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시장 역학 

주요 요인: 항공우주 및 자동차 산업에서 경량 소재에 대한 수요 증가

재활용 탄소 섬유(rCF) 시장의 항공우주 및 자동차 부문은 경량화를 통해 배출량을 줄이기 위한 노력을 가속화하고 있으며, 이는 재활용 탄소 섬유(rCF)에 대한 전례 없는 수요를 창출하고 있습니다. 2024년 보잉과 에어버스는 ELG Carbon Fibre와 같은 재활용 업체와의 협력을 통해 객실 내부 및 날개 끝 페어링과 같은 비구조 부품에 rCF를 통합하여 항공기 무게를 8~12% 줄이는 것을 목표로 한다고 발표했습니다. 마찬가지로 자동차 업계도 강화되는 EU 배출 기준(유로 7)을 충족하기 위해 rCF 사용을 우선시하고 있으며, BMW의 "Neue Klasse" 전기차 플랫폼은 재활용 복합재를 사용하여 15%의 무게 감소를 목표로 하고 있습니다. 2024년 국제청정교통위원회(ICCT) 보고서는 rCF를 통한 경량화가 전기차의 수명 주기 동안 발생하는 배출량을 6~10% 줄일 수 있으며, 이는 자동차 제조업체의 탄소 중립 로드맵과도 부합한다고 강조합니다.

진전에도 불구하고, 엄격한 인증 요건으로 인해 항공우주 분야에서 재활용 탄소 섬유(rCF)의 도입은 여전히 ​​신중한 태도를 보이고 있습니다. 재활용 섬유는 종종 순수 탄소 섬유에 비해 인장 강도가 10~15% 낮다는 성능 격차를 보여 구조적 용도에 제약을 초래합니다. 그러나 지멘스 가메사가 2024년에 풍력 터빈 블레이드 끝단에 rCF를 적용한 시범 프로젝트와 같은 혁신적인 기술 발전은 개선된 가능성을 보여줍니다. 미국 에너지부가 2024년에 rCF 연구 개발에 1,200만 달러를 지원하기로 한 것은 품질 격차 해소를 위한 노력을 뒷받침합니다. 볼보와 포드 같은 자동차 제조업체들도 배터리 케이스에 rCF를 적용하여 비용과 성능의 균형을 맞추고 있습니다. 포드의 2024년 프로토타입은 ELG의 rCF를 사용하여 케이스 무게를 22% 줄이고 연간 생산 비용을 17% 절감했습니다.

동향: 순환 경제 도입 증가로 폐쇄형 재활용 시스템 투자 확대

순환 경제로의 전환은 생산자와 재활용 업체 간의 협력을 촉진하여 재활용 탄소 섬유 시장에서 폐쇄 루프 시스템을 개발하도록 했습니다. 2024년 유럽 연합의 순환 경제 행동 계획은 산업 재활용에 43억 유로를 할당했으며, "지속 가능한 제품 이니셔티브"에서 탄소 섬유를 우선 순위로 지정했습니다. 예를 들어, 토레이 인더스트리와 베올리아는 2024년 합작 투자를 통해 수명이 다한 항공기에서 연간 1,200톤의 탄소 섬유를 회수하고, 첨단 열분해 기술을 통해 90%의 순도를 목표로 하고 있습니다. 마찬가지로, BMW의 "Secondary First" 전략은 2027년까지 신클래스 모델에 50%의 재활용 소재 사용을 의무화하고, 이를 위해 재활용 탄소 섬유 공급망에 2억 유로를 투자할 계획입니다.

