탄소섬유(Carbon Fiber)는 탄소원소로 구성된 탄소 함량 90% 이상의 고성능 신소재로, 강도는 높고, 중량은 가볍고, 장력에 견디며 유연하고, 형태 유지가 양호하고, 고온과 부식에 견디는 성능을 보유하고 있다. 따라서 이런 장점이 요구되는 항공우주 자동차 선박 건축 에너지 등 다양한 영역에 광범위하게 응용되고 있다.

<탄소섬유와 기타 소재 비교>

[자료: 아이리서치, 차이통증권]

시장동향

최근 풍력 및 태양광 발전, 드론, 신에너지 자동차, 항공우주 등 산업 발전이 탄소섬유 및 복합소재에 대한 수요를 견인해, 생산량은 2019년의 1만2000톤에서 2023년 6만9600톤으로 5.8배의 성장을 보였고, 시장수요량은 2019년 3만7900톤에서 2023년 6만9100톤까지 확대됐다. 

<2017~2023년 중국 탄소섬유 생산량 및 시장수요량>

(단위: 만 톤)

[자료: 주오딩컨설팅, KOTRA 샤먼 무역관 정리]

2023년 탄소섬유 수요 관련 중국내 지역 분포에 따르면 광동성 33%, 장쑤성 18%, 상하이 17%, 산동성 11%, 푸젠성 9% 의 비중을 점유하고 있다  

<2023년 중국 탄소섬유 수요 지역 분포>

(단위: 톤)

[자료: 궈롄증권연구소(国联证券研究所), 싸오아이탄소섬유기술]

중국의 탄소섬유 시장은 2018년 47억6000만위안부터 2022년 128억1000만위안까지 2.7배 규모로 확대됐으며, 해당 기간 중 28.8%의 연평균 성장률을 기록해왔다. 향후에도 지속 성장해 2024년에는 171억4000만위안 규모가 될 것으로 전망된다. 

<2018~2024년 중국 탄소섬유 시장 규모 전망>

(단위: 억 위안)

[자료: 중상산업연구원]

산업체인

탄소섬유의 산업체인을 살펴 보면, 업스트림 단계는 원유에서 폴리아크릴로니트릴 원사 까지, 미드스트림 단계는 원사에서 탄소섬유 복합소재까지, 다운스트림 단계는 항공우주, 교통운수, 스포츠 용품 등으로의 응용산업이 해당된다.  

<탄소섬유 산업 체인>

[자료: 산시증권연구소]

분야별 응용 현황

현재 탄소섬유는 스포츠 용품(26.1%), 풍력발전기 날개(24.6%), 항공우주산업(11.6%), 탄소복합소재(10.9%), 압력용기(6.2%) 등 다양한 분야에 널리 응용되고 있다.

<2023년 중국 분야별 탄소섬유 응용 규모>

(단위: 톤)

[자료: 싸이아오탄소섬유기술]

스포츠용품 시장에서 탄소섬유는 주로 라켓, 스키 폴, 사이클 등에 사용되고 있다. 

신에너지 산업발전과 더불어 앞으로 중국은 육지 및 해상풍력발전규모가 더욱 확대될 것으로 전망된다. 중국의 탄소섬유 응용분야에서 풍력발전기 날개가 약 1/4(24.6%)의 비중을 차지하고 있다.  풍력발전기 날개 생산용으로 기존 유리섬유복합 소재도 향후 점차 탄소섬유복합 소재로 교체될 예정이다. 

<2017~2030년 중국 풍력발전기 날개 생산용 탄소섬유 수요 규모 예측>

(단위: 만 톤)

[자료: 주오딩컨설팅]

2023년 중국 항공우주산업에서의 탄소섬유 사용량은 2만2000톤이며, 그 중 드론 분야가 4000톤(18.2%), 상용비행기가 8000톤(36.4%)이다. 2030년에 이르러서는 동 분야 탄소섬유 사용량이 4만8600톤에 달할 것으로 전망한다.

탄소섬유 복합소재는 성능이 뛰어나 드론 제조용 소재 중 60~80% 를 차지하고 있다. 

정책 동향

<중국 탄소섬유 관련 정책>

[자료: 정부 홈페이지]

주요 기업 현황  

현지 탄소섬유 관련 주요 기업 및 제품 이미지는 아래와 같다.

<탄소섬유 생산기업 및 제품 이미지>

[자료: 기업별 홈페이지]

수입동향  

탄소섬유(HS 코드: 68151100) 관련, 중국의 2023년 지역별 대외수입 규모로 볼 때 모두 전년 대비 하락세를 보였으며 일본이 약 6074만 달러로 1위를 차지했고 미국 2543만 달러, 한국 2054만 달러, 멕시코 1460만 달러가 그 뒤를 이었다.   

