탄소섬유 산업
백성시 탄소섬유 드론 부품 생산 프로젝트
1. 프로젝트 소개
1.1 프로젝트 배경
1.1.1 제품 소개
탄소섬유 드론 부품은 케이스, 날개, 로터, 꼬리 지지대 등을 포함하여 탄소섬유 복합재료로 만들어진 드론의 다양한 부품을 말한다.
탄소섬유 드론 부품은 동체, 날개, 로터, 꼬리날개 막대 및 기타 부품에 널리 사용된다. 이 프로젝트 건설현장은 길림성 백성시 녹색전력산업시범단지에 위치하고 있으며 탄소섬유 드론 부품을 생산할 예정이다.
1.1.2시장 전경
（1）국내 탄소섬유 시장 분석
탄소섬유는 경량 시장에서 폭넓은 개발 전망을 지닌 국가적 전략적 신흥 산업이며 국가 방위, 보안, 항공우주 및 기타 분야에서 대체할 수 없는 이점을 가지고 있다. 중국상업산업연구소가 발표한 <<2024-2029 중국 탄소섬유 산업 시장조사 및 투자전망 연구 보고서>>에 따르면 2022년 중국 탄소섬유 시장규모는 128.1억 위안으로 전년 대비 20.69% 증가할 것으로 예상된다. 2023년 시장규모는 약 153.7억 위안이 될 것이다. 중국상업산업연구소의 분석가들은 2024년 탄소섬유 시장 규모가 171.4억 위안이다.
탄소섬유는 21세기의 "신소재의 왕"이다. 최근 몇년 동안 우리나라 탄소섬유 산업의 생산능력은 급속히 확대되었다.
2024년말까지 국내 탄소섬유 연간 생산능력은 135,500톤에 도달할 예정이며 추가 생산능력은 15,300톤, 생산능력 성장률은 12.73%가 될 전망이다. 2025년 중국의 탄소섬유 생산능력은 15.08톤에 도달할 것으로 예상된다.
2025년 3월 10일 기준으로 우리나라의 탄소섬유 관련 기업은 4.3만개이며 그 중 과학연구 및 기술서비스업 기업이 가장 많아 36.1%를 차지한다. 등록자본 범위 분포를 보면 우리나라 탄소섬유 관련 기업의 등록자본은 비교적 균일하며 등록자본은 100만 위안, 100만 위안(포함) ~200만 위안, 1,000만 위안(포함)~5,000만 위안으로 각각 29.1%, 21.4%, 17.5%를 차지한다.
현재 중국의 주요 탄소섬유 생산업체로는 중복신영(中復神鷹), 길림 탄소밸리(吉林碳谷), 길림 보경(吉林寶旌), 강서 흥신(江蘇恆神), 광위복합소재(光威複材) 등이 있다. 그 중 길림 탄소밸리(吉林碳谷)는 원사 생산에 집중하고 길림 보경(吉林寶旌)과 란주 블루스타(蘭州藍星)는 대형 견인 탄소섬유 생산에 집중하고 강서 흥신(江蘇恆神)과 란주 블루스타(蘭州藍星)는 원사 생산과 탄소섬유 생산 역량을 모두 갖추고 있다. 다른 기업의 생산 능력은 주로 고성능 탄소섬유와 소형 견인 탄소섬유에 집중되어 있다. 데이터에 따르면 중복신영(中復神鷹)과 길림 탄소밸리(吉林碳谷)+ 길림 보경(吉林寶旌)은 각각 생산 용량의 24%를 차지하고 있으며 그 뒤를 이어 장쑤 헝선이 15%를 차지하고 있으며 광위복합소재(光威複材)가 14%를 차지하고 있다.
탄소섬유는 주로 항공우주, 풍력 터빈 블레이드, 스포츠 장비 및 기타 분야에서 사용된다. 최근 몇 년 동안 저고도 항공기 제조에 점차 사용되고 있다. 중대형 산업용 드론은 일반적으로 더 많은 탄소섬유를 사용한다. 탄소섬유 복합재는 헬리콥터, eVTOL 등의 주요 구조 재료가 되었다.
