동차의 경쟁력 부재로 인한 결과로 분석된다.. 그런데 최근 국내에서는 국산 하이브리드 자동차를 중심으 로 한 하이브리드 자동차의 위기론이 대두되고 있다. 실제로. 그래서 여기서는 국산 하이브리드 자동차 시장의 위축에 대한. 2012년 12월 이후 국산 하이브리드 자동차는 눈에 띄게 판매량. 원인을 살펴보고, 우리보다 하이브리드 자동차가 먼저 시장에. 이 줄어들었으며, 2012년의 판매량 성장세가 2013년에 들어서. 소개된 미국 시장과 비교함으로써 하이브리드 자동차 시장의. 좀처럼 회복되지 못하고 있다. 또한 내수용 국산 신차 판매량. 성장가능성을 살펴본다. 나아가 하이브리드 자동차 시장에 대한. 국산 하이브리드 자동차 월별 내수 판매 현황(2007~2013). 자료: 한국자동차산업협회(2013), KISTI 재작성. 차 월별판매량(단위, 대). Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT 4,000. 내수 판매량. 3.50%. 3,500. 총내 수비중. 3.00%. 3,000 2,500 2,000. 2.50% 2.00% 1.50%. 7.

(8) 그린 수송 시스템. 기회와 한계점에 대한 의견도 제시하고자 한다.. 한다. 또한 최근의 디젤엔진은 소음과 진동도 현격히 개선되어, 승용차로 이용해도 무리가 없을 정도이다. 우리나라는 여전히. 친환경차 인기는 높지만 하이브리드 자동차의 인기는 미미. 디젤자동차에 대한 부정적 인식이 강하지만, 유럽의 경우, 디젤 자동차 보급률이 이미 절반을 넘어선지 오래이며(2008년), 디젤 자동차가 차세대 친환경자동차로 각광받고 있다.. 최근의 국산 하이브리드 자동차 판매 부진에 대한 원인을. 2012년 국내 하이브리드 자동차 시장은 36,956대 규모였는. 파악하기 위해서는 먼저 같은 기술로 동일(친환경ㆍ고연비) 시. 데, 그중에서 국산 하이브리드 자동차는 82.8%를 차지하고 있. 장에서 경쟁하고 있는 외산(수입) 하이브리드 자동차와 경쟁. 었다. 이런 비중은 2013년에도 80.5%를 보여 크게 변화하진 않. 현황을 살펴볼 필요가 있고, 다른 기술로 동일 시장에서 경쟁. 았다. 따라서 국산 하이브리드 자동차의 수요가 수입 하이브리. 중인 클린 디젤 자동차와 경쟁 현황도 살펴봐야 한다. 클린 디젤. 드 자동차의 판매로 크게 이동하진 않았다고 판단할 수 있다.. 자동차(이하 디젤 승용차, SUV 차량 및 상용차 제외)는 배출가. 오히려 디젤 자동차의 약진이 두드러지는데, 고연비(친환경). 스를 현저히 줄이고 연비를 향상시킨 디젤자동차로서, 동급 가. 차량 전체의 추세는 견고한 성장세를 보이고 있다. 결국 내수. 솔린 차량대비 연비가 20~30%이상 우수함에 따라 대표적인. 자동차 시장에서 고연비(친환경) 차량의 인기는 전체 판매량에. 온실가스인 CO2가 10~15%이상 적게 배출되는 자동차를 말. 12%에 육박할 정도로 높아졌지만, 국산 하이브리드 자동차는. 하이브리드 및 디젤 승용차의 내수 시장 경쟁 현황(2007~2013). 자료: KAMA(한국자동차산업협회), KAIDA(한국수입차동차협회)(2013), KISTI 재작성. 8. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 4,500. (단위, 대). 4,000 3,500 3,000. 국산 HEV. 외산 HEV.

(9) 하이브리드자동차. 외산 하이브리드 자동차 보다는 디젤 승용차에게 시장을 내주고 있었던 것이다.. 하이브리드 시장의 진검승부 미국 시장의 현황 분석. 이런 부진의 원인은 무엇일까? 가장 먼저 원인으로 생각할 수 있는 것은 국내 시장에 판매되는 하이브리드 차종의 부족. 현재 하이브리드 자동차 시장의 진검승부는 미국 시장을 중. 이다. 2013년 9월 현재 판매되고 있는 국산 하이브리드 자동차. 심으로 진행되고 있다. 일본 내수 시장도 상당히 큰 규모로 성. 는 소나타, K5, 알페온, 아반떼 등이며, 외산의 경우는 토요타. 장했지만, 자국산 차량 위주의 경쟁이라는 측면에서 볼 때, 하. 만 적극적으로 판매에 나서고 있는 실정이다. 그런데 하이브. 이브리드 자동차의 경쟁력을 판단하기에는 미국 시장이 보다. 리드 자동차 시장이 보다 활성화된 미국에서는 2012년말 당시. 객관적이라고 할 수 있다. 사실 대체 연료 자동차 시장에서 국. 40종이 넘는 하이브리드 자동차 모델이 판매되고 있었다. 즉,. 내 시장은 LPG 자동차 시장이 세계적인 경쟁력을 가지고 있. 2012년 국내에서는 10개 남짓의 모델로 4만 대에 가까운 하이. 다. 미국 시장에서 하이브리드 자동차는 최근 3년 비교적 견고. 브리드 자동차가 판매되었지만, 미국에서는 40개 이상의 모델. 한 점유율 확대를 보이며, 2012년 한 해 시장규모가 487,085대. 로 48만 대 이상의 하이브리드 자동차가 판매되었다.. 에 이르렀다.. 미국은 규모의 경제와 범위의 경제가 달성된 반면, 국내 시. 특히 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, 플러그인 하이. 장은 규모나 종류에서 시장의 확대에 한계가 있는 것이다. 반면. 브리드 자동차)까지 판매점유율을 높이면서, 하이브리드 자동. 디젤 승용차는 국내에서도 다수의 차종이 계속 출시되고 있었기. 차는 신차 판매 비중의 4%를 차지하게 되었다. 여기서 PHEV. 때문에 오히려 범위의 경제라는 측면에서 하이브리드 자동차. 는 자동차에 연결된 전기코드를 일반 가정용 콘센트에 꽂아 배. 를 압도할 수밖에 없었던 것이다. 따라서 국산 하이브리드 자. 터리를 충전한 뒤 주행하는 하이브리드 자동차를 의미하는데,. 동차의 수출 확대를 통한 규모의 경제 달성과 출시 모델의 확. 아직 내연기관을 보조로 구비하고 있다는 측면에서 하이브리드. 대를 통한 범위의 경제 확보가 국내 시장 확대를 위하여 절실. 자동차로 구분된다.. 하다.. 미국 하이브리드 자동차 판매점유율에서 주목되는 또 한 가 지 경향은 2011년도 중반에 나타난 판매 감속 추세이다. 2011년. 국산 하이브리드 자동차의 판매부진은 디젤 승용차와의 경쟁에서 약세를 면치 못했기 때문으로, 고연비(친환경) 자동차에 대한 수요는 계속 증가 추세로 전망이 밝다.. 초 일본에서 대지진이 일어나면서 프리우스를 비롯한 주력 차 종의 생산이 여의치 않았고, 토요타 자동차 품질에 문제가 생 기면서 전반적으로 일본 자동차의 판매가 저조했다. 특히 프리 우스 등 기존 하이브리드 자동차 모델의 노후화로 미국에서 하 이브리드 자동차 판매는 위기를 맞았다. 2010년에는 미국에서 시판되는 하이브리드 자동차 모델이 30개에도 못 미쳤으며, 프. 두 번째 원인은 성능이나 가격이라는 제품 경쟁력의 문제로. 리우스의 점유율도 51.4%로 매우 높아서 특정 차종의 위기가. 볼 수 있다. 국내 자동차 운전 습관을 보면 급출발과 급제동이. 전체 시장에 크게 영향을 줄 수밖에 없었다. 그러나 2013년 현. 상대적으로 많은데, 이런 운전 환경에서는 하이브리드 자동차. 재는 모델이 45개를 넘었으며, 프리우스의 점유율도 45.9%로. 가 가지는 연비 효율성은 낮아진다(EBN 2013). 따라서 소비자. 낮아져서 범위의 경제가 어느 정도 달성되고 있는 것을 확인할. 입장에서는 실제적으로 경제성이 높지 않은 것이다. 여기에 경. 수 있다.. 쟁기술인 디젤 엔진 기술의 발전과 가격 하락은 하이브리드 자. 유럽과 달리 미국은 전통적으로 경제성 등의 이유로 디젤. 동차의 입지를 더욱 약화시킨 것이다. 결국 국내 운전자의 운. 엔진 자동차에 대한 선호가 높지 않았다. 최근 디젤 승용차에. 전 습관 개선과 정부의 지원이 시장 확대에 영향을 줄 수밖에. 대한 수요가 증가하기는 했지만, 하이브리드 자동차에는 미치지. 없다.. 못하며, 심지어 PHEV와 비슷한 수준의 점유율을 보이기도 했다.. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 9.