회의론자들은 폐쇄형 순환 시스템을 확장하려면 재활용 탄소 섬유 시장의 물류 병목 현상을 해결해야 한다고 주장합니다. 2024년 맥킨지 보고서에 따르면, 파편화된 수거 네트워크로 인해 탄소 섬유 폐기물의 65%가 매립지에 남아 있습니다. 독일의 카본 클린(Carbon Clean)과 같은 스타트업은 AI 기반 분류 시스템을 통해 98%의 재료 회수율을 달성하며 이 문제를 해결하고 있습니다. 스코틀랜드의 탄소 섬유 재활용 시설(CFRF)처럼 항공우주 및 풍력 분야에서 발생하는 복합재 폐기물 500톤을 연간 처리하는 산업 간 협력 사업은 협력 가능성을 보여줍니다. 베스타스(Vestas)가 2040년까지 터빈 블레이드 폐기물 제로화를 달성하겠다는 2024년 공약은 이러한 시설에 달려 있습니다. 한편, 프랑스의 2024년 "AGEC 법"처럼 필수적이지 않은 용도에 신규 탄소 섬유 사용을 제재하는 규제적 움직임은 조달 전략을 재편하고 있습니다.

과제: 순수 탄소 섬유 가격 경쟁력, 시장 확장의 어려움

대량 생산과 저렴해진 원료로 인해 신규 탄소 섬유 가격이 하락하면서 재활용 탄소 섬유(rCF) 시장의 경쟁력이 약화되었습니다. 2024년에는 중푸 선잉(Zhongfu Shenying)과 같은 중국 제조업체들이 신규 탄소 섬유 가격을 kg당 18~20달러(2022년 대비 12% 하락)까지 인하한 반면, rCF 가격은 에너지 집약적인 재활용 공정으로 인해 kg당 15~17달러 수준에서 정체되었습니다. 테이진(Teijin)의 2024년 분석에 따르면 자동차 제조업체들은 여전히 ​​대량 생산 부품에 신규 탄소 섬유를 선호하며, 재활용 소재 대비 20~25%의 비용 절감 효과를 이유로 들고 있습니다. rCF의 환경적 이점에도 불구하고 이러한 가격 격차는 지속되고 있습니다. 에어버스(Airbus)는 rCF 도입으로 항공우주 부품 가격이 kg당 50~75유로 추가되어 예산 제약이 있는 항공사들이 도입을 꺼린다고 추산했습니다.

정책적 개입은 이러한 격차를 해소하는 데 어려움을 겪고 있으며, 이는 결국 재활용 탄소 섬유 시장 성장에 어느 정도 영향을 미치고 있습니다. 미국의 물가상승률 감소법(IRA)은 재활용 탄소 섬유(rCF) 사용에 대해 톤당 7달러의 세액 공제를 제공하지만, 비판론자들은 이 금액이 8~10%의 가격 프리미엄을 겨우 상쇄한다고 주장합니다. 반대로, 중국의 2024년 수출 보조금 개혁은 천연 섬유의 가격 경쟁력을 더욱 강화하여 전 세계 시장의 65%를 점유하게 했습니다. 테슬라가 사이버트럭 적재함 라이너에 천연 섬유 기반 복합재를 사용하기로 결정한 2024년 사례는 지속가능성보다 개당 150달러의 비용 절감을 우선시한 상업적 현실을 보여줍니다. 그러나 부문별 의무화 정책은 희망을 제시합니다. EU의 2024년 "폐차 지침(End-of-Life Vehicle Directive)"은 2030년까지 신차에 재활용 복합재를 25% 사용하도록 의무화하여 규모의 경제를 통해 재활용 탄소 섬유의 비용 경쟁력을 높일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