(2) 드론용 탄소섬유 부품 시장 전망
드론은 공기 역학을 양력원으로 사용하고 사람이 탑승하지 않는 무인 항공기로, UAV(Universal Air Vehicle)로 줄여서 부른다. 원래는 군사용으로 개발되었지만 이후 상업, 물류, 엔터테인먼트, 농업 등의 분야로 확장되었다. 드론은 용도에 따라 민간용 드론과 군용 드론으로 나눌 수 있다. 민간용 드론은 그 중 산업용 드론과 소비자용 드론으로 나눌 수 있다. 소비자용 드론은 일반적으로 엔터테인먼트나 항공 사진 촬영과 같은 일상적인 목적으로 사용되는 반면, 산업용 드론은 농업, 물류, 측량 및 지도 작성과 같은 산업에서 널리 사용된다. 군용 드론은 주로 정찰, 감시, 전투 임무에 사용된다.
2023년 말 현재 중국에는 실명으로 등록된 드론이 126.7만 대 있으며 2022년 대비 32.2% 증가했으며 드론 조종자 면허 소지자는 19.4만 명이다. 중국 드론 산업의 규모는 약 1,264.3억 만 위안에 달하며 이는 중국 드론 시장의 급속한 성장과 엄청난 잠재력을 보여준다.
중국항공운수협회가 발표한 2023-2024년 <<중국 드론 발전 보고서>>에 따르면 2024년 8월 말 현재 우리나라에 등록된 드론은 총 198.7만 대로 2023년 말 대비 72만 대가 증가했다. 또한 드론 조종사 면허증은 총 22만 건 발급되었는데 2023년 말 대비 13.9% 증가했다. 전국적으로 무인항공기 운항업체 16만 개가 운항인증을 취득하였고 8개 모델의 드론이 형식인증(TC)을 취득하였으며 40여 개 모델의 드론이 비행적합성 인증을 받고 있다. 2024년 1월부터 8월까지 국내 민간 드론의 총 비행 시간은 1,946.1만 시간으로 전년 대비 15.6% 증가했다. 또한 우리나라의 드론 분야 특허 출원은 전 세계 전체의 70% 이상을 차지하며 최근 몇 년 동안 드론 산업의 경제 규모는 연간 성장률이 전통적인 일반 항공보다 10% 더 높다.
드론 예비 부품에는 모터, 전자 속도 제어, 센서, 카메라, 안테나, 주 제어 칩, 배터리, 레이더, 자이로스코프, 카메라, 엔진, 전기 속도 제어기, 원격 제어 수신기 등을 포함하되 이에 국한되지 않는 다양한 유형이 있다. 이러한 예비 부품의 제조에는 정밀 가공, 재료 과학, 전자 정보 기술 등 여러 분야가 관련되어 있으며 기술 수준과 생산 능력에 대한 요구 사항이 매우 높다. 중국은 이 분야에 대한 장기적인 투자와 축적을 통해 글로벌 시장의 요구를 충족하는 고품질이고 비용 효율적인 드론 부품과 구성품을 생산할 수 있게 되었다.
현재 전세계 국가들은 드론 생산 및 제조에 탄소섬유 소재를 대량으로 사용하고 있다. 탄소섬유 소재의 사용은 드론 구조의 60%-80%를 차지한다. 드론 생산 및 제조에는 동체 프레임, 스킨, 날개 및 꼬리, 랜딩기어, 로터 및 프로펠러가 관련된다.
① 차체 프레임
탄소섬유 복합재의 높은 비강도와 비강성 특성은 동체의 구조적 강도를 보장할 뿐만 아니라 동체의 무게를 크게 줄여 드론의 지구력과 비행 성능을 향상시키는데 중요하다. 통합 성형 기술과 결합하면 드론의 제조 공정을 단순화하고 전반적인 구조적 안정성을 개선하며 하중 용량을 향상시킬 수 있다.