(10) 그린 수송 시스템. 하이브리드 및 디젤 승용 자동차의 미국 시장 경쟁 현황(2007~2013). 자료: Hybridcars.com(2013), KISTI 재작성. 국내시장에서 나타난 디젤 승용차의 강세가 전 세계적인 현. 되지 못하고 있다. 이런 측면에서 최근 출시된 그랜저 하이브. 상은 아니며, 하이브리드 자동차가 규모의 경제와 범위의 경제. 리드는 시장 확대에 긍정적이라고 할 수 있다.. 를 달성한다면, 충분히 디젤 승용차와 경쟁할 수 있다는 시사 점을 미국 시장은 우리에게 던지고 있다.. 국내 하이브리드 자동차 시장의 위기와 기회. 미국 신차 중 하이브리드 자동차 비중(단위, %). 4.00% 3.50%. 앞서 살펴본 바와 같이 국내 하이브리드 자동차는 분명히. 국산3.00% 하이브리드 자동차의 수출 확대를 통한 규모의 2.50% 경제 달성과 출시 모델의 확대를 통한 범위의 2.00% 1.50% 경제 확보가 절실한 시점이다.. 성장이 더뎌지고 있다. 자동차 시장 규모가 선진국에 비해 작 아 규모의 경제를 실현하기 쉽지 않고, 또한 시판 모델도 적어 서 범위의 경제도 실현되지 못하고 있다. 더군다나 디젤유의. 1.00%. 가격까지 가솔린유보다 낮아 디젤 승용차와의 경쟁도 어려워. 0.50%. 현재 국내 하이브리드 자동차 시장은 2011년대 미국 시장과 0.00%. 같이 주력. 지고 있는데, 국내 교통 상황과 운전자의 운전 습관은 하이브. 2010 노후화되기 2010 2010 시작했고, 2011 2011 대신 2011 구입 2011 2011 2011 2012 2012 2012 2012 더욱 2012 퇴색시키고 2012 2013 2013 2013 2013 2010 2010 2010K5)이 모델(소나타, 리드 자동차의 매력을 있다.2013 국내에서 하이브 03 05 07 09 11 01 03 05 07 09 11 01 03 05 07 09 11 01 03 05 07 09 01. 할만한 경쟁력이 있는 모델이 부족하기 때문에 시장이 활성화. HEV M/S. 리드 자동차는 소비자의 관심에서 점점 멀어지고 있는 것이다. PHEV M/S. 90,000 미국 연료별 자동차 월별 판매량(단위, 대). 80,000. 10. 70,000 60,000 Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0. 2010. 2010. 2010. 2010. 2011. 2011. 2011. 2011. 2012. 2012. 2012. 2012. 2013. 2013. 2013. 2013.

(11) 하이브리드자동차. 최근 국내 시장의 판매량과 이런 부정적인 경쟁상황을 고려,. 에서 KISTI 모형(Bass모델)은 시장 성장의 한계를 예측하고 있. 향후 국내 하이브리드 자동차 시장을 추정한 결과가 아래 그래. 다는 것이다. 공통적으로 2020년까지 어느 정도 성장은 이어. 프에 제시되었다.. 가겠지만, KISTI 모형은 그 후에는 시장에서 경쟁력을 상실할 것으로 예측하고 있다. 실제로 2013년 9말까지 9개월 동안의. 국내 하이브리드 자동차 시장은 현재의 경쟁력으로 큰 확대가 기대되기 힘들지만, PHEV나 디젤 하이브리드와 같은 신기술 제품이 시장을 다시 활성화 시켜줄 것으로 기대된다.. 판매현황은 KISTI 모형(Bass모델)에 가까운 판매 현황을 보이 고 있다. 물론 하이브리드 자동차의 성장 한계를 극복할 수 있는 기 회는 분명히 다가올 것이다. 먼저 미국 시장에서와 같이 PHEV 개발과 시판이 새로운 기회를 제공할 것이다. PHEV가 가지는 보다 높은 연비 효율성은 소비자에게 매력적일 수 있다. 그러나. 먼저 Frost & Sullivan(2012)이 북미 시장에서 하이브리드 자 동차(PHEV 포함)가 연평균(CAGR) 19.7% 성장할 것으로 제시. 국내 거주 형태가 아파트 중심인 것은 PHEV의 보급 확대에 또 다른 걸림돌이 될 수 있다.. 한 결과를 바탕으로 단순성장모형(연평균성장률)으로 추정된. 오히려 국내 하이브리드 자동차 시장에서 또 다른 전환점은. 결과를 점선으로 표시하였고, 현재의 부정적인 경쟁상황과 소. 디젤 하이브리드 자동차가 될 수 있다. 비록 외산(벤츠) 하이브. 비자의 관심 부족을 고려해 KISTI 모형으로 최대잠재시장규모. 리드 자동차를 중심으로 시판이 시도되고 있지만, 외산 승용차. 를 추정한 예측 결과를 Bass모델로 제시하였다.. 를 중심으로 디젤 엔진에 대한 인식이 많이 개선되었다는 측면. 두 예측 모형 모두 2021년에는 19만 대에 이르는 시장규모 를 예측하고 있지만, 두 예측의 가장 큰 차이는 장기적인 관점. 에서 볼 때 디젤 하이브리드 자동차는 또 다른 시장 확대 기회 가 될 수 있는 것이다.. 국내 하이브리드 자동차 시장 예측(2013~2021). 자료: KISTI 지능형 산업시장 정보분석 시스템(SMART2) 활용(2013), KISTI 작성. 250,000. 드 자동차 월별 판매량(단위, 대). Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT 200,000. 150,000. 11.

