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탄소섬유 산업

장춘시 탄소섬유수지 복합재료 프로젝트

콘텐츠 제공 출처:길림성 상무정보센터
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1.프로젝트 소개

1.1 프로젝트 배경

1.1.1 제품 소개

수지기반 탄소섬유 복합재료(CFRP)는 선진적인 신형재료 중 하나다. 수지를 기지재로 하고 탄소섬유를 보강재로 하여 물리적 또는 화학적 공정을 통해 합성된 첨단 신소재이다. 이런 복합재료에서 사용되는 수지는 주로 열가소성 수지(TP)와 열경화성 수지(TS)로 크게 두가지로 구분된다. 전통적인 복합재료와 비교해 볼 때 수지기반 탄소섬유 복합재료는 내식성, 높은 강도, 좋은 전도성, 가벼운 무게 및 내마모성과 같은 장점으로 인해 현대 산업에서 널리 사용되고 있다.

탄소섬유의 적용범위는 매우 광범위하여 이미 항공우주, 풍력발전, 스포츠 및 레저, 자동차 제조, 새로운 에너지 등 많은 산업의 시장 세그먼트에 침투되고 있다. 항공우주분야에서탄소섬유는항공기미사일과같은핵심부품을제조하는데선호되는소재가되었고, 풍력발전분야에서탄소섬유블레이드는뛰어난기계적성질과중량감소효과로산업의급속한발전을크게촉진했다. 그리고스포츠레저분야에서는탄소섬유로만든테니스라켓, 골프클럽과같은고급스포츠용품도시장에서폭넓은인기를얻었다.

1.1.2 시장전망

1)탄소섬유수지 복합재료 산업의 발전현황

탄소섬유는취성재료로서, 일반적으로산업용복합재료의보강재로사용되고 있다. 수지, 세라믹, 금속등을기본재로하고탄소섬유를보강재로탄소섬유복합재료는첨단구조재료로서현재세계에서가장선진적인복합재료하나로자리잡고있다. 탄소섬유는금속매트릭스 (알루미늄, 마그네슘, 구리, 티타늄합금)비금속매트릭스(합성수지, 고무, 세라믹, 흑연, 탄소)강화할있으며, 탄소섬유강화수지기반복합재(CFRP)가장널리사용된다.

복합소재는가볍고강도가높고지능적이며다기능이고친환경적인특성으로인해국가에서장려하는전략적신흥산업이되었다. 이는항공원자재공급을보장하고비항공민간산업의발전을촉진하는데의미가있다. 최근년동안항공우주산업과같은하류산업의급속한발전으로인해복합재료에대한시장수요는지속적으로증가해왔으며특히탄소섬유수지기반복합재료압전복합재료와같은 디테일한 분야에서 수요가빠르게증가했다.

탄소섬유수지기반복합재료는가벼운무게, 뛰어난역학적특성, 유연한구조설계, 조절가능한성능, 광범위한공급원낮은비용과같은장점으로인해급속히발전되어복합재료시장의급속성장을견인하는주요원동력이되었다. 미래에는 3D 프린팅연속섬유강화수지기반복합재의혁신을통해저비용설계제조의새로운시대가열리고첨단소재와새로운구조물을연결하는핵심기술이것이다.

탄소섬유산업사슬은상류원유화학산업, 중류원료섬유가공, 탄소섬유관련제품 탄소섬유복합재료생산가공, 핵심기계 제조 그리고하류응용시장으로구성된다. 상류는주로화학원료의공급부분이고석유, 석탄, 천연가스와같은원료는추출암모니아화 프로세스를 거친아크릴로니트릴과같은원료로전환된다. 중류 단계에서는사전산화, 저온과고온탄화공정을거쳐탄소섬유가만들어지고이를한번 가공하여탄소섬유직물과프리프레그로만들고수지, 세라믹기타재료와결합하여탄소섬유복합재를형성한다. 하류부분에는다양한성형공예와항공기, 자동차, 풍력터빈블레이드등과같은최종제품의생산이포함된다.

탄소섬유복합재는가벼운무게, 뛰어난역학적성질, 유연한구조설계, 조절가능한성능, 광범위한공급원낮은비용과같은장점으로인해국방, 군사분야에서중요한위치를차지하고있으며다양한유형의항공기, 드론, 미사일, 발사체, 위성등에도 이미 널리사용되고있다.