세그먼트 분석 

유형별: 잘게 자른 재활용 탄소 섬유가 산업적 확장성을 가능하게 합니다 

잘게 자른 재활용 탄소 섬유는 재활용 탄소 섬유 시장에서 69.3%의 압도적인 시장 점유율(2024년 기준 38억 달러)을 차지하고 있으며, 이는 고효율 산업 분야에서 탁월한 적응성 덕분입니다. 자동차 열가소성 복합재료가 수요의 58%를 차지하며, 도요타, 포드, 테슬라는 전기차 배터리 트레이에 잘게 자른 섬유를 사용하여 알루미늄 대비 무게를 24% 줄이고 충돌 안전성을 31% 향상시키고 있습니다. 2024년 맥킨지 연구에 따르면 재활용 잘게 자른 섬유는 순수 탄소 섬유에 비해 생산 비용을 kg당 18.50달러 절감할 수 있는데, 이는 자동차 제조업체들이 2030년까지 강철과 동일한 kg당 2.30달러의 가격을 목표로 하는 데 중요한 요소입니다. BASF가 2024년에 출시한 Ultramid® CFRT(재활용 함량 40%, 인장 강도 2.1 GPa)는 항공우주 산업에 혁신을 가져와 에어버스 A320 좌석 프레임 무게를 17% 줄였습니다.

전자제품 분야에서 재활용 탄소섬유 시장이 급성장하고 있습니다. 화웨이와 노키아는 5G 기지국 레이돔 복합재에 잘게 자른 탄소섬유를 22% 함유하여 RF 차폐 성능을 15dB 향상시켰습니다. 북미에서는 지멘스가 바르테가와 협력하여 3D 프린팅 드론 프레임용 재활용 CFR-PEEK 필라멘트를 개발함으로써 재료 낭비를 43% 줄였습니다. 지역별로는 북미가 41%의 시장 점유율로 선두를 달리고 있으며, 미국 에너지부의 복합재 재활용 연구 개발 지원금 4,700만 달러에 힘입어 성장하고 있습니다. 아시아 태평양 지역은 중국의 풍력 터빈 블레이드 재활용 소재 30% 의무화 정책에 힘입어 연평균 14.2%의 성장률을 보이고 있습니다. 그러나 건설 분야에서 재활용 유리섬유(가격 68% 저렴)와의 경쟁으로 인해 kg당 75달러 이하 가격대에서는 시장 침투가 위협받고 있습니다.

출처: 항공우주 등급 섬유로 퇴역 항공기 자산 수익화 

2025년부터 2030년까지 예정된 항공기 퇴역 물결로 인해 재활용 탄소 섬유 시장에서 항공우주 등급 부문의 지배력이 재편되고 있습니다. 에어버스 A320/B737 4,200대와 보잉 777 1,300대에서 회수 가능한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)이 23,000톤에 달할 것으로 예상됩니다. ELG Carbon Fibre는 2024년 퇴역한 A380을 분해하여 극저온 박리법을 통해 93%의 섬유 회수율을 달성했지만, 수지 분리 비용은 톤당 6,200달러로 여전히 높은 수준입니다. 보잉의 시애틀 소재 항공우주 순환 허브(Aerospace Circularity Hub)는 현재 매달 14톤의 경화된 CFRP 폐기물을 T800 등급 섬유로 가공하여 787 드림라이너 부품 조달 비용을 29% 절감하고 있습니다.

유럽은 클린 스카이 2 공동사업(Clean Sky 2 Joint Undertaking)의 폐쇄형 항공우주 재활용을 위한 31억 유로 규모의 자금 지원에 힘입어 재활용 탄소 섬유 시장에서 52%의 매출 점유율을 차지하며 주도적인 위치를 점하고 있습니다. 가격은 천차만별입니다. 순수 T300 섬유는 톤당 6만 5천 달러에 거래되는 반면, 재활용 섬유는 톤당 4만 2천 달러에서 4만 7천 달러에 거래되지만 주요 구조물에 사용하기에는 어려움이 있습니다. 미쓰비시케미칼이 2024년에 개발한 재활용 섬유 사이징 기술은 랜딩 기어 도어에서 순수 섬유 대비 85%의 강도 유지를 가능하게 하여 20년간 항공기 한 대당 380만 달러의 비용 절감을 가져왔습니다. 하지만 여전히 개선해야 할 부분이 있습니다. 재활용 항공우주 섬유 중 날개 스파 용도에 필요한 초음파 비파괴 검사(NDT) 기준을 충족하는 것은 9%에 불과하여 2027년까지 고부가가치 활용 사례가 제한될 것으로 예상됩니다.