(12) 신소재, 나노융합. 건설용 나노소재. 건설 분야에서 나노융합 소재의 응용 및 시장 전망 산업시장분석실 책임연구원 유선희 Tel: 02-3299-6054 e-mail: sunny@kisti.re.kr. 꿈의 기술 나노소재의 미래 시장전망. 건설 분야에서 나노소재의 활용 범위. 나노 크기로 제조될 수 있는 재료는 매우 다양하고 전통적. 건설용 페인트와 유지 보수용 코팅제, 유리 및 바닥재들은. 재료와의 잠재적 상호작용과 자체 고유 특성의 폭이 넓어 거의. 나노소재를 건설 분야에 상업적으로 이용한 초기 사례 중 하. 모든 시장에서 응용이 가능하다. 이미, 나노소재는 건강 및 전자. 나이다. 유망한 다른 응용 분야로는 외장용 자재(siding), 조명. 분야 시장에서 주목할 만한 역할을 하고 있는데, 제약 및 웨이. (llighting) 및 자기 정화 고정 세간(self-cleaning fixtures; 욕조,. 퍼 연마 슬러리가 이에 해당된다. 또한 나노소재는 자동차, 건설. 변기, 세면대, 싱크대 등) 등을 들 수 있으며, 이러한 응용 분야. 재료, 에너지 저장 장치 및 다양한 소비재(의류, 개인 관리 제품. 에서는 작은 입자 크기가 매우 중요한 속성에 해당된다. 나노. 및 스포츠 장비 등) 등 다른 시장으로도 활발히 확대 중이다.. 입자들은 가시광선을 반사하지 않을 정도로 충분히 작아서,. 약 십여 년 후 나노소재의 상업적 위치는 매우 높아질 것으로. 투명 코팅, 자기 정화 유리제품 및 장식용 바닥재(decorative. 기대되며, 선진국뿐만 아니라 제조업이 활성화되고 있는 중국,. flooring) 보호 코팅제 등에 있어 이상적인 재료라 할 수 있다.. 브라질, 인도, 러시아 및 동부유럽의 EU 가입국들에서도 이러. 그리고 기술적으로 더 유망한 응용 제품으로는 적외선 저항 나. 한 추세는 가속화될 전망이다.. 노입자로 구성된 아크릴 섬유로 제조된 유리가 있고, 나노크기. 2021년까지 나노소재는 잠재적 응용 및 시장 범위 면에서. 세라믹 강화제를 함유한 특수 고분자 코팅 유리 등이 있다.. 거의 전 세계에 거쳐 건강 및 전자 시장분야에서 매우 중요한 영역으로 자리매김하게 될 것이다. 더욱이, 수많은 다른 틈새. 자기 정화 나노코팅. 시장도 부각될 것으로 예상되는데, 특히, 선진국과 제조 산업 을 보유한 나라에서 이러한 경향이 클 것으로 예상된다.. 태양. 형광등. 본고에서는 시장 성장률이 에너지 분야 다음으로 클 것으로 예상되는 건설 분야에서의 나노소재 응용 및 시장전망을 다루 고자 한다.. 10년 후 나노소재의 상업적 위치는 매우 높아질 것으로 기대되며, 세계 선진국뿐만 아니라 제조업이 활성화되고 있는 나라에서도 그러할 것으로 전망된다.. 12. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 자 외 선. 각종 독성 유기화합물 및 세균. 광촉매 코팅 가구, 벽지, 섬유, 유리, 페인트 등의 표면. 자료: http://www.mat119.co.kr/clean.html. 정화, 살균, 분해.

(13) 건설용 나노소재. 페인트 및 코팅. 주는 나노크기 이산화티탄(TiO2)을 함유하고 있으며, 상업적으로. 페인트 및 코팅에 있어 나노소재의 수요는 2016년에 크게. 가치 있는 틈새시장 제품으로 부각되며, 주로 하이엔드 거주용. 확대될 것으로 기대된다. 페인트와 관련 제품들은 나노소재가. 및 상업용 구조물에서 사용이 가능하다. 비록 가격이 문제이긴. 건설 분야에 응용된 최초의 상용 분야 중 하나이고, 향후 가장. 하지만, 이러한 성능의 장점으로 인해 폭넓은 응용 분야로의. 큰 시장이 될 것으로 기대되는 분야이기도 하다. 그러나 페인. 사용이 기대되고 있다. 특히, 고층 빌딩 및 마천루와 같은 고층. 트는 나노소재의 응용 시장으로서 매우 유망한 분야이지만 부. 건물은 특별히 매력적인 분야인데, 이는 유리창 청소와 관련된. 분적일 수도 있다. 왜냐하면 페인트는 수많은 형태의 건설 프. 위험과 비용 때문이다.. 로젝트에서 항균성, 자외선 보호 및 침식 저항성 등과 같은 다 양한 이유로 사용될 수 있기 때문이다. 특히 건설용 페인트는 건물 또는 다른 구조물의 외부에 적용되는 페인트 및 코팅을 의미하며, 제조 공장에서 적용하는 코팅은 포함되지 않는다.. 바닥재 바닥재에 대한 나노소재의 수요는 특히 2016년 이후에 성장 할 것으로 예측된다. 실리카, 알루미나 및 점토와 같은 나노소. 나노소재는 페인트의 성능을 획기적으로 개선하기 위해 사. 재는 마모 및 흠집 저항성, 냄새 제어 및 자기 정화 특성 등과. 용된다. 즉, 무기물 나노입자를 첨가함으로써 페인트층을 훨씬. 같은 장점 때문에 비닐 및 나무 바닥재 표면에 사용되고 있다.. 더 견고하게 하거나 표면이 높은 친수성을 갖게 되기도 하는데,. 비록 아직은 나노소재 수요 전체에 비해 상대적으로 적은 틈새. 이러한 친수성은 표면에 오염이 부착되지 못하게 하는 기능을. 시장이지만, 바닥재는 나노소재를 활용한 초기의 건설 분야 응. 한다. 또한 페인트의 광물 함량이 기존 보다 더 높기 때문에 색. 용기술 중 하나였다.. 상 유지력도 증가하며, 불에 타는 시간도 지연된다.. 알루미나가 첨가된 코팅제는 비닐 및 견고한 나무 바닥재. 산업용 유지보수 코팅은 나노소재의 더 중요한 응용 분야가. 등과 같은 다양한 바닥재에 사용된다. 또한 마모 저항성 개선. 될 것으로 예상되는데, 더욱 가혹한 환경일수록 나노소재의 성. 을 위해 카펫 섬유에 나노소재를 적용하려는 노력이 있어왔는. 능 장점은 부각된다. 즉, 고가 장비의 보호가 필요한 경우, 또는. 데, 아직 상용화단계에 접어들지는 못하고 있다. 이 외에도 나노. 코팅 실패로 더 많은 비용이 소요되는 경우 등에 나노소재가. 소재는 오랜 동안 열화를 방지하기 위해 바닥재와 카펫 UV 저. 해결책이 될 수 있다.. 항성을 부여하는데도 이용되어 왔다. 견고한 표면의 바닥재는 나노소재의 사용이라는 관점에서 최근 가장 주목받는 분야이. 건설 분야에서의 나노 분말의 융합 영역은 페인트 및 코팅, 유리 및 바닥재 등으로 구분할 수 있다.. 다. 나노크기 알루미나와 같은 나노소재는 흠집 및 마모 저항 성이 뛰어나 바닥재에 수많은 장점을 제공하며, 이산화티탄은 콘크리트용 코팅제로 사용되어 유리의 사례처럼 자기 정화용 표면을 제공한다. 더불어 나노크기 실리카는 콘크리트의 압축 강도 및 방수성을 개선하기 위해 사용될 수 있다.. 유리 나노소재의 수요는 건축 분야에 사용되는 유리에서도 지속. 기타 건설용 제품. 적으로 증가될 것으로 예측되는데, 주로 사무실 건물과 다른. 건설 분야에서 나노소재는 외장용 자재, 조명, 지붕 및 다양. 구조물에서 자기 정화 유리에 대한 시장 확대에 따른 것으로,. 한 첨가제 등 수많은 용도로 활용되며 시장을 형성할 것으로. 기존 유리의 재처리 또한 중요한 시장이 될 수 있다. 자기 정화. 기대된다. 특히 이러한 기타 건설용 제품의 사용은 2016년까지. 유리와 기존 유리의 재처리가 나노소재의 초기 주요 응용 분야. 상당한 성장을 이룰 것으로 기대된다.. 로 대표되지만, 서리방지(anti-fog), 빛과 온도제어 그리고 보안 등의 특성을 가진 유리도 앞으로 수요가 기대되고 있다. 자기 정화 유리는 오염과 다른 재료의 파괴 및 제거를 도와. 초기 나노 재료에 대한 외장용 자재 시장 대부분은 비닐 자 재가 차지하고 있고, 비닐 자재는 대체적으로 낮은 비용 때문 에 인기 있는 제품이지만, 앞으로 경쟁력을 갖추기 위해서는. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 13.