최근몇년동안, 하류풍력발전시장의폭발적인성장과항공우주국방군사시장의강력한성과에힘입어탄소섬유수지기반복합재료의시장규모가급속히확대되어복합재료시장의급속한성장을견인하는주요원동력이되었다. 2023년우리나라탄소섬유복합재료생산량은106,269톤에달성하고생산액은 1,293위안에달성될전망이다. 2024년이되면우리나라탄소섬유복합재료생산량은108,394톤까지 늘어나고생산액은 1,551.6위안으로늘어날것이다.

2탄소섬유수지 복합재료 산업의 발전 전망

최근몇년동안탄소섬유시장의규모는계속해서확대되어왔다. 세계적으로탄소섬유시장은꾸준한성장추세를보이고있으며특히항공우주풍력발전과같은주요응용분야의주도하에시장수요가끊임없이증가하고있다.

우리 나라의복합재료시장에서는유리섬유복합재료와탄소섬유복합재료가종합적인성능이뛰어나시장의주류가되었다. 둘은전체복합소재시장의 90%차지하는데유리섬유가 84%차지하고탄소섬유는 6%차지한다.

탄소섬유기술의지속적인발전과비용의한걸음감소로인해앞으로는자동차, 스포츠용품, 압력용기등의분야에서탄소섬유의활용이더욱더확대될것으로기대된다. 특히자동차산업에서탄소섬유복합재는가벼우면서강도가높은 특성으로 자동차 연료 효율과 성능을 업그레이드하는데 도움이 되어 자동차제조업체에서선호하고있다.

또한탄소섬유는재생에너지분야에서폭넓은응용가능성도 매우 넓다. 예를들어풍력발전분야에서탄소섬유복합재료로만든블레이드는풍력터빈의효율성을높이고구조적중량을줄이는데도움이되며이를통해유지보수비용을줄이고전반적인경제적이익을개선할있다.

날로 증가하는탄소섬유시장수요에대처하기위해전세계탄소섬유제조업체는생산량을확대하고생산공정을최적화하고있다. 동시에 탄소섬유의성능을개선하고비용을절감하기위한새로운기술개발이업계의초점이되었다. 이러한노력은앞으로탄소섬유소재가다양한분야에더욱더널리활용되는데도움이것이며관련산업의발전을촉진할것이다.

최근몇년동안하류 산업의급속한발전으로인해복합재료에대한시장수요가급격히증가했으며시장규모도계속해서확대되었다. 현재 우리 나라는세계최대의복합재료제품생산기지하나가되었고글로벌시장에서상당한점유율을차지하고있다. 데이터에따르면우리나라복합재료시장규모는 2023년에 2,327위안에달할것으로전망되며이는전년대비 10.30% 증가한수치다. 2026년이되면우리 나라복합재료시장규모는 3,050위안에달할것이다.

가벼우면서고성능의제품에대한소비자들의수요가꾸준히증가함에따라스포츠용품건축자재와같은분야에서탄소섬유의수요가 계속해서확대될것이다. 동시에신에너지자동차가보급됨에따라자동차경량화분야에서도탄소섬유의적용이추진될 있다.

1.1.3기술분석

에폭시수지합성의주요원료는비스페놀 A에피클로로히드린이다. 비스페놀 A주요원료는원유정제제품의심층 가공에서얻은페놀과아세톤이다. 에피클로로히드린도에폭시수지생산에가장중요한원료하나이다. 주요원료인프로필렌은원유의크래킹에서나오므로가격도원유가격에간접적으로영향을받는다. 프로젝트는비스페놀 A합성과에폭시수지를생산하는데필요한조건과관련장비를갖추고있다. 에폭시수지를합성하는방법은크게 2가지가있는데 1단계법과 2단계법이라고 한다.

1단계공정은 NaOH작용으로비스페놀 A에피클로로히드린을축합반응시키는것으로고리열림반응과고리닫힘반응이동일한반응조건에서진행된다. 국내생산량이가장많은 E-44 에폭시 수지는단일공정으로합성된다.