② 스키닝
드론의 표면은 내부 장비를 보호할 뿐만 아니라 드론의 공기 역학적 성능에 중요한 영향을 미친다. 탄소섬유 복합소재로 만든 외피는 표면이 매끄럽고 모양이 정확하며 대칭성이 좋아 공기 저항을 줄이고 무인 항공기의 비행 속도와 효율성을 향상시킬 수 있다. 동시에 탄소섬유 스킨은 피로 저항성과 내구성이 뛰어나 장기 비행 임무에 적응할 수 있다.
③ 날개
날개와 꼬리는 무인 항공기가 양력을 생성하고 비행 자세를 제어하는데 중요한 구성 요소이며 재료 성능에 대한 요구 사항이 높다. 탄소섬유 복합 재료의 고강도와 경량 특성은 날개와 꼬리 부분에 충분한 양력과 우수한 핸들링 성능을 제공할 수 있다. 또한 탄소섬유의 이방성 특성은 합리적인 층 설계를 통해 날개와 꼬리의 다른 방향의 기계적 성능 요구 사항을 충족시킬 수 있으므로 무인 항공기의 비행 안정성과 기동성을 향상시킬 수 있다.
④ 랜딩기어
랜딩기어는 드론이 착륙할 때 중요한 구성 요소로 엄청난 충격 하중을 견뎌내야 한다. 탄소섬유 복합소재는 벌집 샌드위치 구조와 같은 합리적인 구조적 설계를 통해 무게를 줄이는 것뿐만 아니라 에너지 흡수 및 충격 흡수 기능을 향상시켜 드론 착륙 시 안전을 보호할 수 있다.
⑤ 로터 및 프로펠러
멀티로터 드론의 경우 로터와 프로펠러가 필수적이다. 탄소섬유 복합 재료를 사용하여 재료 조성과 성형 공정을 최적화함으로써 가볍고 튼튼한 로터와 프로펠러를 제조할 수 있으며 이를 통해 공기 저항을 줄이고 양력 효율을 개선할 수 있다. 동시에 탄소 섬유 복합 재료의 피로 방지 성능은 장기 비행 중 무인 항공기의 안정성과 신뢰성을 보장한다.
⑥ 배터리 박스 및 연료 탱크
탄소섬유 소재는 배터리 상자와 연료 탱크와 같은 구성 요소를 만드는 데도 일반적으로 사용된다. 가벼운 무게, 높은 강도 및 내식성으로 인해 드론의 전체 무게를 줄이는 동시에 혹독한 환경에서 이러한 핵심 구성 요소의 안정적인 작동을 보장한다.
⑦ 커넥터
고정익 드론의 다양한 구성요소는 커넥터를 통해 연결되어야 한다. 탄소섬유 복합소재는 뛰어난 접합 특성을 가지고 있으며 다양한 접합 방법(볼트, 리벳 등)을 통해 다른 구성품과 견고하게 접합되어 드론의 전반적인 구조적 안정성을 보장할 수 있다.
드론 생산에 사용되는 주요 탄소섬유 소재는 탄소섬유 직물과 프리프레그이다. 무인 항공기 구조 부품의 기본 소재인 탄소섬유 직물은 높은 강도, 가벼운 무게, 내식성 및 뛰어난 열 안정성으로 알려져 있다. 드론 제조 공정에서는 탄소섬유 직물이 종종 날개, 동체 프레임 및 기타 주요 하중 지지 구성 요소를 만드는데 사용된다. 이 소재는 드론의 전체 무게를 효과적으로 줄이고 비행 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 극한 환경에서도 구조적 안정성과 내구성을 유지할 수 있다. 정밀한 절단 및 봉제 공정을 통해 탄소 섬유 직물은 여러 가지 모양과 크기로 가공되어 드론 설계의 다양한 요구를 충족할 수 있다. 탄소 섬유 프리프레그는 드론 제조에 있어서 또 다른 중요한 복합소재이다. 프리프레그는 엄격하게 통제된 조건에서 특정 유형의 수지 매트릭스로 탄소섬유 직물을 함침시켜 얻는다. 이 재료는 경화되면 높은 강도, 높은 탄성계수, 우수한 피로 저항성을 갖춘 구조적 부품을 형성할 수 있다. 드론 생산 공정에서는 탄소 섬유 프리프레그를 사용하여 랜딩 기어, 엔진 브래킷, 배터리 칸 등 복잡한 구조적 부품을 만드는 경우가 많다. 압축 성형 및 오토클레이브 경화와 같은 공정을 통해 탄소섬유 프리프레그를 원하는 모양으로 정밀하게 가공해 드론에 견고하면서도 가벼운 구조적 지지대를 제공할 수 있다.