(14) 신소재, 나노융합. 더 비싸면서도 개선된 성능과 더 뛰어난 성능의 대체품이 지속. PVC 파이프 및 자기 정화 고정물들을 포함하여 수많은 제품들. 적으로 제공될 필요가 있다. 나노소재는 비닐 외장 자재에 대. 의 전망은 유망하다. 예를 들어, 자기 정화 화장실, 자기 정화. 해 UV 보호 및 흠집 저항성을 높여준다. 또한 섬유 시멘트 외. 유리에 사용되는 것과 유사한 코팅의 고정 세간(욕조, 변기, 싱. 장 자재도 나노소재를 함유하면 저항력을 갖는 장점이 있다.. 크대 등)들이 일부 시장에 출시되었는데, 이러한 자기 정화 고 정 세간은 결국에는 상업적으로 크게 부상할 것으로 기대된다.. 나노소재를 건설 분야에 응용한 유망 분야로는 외장용 자재(siding), 조명(lighting) 및 자기 정화 고정 세간(욕조, 변기, 세면대, 싱크대 등) 등이다.. 싱크대, 샤워기 및 화장실 용기 등의 표면이 나노입자 함유 코 팅이 되면, 얼룩과 흠집 저항성이 커지고, 오염이 획기적으로 개선되기 때문이다.. 앞으로가 더욱 기대되는 나노소재의 시장 전망 건설 응용분야에서 사용되는 조명 기구에 있어서 나노소재 에 대한 수요는 최소 10여 년간은 유지될 것으로 예측된다. 더. 건설 분야에서 사용되는 나노소재의 수요는 2016에 2억 달. 불어 오랜 기간 동안, 나노크기 재료(특히, 나노크기 형광체)는. 러로, 2011년 6천만 달러에 비해 3배 이상 증가할 것으로 예상. 에너지를 보전하고 비용을 절약하기 위해 다양한 조명 기술과. 되며, 그 증가율도 에너지 분야의 증가율(46.2%) 다음인 25.9%. 결합될 것으로 기대된다. 비록 나노크기 형광체가 조명 시장에. 로 타 분야에 비해 높을 것으로 추정된다.. 혁명을 일으킬 수 있다는 큰 희망이 있더라도, 표준 백열 및 형 광 전구가 교체되기 전에 많은 연구개발이 선행되어야 한다. 현재 기타 건설 응용분야에서 사용되고 있는 나노소재의 양 이 적기는 하지만, 특수 창문, 나노크기 점토에 의해 개선된. 건설 분야 시장은 전체 분야에 응용되는 나노소재 중 2001 년에는 2.9%, 2006년에는 3.7%, 2011년에는 3%를 차지하였으 며, 2016년에는 3.6%, 2021년에는 7%를 차지하면서 그 비중도 높아질 전망이다.. 세계 나노소재 및 건설용 나노소재 시장 수요 규모 (단위: 백만 달러). 구분. 2001년. 2006년. 2011년. 2016년. 2021년. CAGR(%). 전자. 92. 290. 710. 1,970. 4,400. 21.33. 건강치료. 190. 390. 670. 1,500. 3,700. 16.00. 에너지. 1. 17. 145. 500. 2,000. 46.24. 건설. 10. 33. 60. 200. 1,000. 25.89. 기타. 47. 160. 445. 1,330. 4,400. 25.48. 합계. 340. 890. 2,030. 5,500. 15,500. 21.04. 자료: The Freedonia Group, Inc.(2012). 건설용 나노 소재의 비중 변화. 14. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT.

(15) 건설용 나노소재. 지역별 건설용 나노소재 시장규모 (단위: 백만 달러). 구 분. 2001년. 2006년. 2011년. 2016년. 2021년. United States. 2. 11. 22. 60. 270. Other Americas. -. -. 1. 5. 30. Western Europe. 4. 11. 16. 40. 140. China. -. 2. 7. 42. 290. Japan. 3. 6. 10. 30. 145. Other Asia/Pacific. 1. 3. 2. 13. 85. Eastern Europe. -. -. 1. 6. 30. Africa/Mideast. -. -. 1. 4. 10. 자료: The Freedonia Group, Inc.(2012). Future Market Inc(2011)에 따르면 국내 시장은 전 세계 시장. 나노소재가 건설 분야 적용된 제품에 대한 세계적인 수요는 2011년에 6천만 달러에서 2021년 에는 2011년 대비 17배가 증가한 10억 달러로 타 분야에 비해 성장속도가 빠른 것으로 예상된다.. 의 6%를 차지한다고 추정되는데 세부적인 항목은 다음의 국 내 산업별 나노소재 시장규모 표와 같다. 추정에 따르면, 건설 분야의 성장률이 에너지 분야 다음으로 높으며, 2021년에는 그 시장 규모가 약 600억 원에 이를 것으로 전망된다.. 국내 산업별 나노소재 시장규모 (단위: 억 원). 구분. 2001년. 2006년. 2011년. 2016년. 2021년. 전자. 55. 174. 426. 1,182. 2,640. 건강치료. 114. 234. 402. 900. 2,220. 에너지. 1. 10. 87. 300. 1,200. 건설. 6. 20. 36. 120. 600. 기타. 28. 96. 267. 798. 2,640. 합계. 204. 534. 1,218. 3,300. 9,300. 자료: Future Market Inc(2011). Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 15.

(16) 탄소 저감 에너지. 광물 탄산화(mineral carbonation)에 의한 이산화탄소 저장. 온실가스 배출 저감과 함께 생성물 탄산염을 산업자원으로 활용 산업시장분석실 책임연구원 김경호 Tel: 02-3299-6010 e-mail: kimkho@kisti.re.kr. 온실가스의 합리적인 영구 해결책, 광물 탄산화 기술. (Fixation)할 만큼 지구상에 충분히 많이 존재한다. 자연에서의 광물 탄산화의 반응속도는 매우 느리게 진행되 므로, 현재 이 반응속도를 증가시키는데 많은 비용과 에너지가. 현재 지구기후변화를 야기하는 주된 온실가스인 이산화탄. 들고 있어 상업적 규모의 실증 플랜트로 나아가지 못하고 있. 소(CO2)의 대기 중 배출을 줄이는 방법에는 저에너지ㆍ고효. 다. 그러나 반응에서 생성되는 열을 포집하여 효과적으로 사용. 율 기술 전환, 저탄소 함유 대체원료 사용, 탄소포집 및 지층저. 한다면 탄산화 공정의 효율과 발전소의 성능(운전 효율)을 증가. 장 기술 확립, CO2의 산업적 활용 등 수많은 방법이 있다. 그. 시킬 수 있으며, 반응에서 생성되는 실리카(SiO2)와 탄산염은. 중 화력발전소 등에서 배출되는 대량의 CO2를 저장하는 방법. 산업적으로 유용한 자원이 될 수 있다. 이러한 부생물을 적절히. 으로서 가장 많이 거론되는 기술이 해양저장(해저 3000m 깊. 이용한다면 운전비용의 저감과 함께 경제적인 공정을 기대할. 이로 펌프 이송), 지층저장(Geosequestration, 다공성 암반에. 수 있다.. 주입), CO2의 광물 탄산화(Mineral Carbonation, Mineralization) 등이다. 여기서 심해에 주입된 이산화탄소는 대기 중으로 다시 누출될 가능성이 있으며, 지층저장은 저장 위치가 CO2 배출 원의 지구적 분포와 일치하지 않아서 유용하지 못하다는 단 점이 있다. 그러나 광물 탄산화 방법은 천연 실리케이트 광물 의 자연풍화(Natural Weathering) 현상을 모방한 지구모방기술. 광물 탄산화 방법은 천연 실리케이트 광물의 자연풍화 현상을 모방한 지구모방기술 (Geomimicry)로 이산화탄소(CO2)를 영구적으로 안전하게 무한 저장할 수 있는 기술이다.. (Geomimicry)로, CO2를 지질학적 시간 스케일(Geological Time Scale)로 안전하게 포집ㆍ저장하는 기술로서 영구적인 해결책. 안전하고 경제적인 광물 탄산화. 이라 할 수 있다. 이 기술은 칼슘(Ca) 또는 마그네슘(Mg)계 금속산화물 재료(실. 실리케이트 암석의 경우, 탄산화는 실리케이트를 채광, 전처. 리케이트 광물)와 CO2를 반응시켜 고체의 금속탄산염(CaCO3,. 리한 후 외부의 화학공장에서 수행될 수도 있고(ex-situ 처리),. MgCO3 등)과 고형 부산물(실리카 등)을 생성시키는 방법이다.. 현장에서 CO2를 실리케이트가 풍부한 지질층이나 알칼리 대수. 생성물인 탄산염은 자연에도 존재하는 안전한 고체물질이다.. 층에 직접 주입함으로써 행해질 수도 있다(in-situ 처리). 한편. 1톤의 CO2를 고정화하는데 약 1.6~3.7톤의 암석이 필요한 것. 금속산화물 함유 산업 폐기물(콘크리트, 시멘트 등)은 탄산화를. 으로 추정되는데, 마그네슘과 칼슘 실리케이트 광상Deposit). 위해 다른 장소로 이동할 필요가 없이 폐기물이 발생된 동일한. 은 모든 화석연료자원의 연소로부터 발생되는 CO2를 고정화. 플랜트 내에서 탄산화 처리가 가능하다.. 16. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT.

