정책과 동향
일본 자동차용 CFRP 시장동향
작성자 : 이용우
2018-07-05 |
조회 : 1564
- ‘경량화’가 자동차 업계의 큰 화두로 대두, 신소재 도입에 대한 관심 고조
- 가공기술 발달로 향후 자동차업계의 CFRP 수요급증 예상
전 세계적인 CO2배출규제, 국제 정세에 따라 변동 폭이 큰 연료가격에 대한 대응 필요성 대두되고, 전기자동차 보급의 가속화 등에 따라 자동차 경량화에 대한 수요가 높아지고 있다.
CFRP(탄소섬유를 강화재로 활용한 이용한 플라스틱계 복합재)는 높은 강도를 구현할 수 있으면서 녹슬지 않고 가벼워 자동차부품 용도로 오래 전부터 주목을 받아왔으나, 코스트 및 생산성의 문제로 인해 최근까지 활용이 제한적이었다.
하지만 2013년 BMW가 차체 구조부에 CFRP를 채택한 전기자동차 모델인 ‘i3’을 제품화한 것을 시작으로, 차체 경량화의 필요성이 특히 높은 전기자동차를 중심으로 CFRP 소재부품 활용이 지속적으로 확대되고 있다. 특히 일본은 탄소섬유분야에서 세계 최대의 점유율을 기록하고 있고, 일본정부 역시 CFRP를 제조업 경쟁력 강화를 위한 주요 키워드로 꼽고 있으며, 주요 기업에서도 CFRP 소재의 활용과 관련 분야에 대한 투자를 늘리고 있는 실정이다.
시장규모 및 동향
일본 후지경제는 2016년 약 1.3조엔(약 13조원) 규모인 전 세계 CFRP 시장규모는 2030년에는 약 4.9조 엔(약 49조원) 규모로 성장할 것으로 전망했다. 특히 자동차용 CFRP 시장이 대폭 성장할 전망으로, 2016년 기준 1,000억 엔(약 1조원)에 미치지 못한 시장규모가 2030년에는 약 7,500억 엔(약 7.5조원) 규모의 시장을 형성할 것으로 예상되고 있다.
일본 야노경제연구소에 의하면, 일본 내 자동차용 CFRP시장(생산 및 수출입 모두 포함)은 2016년 중량 기준으로 약 4,800톤 규모이며, 이후 지속적으로 성장하여 2020년에는 약 34,286톤 규모의 시장을 형성할 것으로 전망했다.
일본 자동차용 CFRP 시장추이 및 전망
자료: 야노경제연구소
일본 최대 완성차 기업인 TOYOTA가 자사 양산형 차종에 CFRP 부품을 도입했으며, 일본 내 탄소섬유 3대 기업(TEIJIN, 미쯔비시케미칼, TORAY) 모두가 자동차용 제품 공급확대를 위해 대규모 투자를 잇달아 실시했다. TOYOTA는 월간 생산량 2,500대 규모의 하이브리드 차종인 PRIUS PHV의 백도어 골격 부분에 CFRP 소재를 채택했다.
TOYOTA PRIUS PHV의 CFRP 소재 백도어
자료: TOYOTA 홈페이지
동사 관계자는 “과거 재료의 가공 및 제품의 성형이 기존 소재대비 어렵고, 공장 내 기온 및 습도에 따라 소재 자체의 상태가 변해버리는 등 어려움이 많았으나, CFRP 제품의 품질관리의 노하우가 축적되어 향후 타 차종, 타 부위에도 CFRP 소재를 채택하고, 양산에 대응할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
미쯔비시케미칼은 2017년 10월, 이탈리아의 CFRP 자동차부품 제조판매회사인 CPC社의 지분 44%를 취득, 유럽시장을 중심으로 자동차용 CFRP 부문의 사업 확대를 모색하고 있으며, TORAY社는 2017년 11월, 2014년에 설립한 멕시코 공장에 수백억 원 대의 증액투자를 실시, 신소재 탄소섬유의 멕시코 생산을 확대하였으며, 2018년 4월에는 자회사 ‘Zoltek社’의 헝가리 공장에 1.3억 달러를 투입해 산업용 탄소섬유의 생산능력을 50% 증가시켰다. TEIJIN社는 2017년 800억 엔(약 8,000억 원) 이상을 투자하여 미국의 자동차부품 성형 전문기업으로, 복합재료를 통한 부품 경량화 기술을 보유한 CSP社를 인수했다.
