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시장 역학

주요 요인: 데이터 센터 및 전기차 수요의 강력한 성장

절연유체 시장은 주로 전기 자동차(EV) 및 데이터 센터 부문의 성장에 힘입어 성장하고 있습니다. 2016년부터 2030년까지 데이터 센터의 전력 수요는 286TWh에서 약 321TWh로 증가할 것으로 예상되며, 무어의 법칙 달성과 산업용 사물 인터넷(IoT)의 성장을 고려하면 2030년에는 658TWh에 이를 수 있습니다. 이는 냉각 시스템에 필요한 절연유체의 양이 증가할 것임을 의미합니다. 특히 미국에서는 에너지 소비 증가에 따라 절연유체 수요가 급증하고 있으며, 향후 몇 년간 데이터 서비스 수요 증가에 따른 전력 수요 감소가 예상되지만 절연유체 사용량 자체는 줄어들지 않을 것으로 전망됩니다.

시장에 긍정적인 영향을 미치는 또 다른 분야는 전 세계적으로 전기 자동차의 폭발적인 증가입니다. 특히 2023년 한 해에만 1,400만 대 2030년에는 3,400만 대를 넘어설 것으로 예상됩니다. 뿐만 아니라, 충전 인프라 확충과 배터리 생산 수요 증가 또한 절연유체 시장의 성장을 더욱 촉진하고 있습니다. 유럽의 탄소중립산업법(Net Zero Industry Act)은 연간 배터리 수요의 약 90%를 국내에서 충당하는 것을 목표로 하고 있으며, 이는 2030년까지 EU 역내에서 최소 550GWh의 생산 능력을 확보해야 함을 의미합니다.

트렌드: 지속 가능한 유전체 유체로의 전환

친환경적인 대체재가 이제 절연유체 시장의 표준이 되었습니다. 이러한 변화는 엄격한 환경 규제와 기존 절연유체가 지구 대기에 미치는 영향에 대한 우려가 커지고 있기 때문입니다. 분석가들의 예측에 따르면, 전 세계 생분해성 절연유체 판매량은 2028년까지 연평균 5.8% 증가하여 32억 달러 . 이러한 성장은 환경 친화적인 대안을 찾는 다양한 산업 분야의 수요 증가에 기인합니다.

최근 지속 가능한 유전체가 인기를 얻고 있는 이유 중 하나는 이러한 재료에서 발생하는 온실가스 배출량을 줄이고자 하는 열망 때문입니다. 유전체로 사용되는 광물유는 일반적으로 다량의 이산화탄소를 함유하고 있어 지구 온난화에 크게 기여하는 반면, 식물성 기름으로 만든 생분해성 유전체는 생산 과정에서 발생하는 이산화탄소 배출량만 고려했을 때 온실가스 중립적인 것으로 여겨집니다. 맨체스터 대학교에서 실시한 연구에 따르면 광물유를 식물성 기름으로 대체할 경우 대기 중으로 배출되는 이산화탄소량을 최대 90%까지 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.

절연유체 시장의 이러한 변화를 이끄는 또 다른 원동력은 재생에너지에 대한 우리의 필요성입니다. 이에 따라 지속가능한 절연체 또는 친환경 액체 절연체로 알려진 제품에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 이러한 제품들은 풍력 발전소와 같은 대체 에너지를 사용하는 발전 시스템에 사용하기 위해 특별히 설계되었습니다. 더욱이 소비자들은 친환경 제품에 대한 인식이 높아지고 있으며, 이에 대한 요구를 늘리고 있습니다. 실제로 한 설문조사 결과에 따르면 전 세계 응답자의 66%가 가격이 더 높더라도 지속가능한 브랜드를 선호한다고 합니다. 이러한 태도 변화는 특히 자동차 산업에서 두드러지게 나타나는데, 이제 사람들은 배터리와 냉각 시스템에 생분해성 액체를 사용하는 친환경 에너지원 기반 전기 자동차를 원하고 있습니다.

과제: 소비자들 사이에서 증가하는 환경 문제에 대한 관심 

절연유체 시장에서 가장 큰 과제는 기존 절연유체의 환경적 영향에 대한 우려입니다. 실리콘유체나 광물유와 같은 일부 절연유체는 생물체에 의해 분해되지 않아 환경에 심각한 위협을 가합니다. 실제로 캘리포니아 대학교의 연구에 따르면 변압기 오일이나 절연유체를 사용하는 기타 전기 장비의 최대 50%가 수명 주기 동안 주변 지역으로 유출될 수 있는 것으로 나타났습니다. 특히 고전압 기기에서 절연체로 사용되는 불소화학물질은 지구 온난화 지수(GWP)가 매우 높아 환경 문제가 더욱 심각해집니다. 일부 불소화탄소는 분자당 이산화탄소보다 최대 23,500배 강력한 온실가스입니다. 따라서 제조업체들은 기후 변화에 크게 기여하는 이러한 환경 유해 물질의 사용을 중단해야 한다는 압력을 점점 더 받고 있습니다.