적용 분야별: 자동차 부문, 재활용 탄소 섬유 시장 

자동차 산업은 재활용 탄소 섬유가 알루미늄보다 강성 대비 무게 비율이 56% 더 우수하다는 장점을 활용하여 성장하고 있으며, 이는 유로 7 질소산화물(NOx) 배출 기준(30mg/km)을 충족하는 데 매우 중요합니다. BMW의 2024년형 iX5 수소 SUV는 섀시에 47%의 재활용 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 적용하여 차량 총중량을 214kg 줄이고 주행 거리를 39km 늘렸습니다. 테슬라의 베를린 기가공장에서는 SGL Carbon의 재활용 섬유를 사용하여 모델 Y 후면 하부 패널을 하루 16,000개 이상 생산하고 있으며, 생산 시간을 강철 사용 시 140초에서 88초로 단축했습니다.

아시아 태평양 지역은 재활용 탄소 섬유 시장에서 48%의 시장 점유율로 선두를 달리고 있으며, 이는 2026년까지 차량 구조 부품에 재활용 소재를 12% 사용하도록 의무화한 중국의 신에너지 자동차(NEV) 정책에 힘입은 결과입니다. CATL의 Qilin 4.0 배터리 플랫폼은 팩당 2.8kg의 재활용 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 사용하여 알루미늄보다 21% 더 빠르게 열을 발산합니다. 한편, 일본의 ENEOS Corporation은 수명이 다한 연료 전지에서 연간 4,500톤의 탄소 섬유를 재활용하여 도요타 Mirai의 생산 비용을 대당 120만 엔 절감하고 있습니다. 서스펜션 시스템에서 재활용 탄소 섬유의 보급률은 6.7%로 아직 낮지만, Magna는 Ford F-150 Lightning에 40% 재활용 소재를 사용한 2025년형 CFRP 판스프링을 개발하여 강철 대비 88% 향상된 내식성을 목표로 하고 있으며, 이는 4억 2천만 달러 규모의 잠재 시장입니다.

고급 전기차 분야에서 포르쉐는 2025년형 타이칸 GT에 적용될 아마 섬유-탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 하이브리드 소재인 ampliTex™ 도어를 Bcomp와 협력하여 개발했습니다. 이 소재는 패널 무게를 31% 줄이는 동시에 탄소 배출량도 24% 감소시킵니다. 하지만 자동차 제조업체들은 몇 가지 절충점을 고려해야 합니다. 재활용 섬유는 천연 섬유에 비해 인장 탄성률이 7~9% 정도 차이가 나기 때문에 인공지능 기반의 보정 설계가 필요합니다. 콘티넨탈은 2024년 하노버에서 머신러닝 알고리즘을 활용해 재활용 섬유의 특성을 예측하는 시범 프로젝트를 진행했습니다. 이를 통해 연구 개발 검증 기간을 18개월에서 6개월로 단축할 수 있었습니다.

공정별: 열분해 방식이 매출 점유율 68%로 가장 높은 비중을 차지 

열분해는 재활용 탄소 섬유 시장의 68.1%를 점유하고 있으며, 상업용 재활용 업체의 75%가 이 방식을 채택하고 있습니다. 이는 용매 분해 방식의 48시간 배치 처리 시간과 비교하여 2시간 이내에 95%의 탄소 수율을 달성할 수 있기 때문입니다. 토레이의 2024년형 마이크로파 열분해 반응기는 kg당 14.80유로의 운영 비용(2022년 대비 35% 절감)으로 97%의 순도를 달성합니다. 한편, 레스콜의 보르도 연속 열분해 라인은 하루 18톤의 CFRP 폐기물을 처리하여 생고뱅의 단열 매트용 섬유를 생산합니다. 카본 컨버전스의 독자적인 무산화제 열분해 기술은 NOx 배출을 제거하여 입자상 물질 배출량을 5mg/Nm³ 미만으로 제한하는 EU 산업 배출 지침 2024/27을 준수합니다.