(17) 광물 탄산화에 의한 이산화탄소 저장. 실리케이트 암석/산업폐기물의 ex-situ 탄산화 개념도. 광물 탄산화의 가장 간단한 방법은 가스상 CO2와 금속산화 물을 함유한 입자상 재료를 적절한 온도와 압력에서 반응시키 는 것이다. 그러나 이러한 기체-고체 직접반응은 너무 느려서. Solid wastes. 실용적이지 못하며, 전반적으로 현재 가장 유망한 공정은 직접. Mine. Mineral. 액상 탄산화 공정이다. 이 공정은 용해와 탄산화 반응이 하나. Industry CO2 Pipeline. 의 단위 조작으로 결합되어 있으며, 반응 속도가 합리적인 동. Mine reclamation. CO2 Pipeline. Re-use in construction. 물(CaO, MgO 등)과 반응할 때 다음 반응식에 따라 해당 금속. (Ca, Mg) CO3 Mineral carbonation plant. 의 탄산염이 생성되고 열이 방출된다. 이 열방출 때문에 탄산 Storage. 염의 생성은 열역학적으로 저온이 선호된다.. Power plant. Generation. 시에 염소가 사용되지 않는다는 장점이 있다. CO2가 금속산화. Disposal. Storage process. Re-use/Disposal. CaO + CO2 → CaCO3 + 179kJ/mole. 자료: Marco Mazzoti, et al.(2006), "Chapter 7. Mineral carbonation and industrial uses of carbon dioxide". MgO + CO2 → MgCO3 + 118kJ/mole. 광물 탄산화는 크게 직접탄산화법과 간접탄산화법으로 분류. 광물 탄산화의 핵심 이슈는 탄산화를 가속화시키는 방법을. 된다. 직접탄산화법은 기상(건식)공정, 액상(습식)공정, 용융염. 찾는 것이며, 환경적 제약 속에서 에너지 및 물질의 손실을 최. 공정으로 나뉘며, 액상공정에는 1단계, 2단계, 3단계 공정이. 소화하기 위하여 반응열을 이용하는 것이다.. 있다. 간접탄산화법은 액상공정과 용융염공정으로 나뉘며, 액상 공정에는 염산, 초산 추출 공정이 있으며 2단계 또는 다단계 공정으로 수행된다. 용융염 공정은 직접법, 간접법 양 방법에. CO2 저장 방법으로서 광물 탄산화의 장점. 의해 수행될 수 있다.. 장 점. 내 용. 광물 탄산화 공정의 분류. 환경적 안전한 저장. •CO2를 영구히 안전하게 또 환경적으로 안전한 고체상의 Mg 및 Ca 탄산염으로 저장 가능(지층 및 해양 저장과 달리 시간 경과에 따른 누설 우려가 없음). 실리케이트 암석 풍부. •마 그 네 슘 실 리 케 이 트 암 석 자 원 은 지 구 상 상당히 많이 존재하며, 전 세계에 고루 분포 되어 있음.. 경제적 성공 가능성. •광 물 탄산화 공정이 성질상 발열반응이어서 경제적으로 성공할 가능성이 있음. •마 그네슘 실리케이트(MgSiO 3)와 CO 2의 반응 에서 생성된 탄산염(MgCO3)과 실리카(SiO2)는 열역학적으로 반응물보다 더 안전함.. 부생물의 산업적 활용성. •생 성된 탄산염을 농지, 삼림지대에 시비하면 산성비의 영향을 반감시키고 토양을 비옥하게 개선해 토양의 생산성 향상과 삼림의 성장에 기여 •탄산염 생성물과 부생물은 건설재료 등 여러 가지 산업적 용도로 사용될 수 있어 탄산화 공정의 경제성을 향상시킴.. Gas-solid (One step) Direct Carbonation. One step Aqueous. Simple Additive enhanced. Two Step. pH swing. Three Step. NaOH. Molten Salt (one, two, step) HCl extraction Aqueous (two-, multi-step) Acetic Acid. Indirect Carbonation Molten Salt. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 17.

(18) 탄소 저감 에너지. 광물 탄산화 중 현재 가장 유망한 공정은 직접 액상 탄산화 공정으로 반응 속도가 합리적인 동시에 염소가 사용되지 않는다는 장점이 있다.. 유럽 28%, 북미 21%, 기타 9% 순이다.. Calcium carbonate의 용도별 세계 시장 전망(2011~2016) (단위: 천톤/년). 자원적 효용 가치가 큰 광물 탄산화 생성물 광물 탄산화 공정은 경제성 문제로 인해 아직 상업화의 단계 에는 이르지 못하고 있다. 그러나 CO2 광물 탄산화 공정의 최 종 생성물인 탄산염(탄산칼슘, 탄산마그네슘)과 실리카는 자 원적 효용 가치가 크므로, 여러 산업에 적극 활용하면 광물 탄 산화 공정의 경제성을 향상시킬 수 있다. 현재 산업에서 사용 되고 있는 탄산칼슘(CaCO3)은 고품위인 경질(침강) 탄산칼슘 (Precipitated Calcium Carbonate, PCC)과 불순물 함량이 다소 높은 중질 탄산칼슘(Ground Calcium Carbonate, GCC)으로 나 뉜다. GCC와 PCC는 동일한 화학성분(CaCO3)를 갖고 있지만 제조 방법과 순도에 있어 차이가 있다. GCC는 보통 순수한 조. 자료: Roskill Information Services, “Ground & Precipitated Calcium Carbonate: Global Industry Markets & Outlook”, 1st edition(2012) 40,000 2011 2016 35,000. 30,000. 세계적으로 탄산칼슘 제조 기업들의 경쟁은 치열해지고 있. 25,000. 성을 갖는 백악(Chalk), 이회암(Marl), 조개껍데기(Shell) 등의 석. 으며, 20,000최근 새롭게 공장을 건설하거나 인수하는 일이 많아지. 회암이나 대리암을 보통 325mesh(40㎛) 이하의 크기로 분쇄. 고15,000 있다. 세계적 주요 기업은 2012년 생산량 순으로 Omya. 해서 얻어지며 제지, 플라스틱, 고무, 접착제, 방수제(Sealant),. 가 약 530만 톤으로 가장 많으며, 그 다음이 Imerys, Mineral. 유리, 동물사료, 건설재료 등에 충전제(Filler)로 사용된다. 한편. Technologies Inc(MTI), Hubber, Cameuse, Lhoist 순이다. 이 0. PCC는 원료로 석회석과 CO2를 사용하여 광물 탄산화 공정과 동일한 화학적 방법(탄산화 공정)에 의해 제조된다. PCC는 고순. 10,000 5,000. er. ics. nt. ts. er. rs. b ni he st 주로 aGCC를 b있으며, lan 중 Omya와PapImerys는 a생산하고 P Ot 소량의 Pla Ru Se / e siv 비해 Mineral Technologies PCC도 함께 생산하고 있다. 이에 he Ad. 도( > 99%) 탄산칼슘 분말이며 제약산업(정제 및 캡슐의 희석제,. Inc(MTI)는 PCC를 훨씬 많이(약 65.2%) 생산하고 있다. Hubber,. 제산제, Ca 공급원 등), 식품산업(식품 첨가물) 등에 사용된다.. Cameuse, Lhoist는 GCC만을 생산하고 있다.. 아래의 그래프는 2011~2016년 탄산칼슘의 용도별 시장 전 망을 나타낸 것으로 탄산칼슘(GCC 및 PCC)의 수요가 증가. 주요 Calcium carbonate 제조 기업(2012). 함에 따라 생산량도 계속 증가하고 있다. 시장을 용도별로 보 면 2011년의 경우 제지용이 37%로 제일 크며, 그 다음이 플라. (단위: 천톤/년). 스틱 25%, 도료 12%, 접착제/실런트 7%, 고무 7% 순이며, 기타 11%이다. 향후엔 플라스틱, 도료 시장이 급속하게 성장할 것으 로 예측되고 있다. 전체 탄산칼슘의 세계 시장규모는 2011년 에 약 8,100만 톤(GCC 84.2%, PCC 15.8%)이었으며, 2016년엔 약 9,800만 톤에 이를 전망이다. 이 기간 동안 연평균 성장률 (CAGR)은 약 3.9%로 예측된다. 톤당 가격은 GCC가 100~200 달러, PCC가 375~550달러 수준이다. 지역별 수요는 중국에서 의 수요 급증으로 아시아 지역이 42%로 가장 높으며, 그 다음이. 자료: Stratton P., "An overview of the North American calcium carbonate market"(2012). 6,000. 18. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000.