2단계공정은비스페놀 A에피클로로히드린을촉매(: 4암모늄염)반응시켜첫번째단계에서첨가반응을통해디페놀릴프로판클로로히드린에테르중간체를형성한다음 NaOH존재하에고리닫힘반응을수행하여에폭시수지를형성하는것이다. 2단계방법의장점은반응시간이짧고 조작이안정적이며온도변동이작고제어가쉽다는점이고 에피클로로히드린의대량가수분해를피하기위한알칼리첨가시간이짧고제품품질이양호하고안정적이며수율이높다는점이다. 국내 E-51, E-54 에폭시수지는 2단계공정을통해합성된다.

1.1.4프로젝트 건설에 유리한 조건

1)정책적 우위

<<중국제조 2025>>는신소재산업을제조업전환의핵심분야이자중요한지원분야로주목해야한다고제안했다. 신소재는 10대핵심분야하나이며신소재산업은첨단기초소재, 핵심전략소재, 첨단신소재의 3핵심방향으로구분되어있으며 3방향에서구체적으로개발해야소재와 2025년까지이러한소재를개발하는데달성해야구체적인목표가자세히설명되어있다.

<<길림성전략신흥산업발전십사오계획>>은 2025년까지전략신흥산업의규모를더욱확대하고신세대정보기술, 생명공학, 지능형네트워킹, 신에너지자동차3개 천억급산업과첨단장비제조, 신소재 500억급산업을 2창출할것을제안했다. 길림성에서 규모이상의전략신흥산업의산출가치비중은매년 1%증가하여 2025말까지 18.7%도달할것이다.

2)산업적 우위

오과수(五棵树)경제기술개발구의주요산업은정밀화학공정, 생물화공, 의약화학공정, 신화학소재등이다. 현재개발구에는다양한유형의기업이 300개가입주해있으며규모 이상의기업도 31개이다. 세계 글로벌 500기업에 속하는 기업은 5개가있고, 국내 500기업에 속하는 기업은5있다. 새로운라운드개발전략계획이시행된이후우커수경제기술개발구는전통산업을변형하고업그레이드하고전략적신흥산업을강력히발전시키고하이엔드, 대규모, 클러스터개발방향에따라현대서비스산업을개발하는데주력하고있다. 구역의규모가가속화되고산업사슬이깊이확장되었으며품질과효율성이크게향상되었다.

3)지역적 우위

오과수(五棵树)경제개발구는길림성장춘시우수시에위치하고있으며 우도고속도로에서서쪽으로 50m 떨어져있다. 오과수(五棵树) 경제개발구는철도, 고속도로, 수로가사방으로뻗어있어교통이매우편리하다. 구체적으로철도: 장우, 하우철도가구역을통과하며오과수(五棵树)류가(劉家)라는개의역이있다. 고속도로: 우도 1고속도로가지역을통과하며102국도와연결된다. 도시지역은경하고속도로에서불과 16km 떨어져있다. 수로: 2송화강이따라흐르고있어수로를통해길림시까지올라갈 있고하얼빈까지내려가면서변경항구까지내려갈있다. 이러한지리적위치로인해개발구는교통이편리할뿐만아니라 주변도시와의소통과교류도용이해진다.

4)인재적 우위

장춘시는중국에서알려진고지능집합지역이다. 길림대학교, 동북사범대학교, 장춘광학학원 10몇 개의 주요 대학교가장춘시에있다. 또한중국과학원장춘지부, 장춘광학·정밀기계·물리연구소, 장춘응용화학연구소국가지방() 과학연구기관과설계연구소, 컴퓨팅테스트센터, 국가의주요개방형실험실 연구개발센터가장춘에위치해있다. 장춘시는충분한인적자원과가격우세를가지고있다. 길림대학교, 동북사범대학교, 장춘중의대학교, 장춘광학연구소, 정밀기계물리학연구소, 장춘응용화학연구소기타대학과연구기관은프로젝트실행을위한고급관리형 인재와 기술적인력을제공할있다.

1.2 프로젝트 건설 내용 규모

프로젝트는 4 m2규모의면적에걸쳐진행되며수지생산장비와지원시설을건설할예정이다. 탄소섬유복합재료, 페놀수지, 비닐에스테르수지등을위한특수수지를생산하며연간 1 규모의수지생산능력을갖추고있다.

1.3.프로젝트 총투자 자금조달

프로젝트의 투자는 50,000만 위안이며 그 중 건설 투자가 40,000만 위안이다.