현재 탄소섬유 복합재료는 다양한 유형의 드론에 널리 사용되고 있다. 예를 들어 중국의 Rainbow 4 무인 항공기는 메인 빔을 제외한 나머지 부분이 복합소재로 만들어졌으며 무려 80%를 차지한다. Wing Loong-1E 무인 항공기의 복합소재 비율도 80%를 넘는다.
요약하자면 이 프로젝트는 백성의 기존 산업 기반을 활용해 탄소섬유 무인 항공기 부품을 생산하며 시장 전망이 밝다.
1.1.3기술 분석
이 프로젝트는 5축 가공 센터의 지능형 가공 기술을 사용하여 각 구성 요소의 정밀한 크기를 보장하고 드론 조립의 정확성과 성능을 보장할 수 있다. 강화된 가소성과 향상된 성능을 갖추고 있어 저고도 비행 분야에서 점점 더 많이 활용되고 있다.
1.1.4프로젝트 건설에 유익한 조건
（1）정책적 우위
<<일반 항공 장비 혁신 및 응용을 위한 실행 계획(2024-2030)>>은 다음과 같이 제안한다. 2030년까지 고급, 지능화, 녹색 개발을 특징으로 하는 새로운 일반 항공 산업 개발 모델을 기본적으로 구축하여 "단거리 운송 + 전기 수직 이륙 및 착륙", "여객 운송 네트워크", "간선-지점-끝" 드론 배송 네트워크 및 산업 및 농업 운영의 요구를 충족하는 저고도 생산 운영 네트워크의 안전하고 효율적인 운영을 지원하고 보장한다. 일반 항공 장비는 사람들의 생산 및 생활의 모든 영역에 완전히 통합되어 저고도 경제 성장의 강력한 원동력이 되고 조 단위 시장 규모를 형성한다.
<<”14번째 5년”일반 항공 발전 계획>>에서는 2025년까지 드론 회사 수를 1.8만 개로 늘리고 민간 드론 조종사 면허 취득자 수를 22만 명으로 늘려 드론의 광범위한 응용을 촉진하고 신형 지능형 드론을 중심으로 하는 새로운 저고도 경제를 강력히 발전시킬 것을 제안했다.
2024년 1월, 공업정보화부 등 7개 부서가 공동으로 <<미래 산업 혁신 발전 촉진에 대한 이행 의견>>을 발표하여 스마트 항공 교통의 미래 수요를 중심으로 전기 수직 이착륙 항공기, 지능화 고효율 항공 물류 장비 등의 개발 및 응용을 가속화할 것을 제안했다.
（2）자원적 우위
2021년 3월, 길림성은 백성 녹색전력산업시범단지 건설계획을 정식으로 승인하고 "녹색, 스마트, 저전력 가격"의 단지를 조성하여 현지의 청정에너지 소비를 실현했다. 길림성 에너지국, 길림성 발전개혁위원회, 국가전력망 길림전력회사가 공동으로 발표한 <<길림성 녹색전력단지 건설 계획(시범)>>은 연간 전력 소비량이 10억 킬로와트 미만인 단지에 대해 고비율 풍력-화재 묶음 거래 조정 모델을 채택할 것을 명확히 규정하고 있다. 전체 네트워크의 통일된 파견과 단지 내외부 조정을 강화하여 녹색전력단지가 더 나은 거래 가격을 확보하고 녹색전력단지에 더 높은 비율의 "녹색 전기"를 제공할 수 있도록 저전력 비용 모델을 만들 것이다.