<2021~2023년 중국 탄소섬유(68151100) 수입동향>

(단위: US$ 천, %)

[자료: KITA]

전망 및 시사점

현지 시장조사 기관 및 업계 관계자들이 언급한 중국 탄소섬유산업 발전추세 전망 및 과제를 정리해보면 아래와 같다.

(1) 응용 범위 확대 및 발전 기회  

탄소섬유 산업에서 2023년 가장 비중이 큰 응용 영역은 스포츠레저 용품과 풍력발전 날개로 각각 산업 내 비중이 26.1%, 24.6%에 달한다. 이중 풍력발전은 글로벌 시장의 설치량이 지속 성장하고 있으며, 중국의 탄소섬유 제품의 가성비 제고, 해상풍력발전산업의 성장, 기기 대형화 추세 등 다양한 요인이 합쳐져 중국의 탄소섬유 분야 수요 확대 및 발전 여지가 클 것으로 기대된다. 탄소중립은 탄소섬유 산업에 새로운 기회를 제공할 것이며, 신에너지 자동차 등 영역에서 새로운 수요가 나올 수 있다. 경량화 역시 신에너지 자동차 발전의 중요한 요소로서 기업들은 탄소섬유 복합재료로 경량화 추세에 대응할 것으로 보이며, 광범위하게 연료 배터리와 저장장치에 응용될 수 있다. 

(2) 중국기업의 생산 수준 발전

중국산 탄소섬유가 2022년 생산량이 4만4300톤이며 국산화율이 2022년 50%를 넘어서 2024년 60% 수준에 도달할 것으로 기대되고 있으며, 중국은 이미 저급 생산단계를 추월해 중고급 생산 단계로 발전하고 있다.

2022년 중국산 탄소섬유 수요량은 7만4400톤으로 2025년에 9만7000톤에 달할 것으로 예상되는 바 현재 공급이 수요에 못 미치는 상태이다. 중국의 탄소섬유 공급 확대를 위해 많은 기업이 M&A, 생산확대, 투자를 진행 중인데, 아직 저급 제품은 공급 과잉, 고급 제품은 공급 부족 등 공급 불균형의 문제점도 상존한다.

(3) 기술발전 공정효율화 원가감축

탄소섬유의 산업체인망은 에너지에서 제조 응용까지인데, 이 분야는 공업 과정이 복잡하고 기술통제 포인트가 수없이 많다. 또한 각종 설비가 관여되며, 생산 요구조건이 엄격하다. 산업체인에서 특히 미드스트림단계에서의 중국이 넘어야 할 핵심 기술, 자금, 설비, 제품품질의 문턱이 높다.

생산요소 측면에서 볼 때 글로벌 시장의 원가 구성은 에너지 비중이 대략 7%인데, 중국의 에너지 비중이 30%인 것과는 큰 차이가 있다. 산화, 탄화 과정은 생산 원가 감축의 관건이며, 생산 핵심 설비 개선, 에너지 감축 등이 생산 원가의 중요 요소이다.

(4) 중고급 소재 제품경쟁력 제고 필요

KOTRA 샤먼 무역관이 진행한 인터뷰에서 중국 탄소섬유 업계 관계자가 언급한 의견에 따르면, 탄소섬유는 항공우주산업 등 에서의 인기 소재로 앞으로도 사용량이 증가할 것으로 보이며 최근 정부가 발표한 저공경제(低空经济)도 새로운 유망한 시장일 것이다. 현재 고급 탄소섬유는 대부분 해외 수입에 의존하고 있는 상태로 최근까지의 중국 탄소섬유시장을 볼 때 여전히 고급 소재는 부족, 중급 소재는 경쟁력 미달, 저급 소재는 과다생산 상태에서 벗어나지 못하고 있다.

중국 탄소섬유 시장은 응용 분야가 확대되고 수요 대비 공급이 아직 부족해 생산 확대 투자가 지속될 것으로 보이면서도, 제품 성능과 공정효율 제고, 원가 감축, 중고급 소재 경쟁력 제고와 국산화 대체 등이 아직 중요한 과제라고 할 수 있다. 중국 탄소섬유 시장의 발전 현황을 참고하고 현지 산업 및 기업들의 개선 필요사항 및 과제를 포착해 기술 협력의 기회로 삼고 세부적인 파트너 협력 비즈니스 및 마케팅 전략  등의 모색이 필요할 것으로 보인다. 

자료: 아이리서치iResearch(艾瑞咨询), 중상산업연구원, 차이통증권, KITA, 중국정부 기관별 홈페이지, 기업 홈페이지 싸이아오탄소섬유기술(奥赛碳纤维技术), 산시증권연구소(山西证券研究所), 주오딩컨설팅(灼鼎咨询), 궈롄증권연구소(国联证券研究所), KOTRA 샤먼 무역관 자료 종합