(19) 광물 탄산화에 의한 이산화탄소 저장. CO2 광물 탄산화 공정의 최종 생성물인 탄산염과 실리카는 제지, 플라스틱, 접착제, 페인트 등 여러 산업에서 유용하게 사용될 수 있어 탄산화 공정의 경제성을 높이는 효과가 있다.. 규모 채광과 관련한 환경문제가 포함되어 있다는 것이다(지형 변화, 석면 오염에 의한 분진공해, 잠재적 미량원소 유통). 광물 탄산화는 아직 성숙된 실용기술이 아니기 때문에 상용화를 위해 서는 채광, 원재료 수송, 에너지 소요, 광물의 전처리, 탄산화 반응속도 증가, 공정 조건의 최적화, 공정비용, 탄산염의 처분 및 재사용, 환경영향 등에 대한 평가가 철저히 이루어져야. 적극적인 상업적 개발이 필요한 광물 탄산화. 한다. IEA Greenhouse Gas R&D Programme은 현재 광물 탄 산화 공정의 비용을 60~100달러/톤(CO2)으로 추산하고 있으나,. 다른 CO2 저장법과 비교해 광물 탄산화의 근본적인 장점은. 실은 여기에 50~60달러/톤(CO2)의 포집 및 수송비용이 추가되. CO2의 영구 저장 특성과 이론적인 무한 저장 능력이다. 따라. 어야 한다. 광물 탄산화 공정의 경제성을 향상시키기 위해서는. 서 광물 탄산화에 의한 CO2 저장은 장기적 대안이 될 수 있다.. 탄산화 공정을 포집 공정과 통합하고, 공정 부산물의 상업적. 반면 광물 탄산화의 단점은 대부분의 지층저장보다 비싸고, 대. 활용을 적극 개발할 필요가 있다.. 자연에서 배우는 아이디어 세계. 자동 환기시스템으로 늘 쾌적한 흰개미의 집 아프리카 사막에 서식하는 흰개미는 크게는 9m 정도로 아파트 3~4층 높이의 거대한 집을 짓고 산다. 낮에는 40℃ 가까이 올라가고 밤에는 거의 영하로 내려가는 사막의 심한 일교차에도 불구하고 흰개미의 집안은 항상 30℃로 유지된 다. 이 비밀의 열쇠는 습도 조절 및 열 교환이 가능한 작은 구멍과 열대류에 따른 개미집 자체의 구조에 있다. 곰팡이나 버섯을 키우는 흰개미의 집안에는 버섯균의 분해열로 100W 정도의 열이 발생하고, 이 열이 열대류를 일으킨다. 한낮에 는 바닥 군데군데 나 있는 환기 구멍을 통하여 신선한 공기가 들어오고 탁해진 더운 공기는 위로 빠져나가며, 밤이 되면 찬 공기를 꼭대기 밖으로 내보내 내부온도를 조절한다. 즉 흰개미 집은 자연적인 신선한 공기 순환과 일정 온도를 유지 하는 뛰어난 공조 설비를 갖춘 것이다. 실제로 건축가 믹 피어스(Mick Pearce)는 흰개미 집의 자동 환기시스템을 응용하여 자국인 짐바브웨에 세계 최초의 자연 냉방건물인 이스트게이트 센터를 세웠다. 이 쇼핑센터는 40℃의 대낮에도 에어컨 없이 실내온도를 24℃ 정도로 일정 하게 유지, 에너지를 90% 절감한 대표적인 친환경 건물로 꼽고 있다. 흰개미 집처럼 건축적으로 통풍이나 지중 냉열, 야간. 【 흰개미집과 이스트게이트 센터 】. 방사 냉각을 이용하여 냉난방 부하를 저감하는 패시브 냉방(Passive Cooling)법은 현재 이러한 흰개미 집의 구조 기술에 착안하여 쾌적한 주거 환경 또는 창고를 개발하려는 움직임이 진행되고 있으며, 향후 에너지 소비를 줄여 전체적인 에너지 효율 최적화를 도모하는 새로운 방법이 개발될 것으로 기대된다.. 자료: Wikipedia, Geolacation. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 19.

(20) 제조 기반. 이차전지 전해질 첨가제. 이차전지 전해질 첨가제 이제 국산화할 때 기술사업화분석실 이종택 Tel: 02-3299-6023 e-mail: jtlee@kisti.re.kr. 휴대형 전자 기기 보급과 함께 주목받는 이차전지. 기능 첨가제 개발에 대한 다양한 연구가 활발해질 것으로 예 상된다. 실제로 유기 전해질의 중요 첨가제인 Succinonitrile. 이차전지의 시장 수요는 최근 급격하게 증가하고 있으며,. 과 Adiponitrile의 연간 사용량은 늘어나고 있으나 국내에. 특히 휴대 전화, 노트북, PC 등 휴대형 전자 기기가 급속히 보급. 서의 생산 제품은 소량으로, 대부분 수입에 의존하고 있어. 됨에 따라 이들을 구동하는 경량 및 고성능의 전지 수요가 계. Succinonitrile과 Adiponitrile의 합성 개발 기술은 수입대체 효과. 속 증대하고 있다. 또한 성능 우위를 비교함에 있어서 이차전. 가 크다. 때문에 이에 대한 개발 시 이차전지 산업의 가격경쟁. 지의 크기도 하나의 변수인데, 소형 용도 이외에 자동차용 이차. 력을 제고할 수 있으며, 새로운 첨단기술 산업 및 신규고용 창출. 전지로의 활용도 기대되고 있으며 그중 리튬이온전지는 이러한. 확대에 기여할 수 있으므로 기술적이나 산업적인 면에서 가치가. 시장의 요구를 충족하는 고성능 전지로서 주목받고 있다.. 큰 기술이다.. 재충전이 가능한 이차전지의 구성 요소는 크게 양극재, 음극 재, 분리막 그리고 전해질의 4대 핵심 소재로 구분된다. 이 중 전해질은 충전 시 양극에서 음극으로, 방전 시에는 음극에서 양극으로 금속 이온을 빠르게 이동시키는 이동 매체로서 작용 한다. 따라서 요구되는 특성은 금속 이온의 전도도와 전기 화 학적 안정성이다. 현재 생산 판매되고 있는 리튬이온전지는 음. 현재 시판 중인 리튬이온전지는 유기 전해액의 성능에 따라 고에너지 밀도와 장수명, 안전성의 특징에 영향을 미치기 때문에 유기 전해질의 첨가제 개발은 매우 중요하다.. 극에 탄소, 양극에 전이금속 산화물, 전해질에 유기 전해액을 사용하여 제조되며, 특히 유기 전해액의 성능에 따라 고에너지. 리튬이온전지의 원리. 밀도와 장수명, 안전성의 특징에 영향을 미치기 때문에 유기 전해질의 첨가제 개발은 매우 중요하다. 최근 하이브리드 자동차의 안전성 문제가 대두되면서 이차 전지의 수명을 비롯하여 고율 방전 및 안정성에 대한 전해액의 성능 개선을 요구하는 시장의 의견이 대두되고 있다. 유기 전해질의 중요 첨가제 중 하나인 Succinonitrile은 Cu 용출 방지, 저휘발성, 열적 안정성, 리튬염과의 공융 혼합이 우 수하며 Adiponitrile은 고에너지밀도, 낮은 가연성 및 인화성, 리튬염과의 공융 혼합이 우수한 첨가제다. 향후 전지 안정성 에 대한 기준이 엄격해질 것으로 예상되어 전해질 소재 및 고. 20. 자료: “2차 리튬 전지에 관한 동향 분석” 과학기술부(2005). Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. ᱥᬱ ∊ᱥ ᇡ⦹ ႊᱥ.