단지 주변의 인프라와 공공 엔지니어링 조건은 기본적으로 갖춰져 있으며 여기에는 룡화화력발전소(龍華熱電), 인넌입백 프로젝트 (引嫩入白工程), 화윤 가스 프로젝트(華潤瓦斯工程) 등이 포함된다. 이러한 시설은 공원 운영에 강력한 지원을 제공한다.
（3）산업적 우위
최근 몇년 동안 우리는 "녹색, 스마트, 저전력" 녹색 전력 산업 시범단지를 건설하여 청정 에너지의 지역 소비를 촉진하기 위해 모든 수단을 동원해 왔다. 녹색 전기를 녹색 수소, 녹색 암모니아, 녹색 메탄올, 녹색 항공연료, 녹색 탄소섬유로 전환하는 전체 산업 사슬을 개방하는데 주력하고 녹색 전기와 산업의 최적 결합 실현을 가속화할 것이다.
（4）인재적 우위
백성시에는 국가급 연구개발센터(기지) 12개, 성·시급 독립 과학 연구기관 6개, 민간 과학연구기관 26개, 독립 기업 연구개발기관 21개, 성급 산업기업 기술연구센터 10개가 설립되었다. 우리는 8개의 성급 하이테크 기업, 10개의 성급 과학기술 혁신 기업, 45개의 길림성 과학기술 기업을 육성했다. 우리는 15개의 과학기술 전문가 연구소, 5개의 스파크 스쿨, 25개의 과학기술 시범단지를 설립했다. 과학기술 중개 서비스 기관의 수는 28개로 증가했다.
백성시는 과학기술인재와 과학기술연구성과에 대한 평가보상제도를 구축했다. 지난 5년간 시당위원회와 시정부는 20명의 과학기술인재를 표창했고 162건의 과학기술성과가 국가, 성, 시 과학기술진보상을 수상했다. 일류 인재들이 양성되었고 많은 젊은 과학기술 인재들이 과학기술 발전의 중추가 되었다. 도시에는 각종 기술 인력이 62,000명 이상 있다.
（5）위치 및 교통의 우위
백성시는 내몽골 동부, 흑룡강 남서부, 료녕 북부의 교차로에 위치하고 있다. 이곳은 동북 4개 성 및 지역 간의 상호 작용 개발, 교류 및 협력의 직접적인 적재하는 곳이다. 북쪽은 러시아에 개방된 하얼빈-대련-치치하얼 공업 복도와 흑룡강, 내몽골의 동북부 국경 개방 구역에 인접해 있으며 남쪽은 심양 경제구와 료녕 연해 경제구가 발해 환경제권에 통합되어 있으며 동쪽은 장길도 선진 시범구와 연결되어 동해 환경제권을 마주하고 있으며 서쪽은 동부 내몽골과 연결되어 몽골과 유럽 경제권에 진입한다. 중국-몽골의 중요한 노드이며 동북지역의 진흥과 발전을 촉진하고 동북아시아의 국경을 따라 개방과 협력을 촉진하는데 유리한 지리적 조건을 갖추고 있다. 백성시 타북구는 녹색 전기 산업단지의 위치다. 타북구는 백성시 당위원회와 시정부의 소재지이며 도시의 정치, 경제, 문화의 중심지다. 교통, 항공, 항구, 인문 환경이 편리하고 백성 화학 공업단지와도 인접해 있다. 백성 화학 공업단지는 두 구역을 연결하며 확장 공간이 넓다.