절연액으로 인한 오염에 대한 또 다른 우려는 토양과 수자원을 오염시킬 수 있다는 점입니다. 전기 제품에서 누출된 절연액은 토양을 통해 스며들어 지하 자원을 오염시키고, 이는 결국 인명 피해와 주변 생태계 파괴로 이어집니다. 미국 환경보호청(EPA)에 따르면 미국 내 오염 지역의 약 20%가 절연액 누출과 관련이 있다고 합니다. 이러한 환경 문제에 대응하기 위해 절연액 시장의 많은 기업들은 시간이 지남에 따라 자연적으로 분해되어 주변 환경에 악영향을 미치지 않는 지속 가능한 대체 절연액 개발에 투자하고 있습니다. 예를 들어, 일부 제조업체는 식물성 오일을 기반으로 한 제품을 사용하는데, 이는 생분해가 용이할 뿐만 아니라 현재 일반적으로 사용되는 광물유에 비해 비용도 저렴합니다. 실제로 맨체스터 대학교의 연구에 따르면 "식물성 오일 기반 절연액 사용은 환경 영향을 최대 80%까지 줄일 수 있다"고 합니다

하지만 지속 가능한 개발과 도입에는 어려움이 따릅니다. 주로 친환경적인 옵션은 생산 단계에서 기존 방식보다 비용이 더 많이 드는 경향이 있어 가격이 가장 중요한 시장에서 경쟁력이 떨어지기 때문입니다. 실제로 NEMA 조사에 따르면 응답자의 60%가 유전체 응용 분야에서 재생 에너지원을 사용하는 데 가장 큰 장애물로 비용을 꼽았습니다.

부분 분석

유형별

55.35% 이상을 차지하며 탁월한 특성과 성능으로 유전체 유체 시장에서 최고의 선택으로 자리매김하고 있습니다. PAO가 열전달 유체로 널리 사용되는 이유는 높은 열에너지를 방출하는 소형 전력 소비 장치에서 기존 광물유 대비 환경 영향을 최대 80%까지 줄일 수 있는 탁월한 능력 때문입니다. 또한 PAO는 극한 환경에서도 안정적인 특성을 유지하므로 군용 컴퓨터 시스템이나 고온·고전압에서 작동하는 기타 장치에 사용하기에 적합합니다.

변압기, 콘덴서 등의 절연체에 대해 이야기할 때, 폴리황산염(PAO)이 지닌 우수한 유전 특성을 빼놓을 수 없습니다. PAO는 일반적으로 2.1~2.4 범위의 낮은 유전 상수와 높은 절연 강도를 가지고 있어 이러한 용도에 매우 적합합니다. 또한 자가 복원 능력을 갖추고 있어 시간이 지남에 따라 다양한 물질과 접촉하더라도 항상 안정적인 성능을 유지하며 장비의 수명을 연장시켜 줍니다. PAO는 고리형 구조, 이중 결합, 황, 질소 원자, 왁스형 탄화수소를 포함하지 않기 때문에 산화가 쉽게 일어나지 않아 고압 및 고온 환경에서도 높은 안정성을 보입니다.

PAO는 다른 절연유에 비해 친환경적이라는 장점 때문에 전 세계 절연유 시장에서 높은 수요를 보이고 있습니다. 예를 들어, 퍼플루오로카본(PC) 액체는 높은 지구 온난화 지수(GWP)로 인해 비판을 받아왔지만, PAO는 생분해성이 뛰어나고 탄소 발자국이 적어 더욱 친환경적인 대안으로 여겨집니다. 최근에는 PAO 기반 나노유체에 MgO 나노입자를 첨가하여 유전 및 열적 특성을 개선하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 2023년 학술지 Coatings에 발표된 논문에 따르면, PAO/MgO 나노유체는 순수 PAO보다 훨씬 높은 유전 강도, 체적 저항률 및 상대 유전율을 나타냅니다. 효율적이고 지속 가능한 절연체에 대한 수요가 증가하는 가운데 기술도 계속 발전함에 따라 PAO와 같은 절연유체에 대한 수요는 지속적으로 증가하여 이 산업 분야에서 PAO가 앞으로도 오랫동안 지배적인 위치를 차지할 것으로 예상됩니다.