(21) ᧲ɚ. ᖙ⟝౩ᯕ░ ᱥ⧕ᧂ. ᮭɚ.

(22) 이차전지 전해질 첨가제. 국내외 전해액 첨가제의 고기능화, 저가격화 동향. 이러한 지지 기반에서 과감한 기술개발 투자를 통하여 2009년 이후 커다란 성과를 거두고 있다. BYD를 필두로 40여 개의 이차. 국내외 전해액 제조업체들은 전해질의 안정적인 확보와 저. 전지 전해질 소재 생산 업체가 활약하고 있는 중국은 자동화. 가격화, 고순도화를 적극 추진하고 있다. 전해액 제조기술은. 공정 및 장비 기술에 취약성을 보이고 있지만, 전해질 첨가제. 성숙단계에 와 있기 때문에 양산하는 것 외에 저가격화의 길은. 활용 기술 습득 능력이 우수하며, 음극 재료로 쓰이는 천연흑연. 없는 것으로 알려져 있고, 전해액의 저가격화를 위한 고성능의. 광산을 소유하고 있기 때문에 재료 기술 발전 능력이 우리나라. 저가 첨가제 확보가 중요한 과제가 되고 있다. 또한, 산업기기. 에 비해 우월하다.. 용이나 자동차용 중대형급 이상의 이차전지 수요가 증가 추세. 미국은 에너지성(DOE)의 PNGV(Partnership for a New. 에 있기 때문에 이차전지의 안정성 향상, 저가격화 요구가 커. Generation of Vehicles) 프로그램을 통해 1991년부터 제한 없. 지고 있고 이에 따라, 전해액 첨가제의 고기능화, 저가격화는. 이 전기자동차와 모바일 IT 기기용 이차전지 기술개발을 지. 점점 더 중요한 과제로 대두되고 있다.. 원하고 있고, DOC(U.S Department of Commerce)와 DOD(U.. 일본의 이차전지 전해질 산업은 주요 기술, 핵심 소재, 공정. S Department of Defense)에서도 각각 ARP/ATP(Advanced. 장비 등에서 세계 최고의 기술과 경쟁력을 가지고 있으며, 관련. Research Program/Advanced Technology Program) 프로그. 기술의 해외 이전을 억제해 외국의 기술 개발과 추격을 차단. 램과 USABC(U.S Advanced Battery Consortium) 프로그램을. 하고 있다. 또한 최근에는 해외 시장에 대한 적극적 공략, 가격. 통해 첨단 이차전지 전해질 기술개발을 지원하고 있다. 유럽은. 경쟁력 확보 등을 위해 외국에 생산 거점을 확충하고 있는 상황. JULIE 프로그램을 통해 1991년부터 2020년까지 17개국이 참가. 이다. 일본 정부는 New Sunshine Project를 통해 1992년부터. 하여 리튬 이온ㆍ리튬 이온 폴리머 전해질 개발, 전기자동차용. 2012년까지 140억 엔을 지원해 산ㆍ학ㆍ연 공동으로 고성능. 전해질 개발을 지원하고 있다.. 리튬이온전지 기술 개발에 박차를 가하였다. 미쓰비시화학은 음극 표면에 양질의 SEI(Solid Electrolyte Interphase)를 형성하여 전극 표면에서 리튬 이온은 통과시키 지만 전자는 통과시키지 않는 VC(Vinylidene Carbonate) 첨가 제의 특허를 보유하고 있는데, 관련 특허는 국내 테크노세미켐 에서 라이선스를 받아 연구 개발을 진행하고 있다. 인과 질소. 이차전지 전해질 첨가제 세계시장 규모는 2016년 약 7,500만 달러에 이르고, 국내시장은 2016년까지 연평균 6.2%의 성장률을 보이면서 310억 원에 달할 것으로 전망된다.. 를 기본 골격으로 갖는 Phosphazene 화합물은 전지 특성을 손상시키지 않으면서 난연 및 불연 효과를 가지는데, 니혼화. 우리나라는 일본에 비해 이차전지 산업에 뒤늦게 뛰어 들. 학공업은 히시콜린이라는 난연제를 시장에 출시하고 있다. 전. 었지만 LG화학, 삼성SDI 등 대기업 중심의 기술개발을 통해. 해액에 첨가하면 전해액이 새어나오더라도 히시콜린이 주위. 생산 기술과 전해질 소재 기술에 있어서 어느 정도 성숙 단. 의 산소를 감싸 발화되지 않도록 하는 역할을 한다. 이 외에도. 계에 접어들었으며, 새로운 전해질 첨가제 기술 개발을 위한. FEC(Fluoro Ethylene Carbonate)와 PRS(Propensulton)는 합하여. 고용량화, 고안전성화, 고출력화를 위한 연구가 진행되고 있. VC의 특성을 나타내는데 미쓰이화학이 관련 특허를 보유하고. 다. 특히 Adiponitrile과 Succinonitrile은 VC, FEC, DEC(DiEthyl. 있다. FEC의 첨가는 사이클 특성 향상, 내산화성 향상, 전극 및. Carbonate) 등에 비해 에너지 밀도와 장수명, 저휘발성, 안전. 전해액 계면에 있어 리튬 이온의 계면 이동 속도의 향상이 나타. 성이 우수하고, 특히 이차전지의 용량 증대에도 용이하게 대응. 나는 것으로 알려져 있다.. 할 수 있다는 이점이 있다. 파낙스 이텍(국내)이 관련 제품을. 중국은 자국 내 산업 보호라는 명목으로 이차전지 산업을. 2009년 개발하여 삼성SDI에 납품하고 있고, 일본의 미쓰비시. 적극적으로 지원 및 육성하고 있으며 특히 국영기업에서 출발. 화학이 LG화학에, 일본의 센트럴 초자가 삼성SDI, LG화학, 삼성. 한 이차전지 업체의 경우, 정부의 전폭적인 지원을 받고 있다.. 코닝, 제일모직에 공급하고 있으며, 국내시장 점유율(2011년)은. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 21.