1.2프로젝트 건설 내용 및 규모
프로젝트는 15,000m3의 면적과 12,000 m3의 건축 면적을 차지한다. 주로 표준화된 공장 건물, 조립 작업장, 창고, R&D 센터 등을 건설하고 관련 생산 장비를 구매한다.
1.3프로젝트 총투자 및 자금조달
1.3.1프로젝트 총투자
프로젝트 총 투자는 40,000만 위안이며 그 중 건설 투자가 32,000만 위안이고 유동 투자가 80,000만 위안이다.
1.3.2자금 조달
기업 모금
1.4재무분석 및 사회적 평가
1.4.1주요 재무 지표
프로젝트가 설계 생산 능력의 생산량에 도달한 후 연 평균 매출액 28,000만 위안, 이윤 6,000만 위안, 투자회수기 8년 (납세 이후, 건설기간 2년 포함), 투자 수익률 15%.
1.4.2사회적 평가
본 프로젝트가 완성되면 완전한 산업사슬을 형성하는데 도움이 될 것이며 길림성 항공산업 배치를 촉진하고 하류산업 발전을 촉진하는 동시에 현지에 취업 기회를 제공하여 현지 경제사회 발전을 촉진하는데 좋은 역할을 할 것이다.
1.5협력 방식
합자 합작, 기타 방식은 면담 가능.
1.6필요한 외국측 투자 방식
자금, 기타 방식 면담 가능
1.7프로젝트 건설 지점
길림 백성 녹전 산업 시범단지
1.8프로젝트 진척 상황
외부 투자 유치
2.협력측 소개
2.1기본 정보
명칭：백성 녹전 산업 시범단지
주소：백성시 타북구 초원동로 5555호
2.2개황
백성 녹색 전력산업 시범단지는 탄소 중립성에 중점을 두고 통합된 소스-그리드-부하-저장 모델을 채택하여 시범단지의 원천인 깨끗한 에너지 공급 기지를 구축한다. 즉, 타북구를 중심으로 반경 100km 이내 약 2,300만 킬로와트의 풍력 및 태양광 자원을 통합하여 단지의 전력 소비를 지원한다. 녹색 전력산업 기지는 시범단지의 부하 측으로 즉 타북 경제개발구를 기반으로 백성 공업단지의 화학단지를 통합하여 50km3를 계획하고 녹색 신소재, 녹색 야금, 녹색 장비 제조, 녹색 빅데이터 지능 관리, 녹색 식품 및 의료 건강, 녹색 수소 에너지, 녹색 화학 등 7대 중점 산업단지를 조성한다. 증분형 분배망은 시범단지의 네트워크 측으로 즉 시 및 구 정부, 길전 주식회사(吉電股份), 원경 에너지 배전 판매 회사 (遠景能源組成配售電公司)를 설립한다.신에너지 지원 발전소와 증분형 배전망을 구축하고 대규모 전력망의 피크 저감 전력 공급 모델을 활용하여 기업체 에너지 소비에 대해 킬로와트시당 0.38위안의 낮은 전기 가격 정책이 형성되어 에너지 부하가 크고 첨단 기술 프로젝트가 백인성에 정착하도록 유치한다.
“14번째 5년 계획” 기간이 끝날 무렵 백성 녹색 전기 산업 시범단지는 현지 청정 에너지 설비 용량이 500만 킬로와트(연간 전력 공급량 120억 킬로와트)를 넘고 고정 자산 투자가 200억 위안, 생산 규모가 200억 위안인 국가급 탄소 중립 시범단지로 건설될 것이다. 이는 서부 길림성 생태 경제의 고품질 발전을 위한 새로운 엔진이 될 것이다.
2.3연락처
우편번호：137000
연락인：초강화
연락번호：+86-436-3247740
E-메일: tbqjhj@126.com
프로젝트 소재시(주) 연락처:
연락부처：백성시 상무국
연락인:서증춘
연락번호：+86-436-3203010 +86-13894682986
팩스：+86-436-3224565
E-메일：bcjhj07@126.com