애플리케이션 별

2023년에 27.64% 이상의 시장 점유율을 차지했습니다 . 변압기가 절연유체 시장의 주요 적용 분야인 이유는 열 관리 및 전기 절연에 있어 절연유체의 중요성 때문입니다. 이러한 절연유체는 높은 전기 부하에서 발생하는 막대한 양의 열을 방출하는 데 필수적입니다. 예를 들어, Al2O3 나노입자가 함유된 변압기 오일은 25°C에서 25.5 W/mK의 열전도율을 가지므로 시스템 내 열을 효과적으로 조절할 수 있습니다. 또한, 이러한 오일은 일반적으로 28 kV RMS 이상의 절연 파괴 전압을 가지므로 매우 강한 전기장으로부터 보호하고 모든 형태의 방전을 방지합니다.

변압기에서 절연유의 또 다른 중요한 용도는 수분 제어입니다. 변압기 오일은 절연 파괴를 방지하기 위해 낮은 수분 함량을 유지해야 합니다. 냉각이 진행됨에 따라 용해된 수분이 방출되어 절연 강도가 저하될 수 있습니다. 따라서 수분 제어는 변압기의 신뢰성과 수명을 향상시키는 데 중요합니다. 고온 다습한 환경에서는 절연 성능 저하로 인해 변압기가 고장날 수 있기 때문입니다. 이러한 문제가 발생할 경우, 정기적인 유지보수 단계에서 오일 분석을 실시하여 오염 물질을 조기에 발견하고 시정 조치를 취함으로써 최적의 성능을 유지하는 것이 좋습니다.

변압기에 절연유를 광범위하게 사용하는 것은 절연유 시장에서 환경 및 안전상의 이유에 의해 주도됩니다. 실내에 설치되는 액체 충전 변압기에는 내화실 사용이 의무화되었으며, 관련 규정에서는 인화성이 낮은 절연유의 사용을 요구하기도 합니다. 이러한 추세에 따라 식물성 오일이나 합성 에스테르와 같이 인화성이 낮고 생분해성이 뛰어난 대체재가 채택되어 환경 보호와 인체 안전을 동시에 확보할 수 있게 되었습니다. 또한, 나노기술을 통해 절연유의 성능이 향상되어 더 높은 전압을 처리할 수 있고 변압기 내부에서 더욱 효율적인 전력 전송이 가능해졌습니다. 이러한 요인들을 포함한 여러 가지 이유로 변압기용 절연유는 절연유 산업에서 수요량의 상당 부분을 차지하고 있습니다.

최종 사용자별

최종 사용자 기준으로 볼 때, 전기 및 전자 산업이 2023년 유전체 유체 시장의 22.96% 이상의 시장 점유율을 차지하며 시장을 주도하고 있습니다. 특히 변압기와 같이 많은 열을 발생시키는 부품에 유전체 유체가 가장 많이 사용됩니다. 예를 들어, Al2O3 나노입자가 첨가된 유전체 유체는 25°C에서 25.5 W/mK의 열전도율을 보여 열에너지를 효과적으로 발산합니다.

절연체의 또 다른 중요한 역할은 습도 조절입니다. 변압기 오일은 절연 파괴를 일으키지 않도록 수분 함량을 충분히 낮게 유지하도록 특별히 제조됩니다. 습도가 단 1%만 증가해도 절연 강도가 최대 15%까지 감소할 수 있습니다. 또한, 환경 규제도 이러한 유체에 대한 수요 증가에 기여합니다. 많은 국가에서 실내에 불연성 또는 생분해성 액체 절연재 사용을 의무화하고 있으며, 일부 국가에서는 안전상의 이유로 사용을 아예 금지하고 있습니다. 합성 에스테르와 천연 오일은 안전한 대안을 제공하여 환경 오염 위험을 줄입니다. 환경 문제에 대한 우려와 청정 연료 자원에 대한 수요 증가로 인해 각국 정부는 재생 에너지 기술에 대규모 투자를 하고 있으며, 이는 새로운 시장을 창출하고 있습니다.

또한, 나노기술 덕분에 달성된 획기적인 발전은 현재 시판 중인 다양한 종류의 전기 절연액의 성능을 크게 향상시켰습니다. 그 결과, 이전에는 불가능했던 훨씬 높은 전압과 전력을 효과적으로 처리할 수 있게 되었습니다. 예를 들어, 이러한 재료에 나노 유체를 도입하면 유전 강도가 40% 이상 증가할 수 있습니다. 이는 유전체를 사용함으로써 현대 시스템에서 전기 에너지 흐름을 얼마나 효과적으로 제어할 수 있는지를 명확하게 보여줍니다.