(23) 제조 기반. 전해질 첨가제 제품화 및 연구개발 동향. 제조사. 제품 및 기술 개발 현황 - 2009년 2차 전해질 첨가제인 Succinonitrile, Adiponitrile 개발. 파낙스 이텍(한). - 전해질 첨가제(Acrylonitirile)는 국내 시장에서 30% 시장 점유율을 확보 - 미쓰비시화학으로부터 라이선스받아 VC(Vinylidenecarbonate) 연구개발. 솔브레인(한). - Succinonitrile, Adiponitrile 중합, 농축 및 정제 제조 공정 개선을 통한 제품 개선 및 scale-up 기술 개발. 천보(한) LG화학, 후성(한). - 전해질 첨가제(Vinylidenecarbonate, Phosphazene)로 국내 1,000만셀(2,000만셀로 확대 예정), 해외 3,000만셀 등 총 4,000만셀의 생산능력을 확보. 미쓰비시화학(일). - 2015년까지 1,000톤/년 전해질 첨가제(Adiponitrile) 생산 목표. Stella, Kantodenka(일). - 첨가제(Vinylidenecarbonate)를 한국에 수출입, 일본 국내 판매. 센트럴초자(일). - 첨가제(Adiponitrile, Acrylonitrile) 국내 기업에 수출. 다이킨공업(일). - 불소계 난연제 개발 - 히시콜린 난연제 개발, 출시. 파낙스 이텍 25%, 미쓰비시화학 32%, 센트럴초자가 27%를 점. 가정하고, 이를 비용으로 환산하면 2012년 세계시장 55.8백만. 하고 있다.. 달러, 국내시장 248억 원, 2016년 세계 시장 75.1백만 달러, 국내. 한편, 이차전지에서 전해액이 차지하는 시장 비중은 약 9%. 시장 315억 원이다.. 정도이고, 전해액 시장 중 약 4%가 전해액 첨가제의 비중으로 알려져 있다. 상기 내용과 이차전지 및 관련 소재 시장을 바탕. 국내 이차전지 전해질 산업의 현재와 미래. 으로 국내외 전해질 첨가제 시장을 추정해 보면, 해당 시장은 6~8%의 연평균성장률을 가지고 성장할 것으로 예측되며, 해외. 이차전지는 1991년 일본이 이차전지 세계 시장의 95%를 점유. 에서는 2012년 약 1,180톤이 생산되고 2016년에는 1,580톤으로. 하며 독주했지만 최근 한국과 중국이 약진하여 일본과 그 수준. 생산 증가가 이루어질 것으로 보인다. 또한, 국내에서는 2012년. 차이를 극복하고 있으며, 선진국들은 화석연료 대체를 목적으로. 약 500톤에서 2016년 약 630톤으로 생산량이 증가할 것으로. HEV, 에너지 저장 등에 사용할 리튬 이차전지 개발에 집중 투자. 예상된다. 한편, 전해질 첨가제의 평균 단가를 1kg당 5만 원으로. 하고 있다.. 이차전지 전해질 첨가제 시장규모 전망. 시장 규모. CAGR(%). 2012년. 2013년. 2014년. 2015년. 2016년. 세계(백만 달러). 55.8. 60.1. 64.8. 69.8. 75.1. 7.7. 국내(억 원). 248. 254. 274. 294. 315. 6.2. 자료: 2013년 중소기업 기술로드맵, 중소기업청, KISTI 재작성 ※ 산출근거: 2013 중소기업 기술로드맵의 이차전지 소재 중 전해질 국내외 시장규모와 전해질 첨가제가 전체 전해질 중 4% 규모임을 감안하여 시장 규모 추정. 환율 1달러=1,056원. 22. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT.

(24) 이차전지 전해질 첨가제. 아직까지 일본 업체들이 높은 기술수준을 자랑하고 있지만, 최근 LG화학과 삼성SDI가 대대적으로 라인을 증설하고 해외. 산 의존도를 낮추지 않으면 국내외적으로 수요가 지속적으로 증가하는 현 트렌드에 적절히 대응하기가 어려울 것이다.. 유수의 기업들과 손을 잡으면서, 소형 시장뿐만 아니라 중대형 전지 시장까지 일본을 추월하고 있다.. 전해질의 변화 트렌드가 저가격화를 지향하고 있으며 앞서 밝혔듯이 안전성 향상을 위한 난연성 첨가제 채용도 하나의 트 렌드가 되고 있다. 액체 전해질의 대체재로써 수년 전부터 고체. 이차전지 전해질 및 관련 첨가제는 점차 수요가 증가하고 있어 만약 해외 의존도를 낮추지 않으면 현 트렌드에 적절히 대응하기가 어려울 것으로 예측된다.. 전해질, 이온 액체가 주목되고 있으나, 실용화까지는 아직 수 년 이상의 추가 기술 개발이 필요할 것으로 예상된다. 이차전지는 부품ㆍ소재의 원천기술과 제조공정이 융합된 전기 에너지 저장매체로 휴대폰, 노트북 PC 등 모바일 IT와 로봇, 하 이브리드 전기차(HEV) 및 신재생에너지 저장 등 다양한 산업 군으로 사용이 확산되고 있다. 리튬이온전지의 수요는 다양한. 리튬이온전지는 화학, 물리, 전기화학, 전기, 전자, 정밀기계,. 휴대용 전자기기의 보급이 확대됨에 따라 소형 전지 위주로 급. 고분자, 금속재료 등 다양한 학문과 기술이 복합적으로 융합,. 속한 성장세를 이어 왔다. 특히, 소형 리튬이온전지의 수요는. 고부가가치의 선진국형 산업이기 때문에, 고도 기술개발과 관. 고성능, 대용량, 박형ㆍ소형화, 저가격화의 실현으로 시장이 계속. 련 산업 발전이 이룩되면, 전체적으로 국가 경쟁력을 향상시키. 확장되었으며, 향후 전기자동차, 로봇, 전동공구, 우주항공, 방. 는 기회를 제공하게 된다. 이에 정부는 모바일 IT, 수송ㆍ기계,. 위산업 등에 대용량 리튬이온전지의 보급이 확산되면서 지속. 에너지저장 등 이차전지의 주요 분야 과제를 발굴해 핵심 기술. 적인 시장창출과 투자확대가 이루어질 것으로 예상된다. 전해. 및 상용화를 위한 R&D 역량에 집중하고 있다. 특히 이차전지. 질 첨가제의 기술개발은 자체 산업뿐만 아니라 이차전지 산업의. 관련 산업 중 소재의 원천 기술은 일본을 중심으로 선진국에. 성장 및 발전과 궤를 같이 하기 때문에 이 기술에 대한 투자 확. 편중되어 있어 관련소재의 국산화는 매우 중요하다. 전해질 및. 대는 결국 수입 대체 및 수출 증대와 같은 직접적인 경제적 효. 관련 첨가제는 이차전지 소재 중 양극재 다음으로 큰 비중을. 과는 물론 고용 창출 및 연관 산업 발전과 같은 간접적인 경제. 차지하고 있어 제품 및 공정 개선을 통한 원천 기술 확보로 외. 산업적 파급 효과를 수반할 것이다.. 2013년 중소기업 기술로드맵 발간 혁신형 중소기업 육성을 위해 국가 차원에서 전략적으로 지원해야 하는 분야, 제품 및 기술을 선정하고 이에 대한 중소기업형 단기 기술개발로드맵을 기획ㆍ수립하고 있습니다. 이를 바탕으로 중소기업 기술개발 정책 방향을 제시하고, 중소기업의 지속 성장을 위한 기술개발 지원이 이루어지고 있습니다. 2013년에는 녹색제조분야와 첨단융합분야로 구분하여 에너지변환저장, 친환경생산, 제조기반, ICT융합, DTV, 안전보안 등 20개 전략분야에 대해 181개 전략제품과 1,404개의 핵심기술을 선정하였고, 각 전략제품별 중소기업형 기술개발 로드맵을 기획 하였습니다. 중소기업청은 중소기업 기술로드맵을 기반으로 다양한 기술개발 지원사업을 추진하고 있습니다. - 혁신기업 기술개발사업, 융복합 기술개발사업, 글로벌 전략 기술개발사업, 시장창출형 창조기술개발사업. 중소기업 기술로드맵은 중소기업청 종합관리시스템 (www.smtech.go.kr)에서 2월부터 무료로 다운받을 수 있습니다.. Vol. 4 Issue1 KISTI MARKET REPORT. 23.

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