자동차 탄소 섬유 강화 열가소성 플라스틱의 세계 수요 예측 :: 전체

자동차 탄소 섬유 강화 열가소성 플라스틱의 세계 수요 예측 자동차 탄소 섬유 강화 열가소성 플라스틱의 세계 수요 예측 이예지 기자 2014-10-10 18:26:06

1 시장 현황
CFRP는 1970 년대부터 스포츠 (낚싯대, 테니스 라켓, 골프 샤프트) 및 항공 용도로의 채용이 시작되어왔다. 자동차 전용으로의 채용은 1979 년에 Ford가 발표한 LTD 세단 (1979 년 당시 기존 모델보다 544kg 가벼운)이 세계 최초로 되어 있다. 이후 GM과 BMW, 도요타 자동차, 닛산 자동차가 채용을 했지만 주로 비용과 가공상의 문제로 CFRP의 본격 적용에는 이르지 않았다. 2000년대가 되어 CFRP는 레이싱 카 및 슈퍼카 등 최고급 차량을 중심으로 외장 부품 및 내장 부품, 기타 프로펠러 샤프트 및 새시 등으로 채용되었다. 이 자동차는 연간 수십 개 ~ 1,000 개 / 1 차종의 생산이며, 생산 비용 생산성의 문제에서 수요로는 제한적이었다. 2013 년에 BMW가 CFRP 차체 구조 부에 채용한 EV (Electric Vehicle)인 i3를 제품화한 것으로, 차체 중량의 경감에 까다로운 EV를 중심으로 CFRP의 본격 적용을 위한 노력이 활발해지고 있다. i3는 근거리 도시 간 이동을 목적으로 한 소형 EV이며, 항속 거리 확보를 위해 배터리 탑재량을 늘리면 배터리 무게는 항속 거리가 제한된다는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 경량화 효과에 뛰어난 CFRP가 적용되었다.

2 현재 시장의 과제
① 성형품 가격
CFRP 보급에 있어서 가장 큰 과제는 CFRP 성형품의 높은 가격이다. 보통 강판과 하이 재료 가격은 80엔 / kg 정도 성형품에서도 100엔 / kg 이하이다. 울트라 하이 재료 가격은 130엔 / kg, 완제품 가격은 160엔 / kg 정도, 알루미늄 합금 판 재료 가격이 600엔 / kg, 성형품은 800 엔 / kg 정도, 마그네슘 합금 판 재료 가격이 3,000 원 / kg, 성형품은 6,000 엔 / kg 정도이다. PAN계 탄소 섬유 재료 가격이 표준 탄성 제품의 값싼 물건에 3,000 엔 / kg이며, CFRP 성형품 가격은 5,000 엔 / kg ~ 1 만 수천 엔 / kg이다. 하이 비해 재료 가격은 약 38배 완제품 가격에서 50 ~ 100 수십 배의 가격이다. CFRP 성형품은 미래에 알루미늄 합금

CFRP를 "특수 자동차"의 적용에서 "양산차" 적용 ? 확대를 생각하면 사고시의 대응을 고려한 설계와 정비 체제, 보험 등을 자동차뿐만 아니라 자동차 정비 업계 및 금융 기관 등을 포함하여 자동차 업계가 대처해 나갈 필요가 있다.
④ 재활용
BMW i3의 판매를 기점으로 자동차의 수명을 10년으로 가정하면, 2023 년 이후 CFRP가 사용된 폐차가 발생한다. CFRP의 채용이 자동차 전용으로 안정적으로 성장하는데 있어서, CFRP 폐기 부품의 재활용 시스템 구축 및 처리법의 설립은 피할 수 없는 과제이다.

3 보급 예측
2013 ~ 2016 년경까지는 BMW의 채용과 다른 기업에서 일부 채용(골격의 일부 또는 외판 ? 내 판의 일부 등)에 따라 CFRP 수요량은 증가할 것으로 예측된다. 특히 사고 등으로 손상된 경우도 비교적 교체가 안이한 보닛이나 루프 등의 부품의 채용 가능성이 높다. 1대의 적용도 생산 규모가 큰 차종에 적용되면, 그냥 수요량은 급증한다. 2017 년 ~ 2019 년까지 성형 시간이 단축하여 외판 ? 내 판에서도 생산 대수가 적은 차종의 채용에서 생산 대수가 많은 차종으로 CFRP 채용이 확대될 전망이다. 이는 원료인 탄소 섬유 수요량도 증가할 것으로 전망된다. 2019 년경에는 CFRTP 성형품이 등장할 것으로 예상된다. 우선 큰 부하가 걸리지 않는 안에 널 등의 채용에서 시작하고 그 실적에 따라 외판 등의 채용으로 확대해 나갈 것으로 짐작한다. 2020 년 ~ 2025 년경에는 성형 시간의 단축, 자재 가격의 절감, 수율 향상에 따라 차체 구조부에 CFRP를 채용한 자동차가 여러 종 등장한다고 생각한다. 또한 1차종에서 부분의 외판 ? 내 판의 채용에 머물고 있던 CFRP가 복수 개소에 사용되어 갈 전망이다. 그 외에도 2020년 이후 저면 품에서 CFRP 중공 품 채용의 가능성도 점점 자동차에서 CFRP 수요량은 증가할 것으로 전망된다.

4. 시장 규모 예측
자동차 CFRP 세계 시장을 원료 (탄소 섬유, 수지) 및 완제품 구성된 하나의 산업으로서 파악해 메이커 출하 금액베이스 시장 규모를 예측한다. 또한 CFRP의 성형 방법은 현재 가장 비용 효율적인 HP-RTM (High-pressure resin transfer molding 고압 수지 트랜스퍼 성형법)에서 모든 성형한다는 전제이다. 2013 년 시장 규모 (메이커 출하 금액 기준, 이하 동일)는 CFRP 성형품이 113 억엔, 차 원료 인 탄소 섬유가 46 억엔, 수지 재료가 12 억엔으로, 자동차 CFRP 산업 규모로는 171 억 엔을 기록하였다. 2020 년에는 CFRP 성형품이 1,020 억엔, 탄소 섬유가 418 억엔, 수지 재료가 120 억 엔의 합계 1,558 억 엔으로 예측한다. 2025 년에는 CFRP 성형품이 1,949 억엔, 탄소 섬유가 626 억엔, 수지 재료가 270 억 엔의 분석에서 산업 규모로는 2,845 억 엔까지 확대될 것으로 예측된다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』