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지역분석

2023년 기준, 아시아 태평양 지역은 32.92% 을 점유하고 있습니다. 이러한 지배력은 국방 산업, 우주 기관 프로그램, 전기 및 전자 기업, 발전소 등 첨단 기술 분야를 비롯한 주요 최종 사용 부문에서의 혁신과 개발에 힘입은 것입니다. 중국과 인도는 국방 예산을 증액하면서 절연유체가 냉각제 또는 절연체로 사용되는 군용 전자 장비 및 통신 시스템의 소비가 증가했습니다. 또한 인도 우주 연구 기구(ISRO)와 중국 국가 우주국(CNSA)의 광범위한 임무 수행과 우주 탐사 계획 확대로 인해 위성 및 우주선 전자 부품에 첨단 절연유체가 필수적으로 요구되고 있습니다.

전자제품 제조 산업은 아시아 태평양 유전체 유체 시장에 고도로 집중되어 있으며, 중국, 일본, 한국과 같은 국가들이 전 세계 생산량의 60% 이상을 차지하고 있습니다. 이러한 우월성으로 인해 콘덴서와 변압기용 유전체 유체에 대한 수요가 크게 증가하고 있습니다. 2023년부터 2028년까지 소비자 가전 시장은 연평균 약 7.5%의 성장률을 보일 것으로 예측되며, 이는 해당 기간 동안 유전체 유체에 대한 소비 수요가 더욱 증가할 것임을 의미합니다. 현재 신재생 에너지 부문은 중국 내 여러 지역뿐만 아니라 동남아시아 국가들에서도 발전 용량을 빠르게 확대하고 있습니다. 2030년까지 매년 약 21기가와트(GW)의 신재생 에너지 설비가 설치될 것으로 보고되고 있습니다.

더욱이 아시아 태평양 전기차 시장은 급속도로 성장하고 있으며, 연평균 29.6%의 성장률 . 세계 배터리 제조를 선도하는 아시아 태평양 지역은 배터리 냉각 시스템에 사용되는 절연유 시장에 대한 수요를 창출하고 있으며, 특히 세계 리튬 이온 배터리 시장을 주도하는 중국에서 이러한 수요가 두드러집니다. 전 세계 전력 송전선의 40% 이상이 중국산 절연유 또는 이를 사용한 변압기를 사용하고 있다는 수치는 이를 뒷받침합니다(Quantitative Insights). 규모뿐만 아니라, 중국은 세계 최대의 산업 기반과 가장 빠르게 성장하는 기술을 보유하고 있습니다. 이러한 이유로 아시아 태평양 국가들은 첨단 절연유 연구 개발에 매년 5억 달러 이상을 투자하고 있으며, 지역 생산량은 내수 및 해외 수요를 고려할 때 매년 약 25%씩 증가할 것으로 예측됩니다. 따라서 이러한 모든 요소들이 아시아 태평양 지역을 글로벌 전력 배분 산업에서 중요한 역할을 하는 지역으로 만들고 있습니다.

글로벌 유전체 유체 시장의 주요 업체

• 3M
• 아르케마 SA
• 카길, 법인
• 캐스트롤 리미티드(BP 그룹)
• 클리어코 프로덕츠 주식회사.
• 다우 주식회사.
• 에르곤 주식회사.
• 엑슨모빌 주식회사
• 랑세스 AG
• 니코 그룹
• 라드코 인더스트리즈 주식회사.
• 쉘 PLC
• 센티넬 캐나다
• 소딕
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

유형별

• PAO
• 규산염 에스테르계 유전체 액체
• 기타

애플리케이션 별

• 폐쇄형 군사 시스템 [레이더 및 항공기 항공전자 장비]
• 미사일
• 군수 시스템
• 전자 냉각 시스템 [컴퓨터 냉각수 순환 시스템]
• 트랜스포머
  • 견인 변압기
  • 풍차 변압기
  • 해상 변압기
  • 배전 변압기
• 회로 차단기
• 저항기
• 원자로
• 기타

최종 사용자별

• 방어
• 우주국
• 전기 및 전자
• 발전
• 통신
• 데이터 센터
  • 침지 냉각 유체
    • 단상
    • 2상
• 기타
• EV
• 기타

유통채널별

• 온라인
• 오프라인

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 영국
  • 스페인
  • 네덜란드
  • 이탈리아
  • 프랑스
  • 독일
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  • 남아메리카의 나머지 지역