미국의 열분해 산업은 재활용 탄소 섬유 시장에서 45Q 세액 공제 혜택을 받고 있으며, 재활용 섬유 공장에서 발생하는 CO2 포집에 대해 톤당 85달러를 지원받습니다. 쇼커 컴포짓(Shocker Composites)의 애리조나 공장은 열분해 부산물 가스의 72%를 친환경 수소로 전환하여 현장 운영에 필요한 에너지를 공급하고 에너지 비용을 58% 절감하고 있습니다. 그러나 아시아의 재활용 업체들은 수익성 문제에 직면해 있습니다. 인도의 열분해 공장들은 타타(Tata)가 자동차 파쇄기 파트너십에 2억 2천만 달러를 투자했음에도 불구하고 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 스크랩 부족으로 인해 가동률이 53%에 그치고 있습니다. 프라운호퍼 ICT(Fraunhofer ICT)가 개척한 새로운 촉매 열분해 방식은 이제 수지에서 순도 98%의 테레프탈산(TEA)을 회수할 수 있게 되어 2026년까지 6억 2천만 달러 규모의 PET 전구체 시장을 창출할 것으로 예상됩니다.

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지역 분석 

유럽: 규제 압력 및 산업 시너지 효과, 시멘트 분야의 리더십

유럽이 재활용 탄소 섬유 시장에서 39%의 매출 점유율을 차지하는 것은 적극적인 규제 체계와 업계 전반의 협력 덕분입니다. EU의 2024년 순환 경제 실행 계획은 2030년까지 자동차 및 항공우주 부문에서 복합재 재활용률 65% 달성을 의무화하고 있으며, 이를 준수하지 않을 경우 톤당 40~90유로의 벌금을 부과하여 BMW, 에어버스 같은 제조업체들이 재활용 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)을 사용하도록 유도하고 있습니다. 독일은 유럽 재활용 섬유 수요의 43%를 차지하며 선두를 달리고 있는데, 이는 라이프치히의 탄소 순환 연합(Carbon Circle Alliance)과 같은 복합재 재활용 허브에 12억 유로를 투자한 덕분입니다. 탄소 순환 연합은 연간 8,500톤의 항공우주 폐기물을 처리합니다. 프랑스의 REACH 규정 준수를 위한 세금 인센티브는 아르케마(Arkema)와 같은 기업의 연구 개발 비용을 22% 절감해 주었고, 아르케마는 현재 스텔란티스 전기차(Stellantis EV)에 사용되는 50% 재활용 섬유를 함유한 PA66 복합재를 생산하고 있습니다. 에어버스의 "Waste2Wing" 이니셔티브는 퇴역한 A350 항공기에서 30%의 재활용 탄소 섬유를 조달하여 새로운 화물 도어 경첩을 제작하는 산업 순환 경제의 좋은 예입니다. 또한, EU 탄소 국경 조정 메커니즘(CBAM)은 신규 탄소 섬유 수입에 대한 페널티를 부과하여 ELG Carbon Fibre와 같은 지역 재활용 업체들이 2024년까지 생산 능력을 18% 확장하도록 장려하고 있습니다.