한편 차체의 재료설계를 재검토하고, CFRP와 기존 금속재료(철, 알루미늄 등)를 조합시키는 ‘멀티 머터리얼化’가 주목을 얻고 있다. 철 주물분야 세계 최대기업인 히타치금속(日立金属)은 2018년 5월, 자사 연구소에 CFRP용 성형장치를 도입하여 금속 재료와 CFRP 소재의 접합에 대한 연구개발을 개시, 2025년까지 알루미늄과 CFRP의 복합화를 통해 20% 이상의 경량화를 구현할 수 있는 제품 개발을 목표로 하고 있다.
유통구조, 경쟁동향 및 주요 경쟁기업
자동차부품용 CFRP의 유통구조는 아래의 그림과 같다.
CFRP소재 자동차부품 유통 과정
자료: KOTRA 후쿠오카무역관(일본 경제산업성 자료를 바탕으로 작성)
CFRP 자동차부품 개발과정을 살펴보면, 소재공급 기업이 상기 3대 기업으로 국한되어 있는데다가 소재가공 시 특수한 기술을 요하기 때문에 다른 소재의 자동차부품과 달리 탄소섬유 메이커가 완성차 기업에 대해 제품의 기획 및 제안을 주도적으로 하거나, 완성차 기업과 공동으로 제품을 생산하는 경우가 있는 점이 큰 특징이다.
탄소섬유 메이커 외에 CFRP제 자동차부품을 생산하는 기업 사례는 아래 표와 같다.
CFRP제 자동차부품을 생산하는 기업 사례
최근 3년 수입규모 및 동향
CFRP가 포함된 HS코드 6815.10의 일본 수입통계를 살펴보면, 2017년 전체 수입량은 전년대비 8.6% 증가한 2.3억 달러를 기록했다. 주요 수입 대상국은 미국, 한국, 중국 순이며, 한국으로부터의 수입은 2017년 기준 4,238만 달러를 기록, 전년대비 43.1% 증가했다.
주요 수입국 현황(HS코드: 6815.10)(전기제품을 제외한 흑연 및 탄소제품)
자료: World Trade Atlas
관세율, 수입인증, 규제
무관세, 수입인증, 규제 없음.
시사점
‘경량화’가 자동차 업계 전반의 주요 화두로 떠오르면서 향후 자동차 업계에서의 CFRP 활용이 가속화될 것으로 보인다. 2020년까지는 고급 차종을 중심으로, 바디와 프레임이 하나로 되어 있는 ‘모노코크’에서의 활용, 교체가 가능한 부분에 있어서의 금속제 부품을 CFRP제로 대체하는 수요 등이 주를 이룰 것으로 전망된다.
향후 CFRP 소재 부품 채택이 가능할 것으로 예상되는 부품
자료: KOTRA 후쿠오카무역관(일본 경제산업성 자료를 바탕으로 작성)
2020년 이후에는 전체적인 자동차 설계에 있어서 재료설계의 재편 및 이종 소재의 융합 움직임(멀티 머터리얼화)이 주요 화두로 부상할 것으로 예상되는 바 이에 대한 대응이 필요하겠다.
한편 탄소섬유 가격 및 성형가공 비용의 하락, 관련기술의 발전이 촉진될 경우 CFRP의 용도 확대도 예상된다. 현재 CFRP는 항공분야(비행기 기체 및 부품), 풍력발전(발전기 프레이드 부분), 스포츠용품 분야에서 가장 널리 활용되고 있다. 향후 자동차 분야 외에 CFRP 활용이 증가할 것으로 전망되는 분야로는 토목건축, 가전, 생활소비재 등이 꼽히고 있다.
자료: 후지경제, 야노경제연구소, 일간공업신문, 일본 경제산업성, World Trade Atlas, 일본 정밀공학회,
각 기업 IR자료/홈페이지 및 KOTRA 후쿠오카무역관 자료종합