1.4 재무분석사회적평가   

1.4.1 주요재무지표   

프로젝트가동, 평균매출액32,100만위안, 이윤9,651만위안, 투자회수기 6 (납세이후, 건설기간1년포함), 투자수익률19,2%.

1.4.2 사회적평가  

산업업그레이드경제 발전을촉진한다. 탄소섬유수지복합소재프로젝트는전통산업의재료기술수준을향상시켜관련산업사슬의업그레이드최적화를촉진한다. 예를들어스포츠장비제조에탄소섬유복합재료를적용하면장비의성능과품질이향상될뿐만아니라관련산업의발전고용기회증가경제성장도촉진한다.

환경보호지속가능한개발: 탄소섬유수지복합재료는친환경적인 특색이 있어사용중에유해물질이생성하지않아지속적으로 개발가능한 요구사항을충족한다. 또한탄소섬유복합재료를적용하면기존의고에너지소모, 고배출재료에대한의존도를낮추고녹색제조순환경제의발전을촉진하는데도움이된다.

기술혁신과산업업그레이드:탄소섬유수지복합재료프로젝트의시행은기술혁신과산업업그레이드를촉진했다. 끊임없는연구개발과새로운기술의응용을통해우리는복합재료산업의진보를촉진하고전반적인기술수준을향상시키고국제경쟁력을강화해왔다.

1.5 협력방식

독자, 합자, 합작

1.6 필요한외국측투자방식  

자금, 기타 방식은 면담 가능.

1.7 프로젝트건설지점

장춘시 오과수(棵树)경제개발구

1.8 프로젝트진척상황

프로젝트 기획서 작성 완료

2. 협력측소개

    2.1 부처 기본상황

명칭: 장춘 오과수(棵树)경제개발구

주소 : 장춘 오과수(棵树)경제개발구(위도 고속도로 31km 떨어진 곳)

2.2부처 개황

    장춘오과수(棵树) 경제개발구는 2003 7 15길림성정부로부터승인을받은성급개발구로우수시에서서쪽으로 3km 떨어진곳에위치하고있다. 면적은804k㎡ 달하며계획된핵심면적은 45.55k이고 인구는 319,000명이다.

최근몇년동안단지에는중량 캐미칼(中糧生化), 국투 바이오(國投生物), 태국정대그룹(泰國正大集團), 미국찬성회사(美國燦盛), 금동그룹(金東集團), 수농그룹 (首農集團),대련실덕(大連實德), 사해그룹(四海集團), 통위회사(通威公司), 대련휘능(大連匯能), 길림대지환경보호 (吉林大地環保), 길림해천(吉林海川), 풍림식품(楓林食品) 등국내 유명기업이잇따라입주했다. 현재개발구에는다양한유형의기업 300개가입주해있으며규모 이상의기업이 31개다. 세계글로벌 500기업에 속하는 기업은 5있고국내500대 기업에 속하는 기업은 5 있다. 지역의기업들은매년 25,000명의일자리를제공한다.중량캐미칼 에너지 유한회사 (中糧生化能源有限公司)(우수)대표하는옥수수생화학단지, 찬성 바이오캐미칼 유한회사(燦盛生化有限公司)(장춘)가대표하는생물제약산업단지, 태국정대그룹(泰國正大集團)이대표하는가축가금류제품가공산업단지, 우수돈 주류회사 (以樹錢酒業)와 138백주가 대표하는 주류회사가대표하는 산업시범단지, 성캐룬쌍창 기지(聖凱倫雙創基地)가대표하는기업가정신혁신산업과같은특징적인산업단지가형성되었다. 오과수(棵树)화학공업원의인프라건설은점점완벽해지고있다.

오과수(棵树) 개발구는농업농촌부로부터 "국가농산물가공시범기지", 길림성정부로부터 "성급농산물가공시범구", 국가발전개혁 위원회로부터 "국가 100과학발전시범단지"평가받았다.

2.3 연락처:   

연락인: 우수시 합작교류중심 이임강

연락번호: +86-431-83060888

우편번호: 130400

E - 메일yshzjl5021@163.com

사이트: www.yushu.gov.cn

프로젝트 소재 (주) 연락처:

연락부처: 장춘시 합작교류 사무실

연락인: 장준걸

연락번호: +86-15704317930

    : +86-431-82700590

E - 메일xmc82763933@163.com

(责任编辑:李光辉)
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