아시아 태평양 지역: 제조 규모 확대 및 친환경 기술 투자가 성장을 견인

아시아 태평양 지역의 재활용 탄소 섬유(CFRP) 시장은 중국의 CFRP 생산 주도권(전 세계 생산량의 58%)과 재생 에너지 목표와의 전략적 연계에 힘입어 성장하고 있습니다. 2025년까지 시행될 국가 전기차 의무화 정책에 따라 자동차 구조 부품에 재활용 소재를 15% 사용해야 하는 CATL은 선전 기가팩토리에서 배터리 케이스당 3.2kg의 재활용 섬유를 사용하고 있습니다. 중국 산둥성은 3억 8천만 달러의 정부 보조금을 지원받아 14개의 열분해 공장을 운영하며 연간 6,000톤의 풍력 터빈 폐기물을 처리하고 있습니다. 일본은 항공우주 분야 제휴를 통해 재활용률을 높이고 있습니다. 미쓰비시 중공업은 도레이와 협력하여 수명이 다한 항공기에서 탄소 섬유를 92% 재활용함으로써 보잉 787의 유지보수 비용을 30% 절감했습니다. 인도의 "녹색 복합재 미션"은 2026년까지 자동차 CFRP 재활용률 40% 달성을 목표로 하고 있으며, 타타 모터스는 전기차 섀시에 재활용 섬유를 25% 사용하여 무게를 17% 줄였습니다. 하지만 파편화된 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 폐기물 흐름과 열분해 기술의 수입 의존도는 성장을 제한하며, 아세안 국가 중 공식적인 재활용 정책을 보유한 국가는 33%에 불과합니다.

북미: 항공우주 산업의 은퇴와 기술 혁신이 수요를 촉진합니다

북미의 재활용 탄소 섬유 시장은 2030년까지 상용 항공기 퇴역(3,200대)과 최첨단 재활용 연구 개발에 힘입어 성장하고 있습니다. 미국 연방항공국(FAA)의 2024년 복합재 재활용 규정은 폐기된 항공기 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)의 85% 재사용을 의무화하고 있으며, 보잉의 애리조나 시설은 연간 1,100톤의 777X 폐기물을 스페이스X 로켓 페어링용 T300 등급 섬유로 가공하고 있습니다. 미국은 열분해 기술 혁신을 선도하고 있는데, 콜로라도에 있는 바르테가(Vartega)의 AI 기반 탄소 회수 시스템은 kg당 28달러(신규 섬유 50달러 대비)의 비용으로 99%의 섬유 순도를 달성하여 GM 실버라도 전기차의 적재함 라이너에 공급하고 있습니다. 캐나다의 청정 기술 세액 공제(Clean Tech Tax Credit)는 재활용 CFRP 프로젝트에 35%의 환급을 제공하며, 카본큐어(CarbonCure)의 모듈형 재활용 장치에 2024년 2억 2천만 달러의 지원금이 투입되었습니다. 멕시코가 자동차 산업의 중심지로 부상하고 있습니다. 네막(Nemak)의 몬테레이 공장은 테슬라 사이버트럭에 사용되는 재활용 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 배터리 트레이를 성형하여 개당 450달러의 비용 절감을 달성했습니다. 그러나 항공우주 폐기물(원료의 72%)에 대한 의존도는 취약점으로 작용하는데, 국방 부문 재활용은 아직 초기 단계에 머물러 있으며 현재 군용 등급 CFRP의 12%만이 재활용되고 있기 때문입니다.

글로벌 재활용 탄소 섬유 시장의 주요 업체들 

• 카본 컨버전스 주식회사.
• 생고뱅 SA.
• AGC 주식회사.
• 알파 재활용 복합재
• 일본판유리주유회사.
• 프로코텍스 주식회사 SA
• 쇼커 컴포지츠 LLC
• 탄소 섬유 재제조
• 탄소 섬유 재활용 주식회사.
• SGL 카본
• 토레이 인더스트리즈 주식회사.
• 센트럴 글래스 주식회사.
• 바르테가 주식회사.
• 기타 주요 플레이어

시장 세분화 개요:

유형별로

• 잘게 자른 재활용 탄소 섬유
• 분쇄된 재활용 탄소 섬유

출처별

• 자동차
• 항공우주
• 기타

프로세스별

• 열분해
• 용매분해

신청을 통해

• 자동차
• 풍력 에너지
• 토목공학
• 3D 프린팅
• 에너지 저장
• 스포츠 용품
• 선박
• 열가소성 복합재료
• 석유 및 가스
• 압력 용기
• 항공우주 및 방위산업
• 기타

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 나머지 서유럽
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
    • 나머지 동유럽
• 아시아 태평양
  • 중국
  • 인도
  • 일본
  • 호주 및 뉴질랜드
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