- 기술력을 무기로 경제성・실용성 떨어지는 중국 틈새시장을 노려야 -
□ 그래핀이란?
ㅇ 그래핀(Graphene)은 흑연을 원료로 한 탄소원자로 만들어진 소재임. 두께가 0.2nm로 얇아 투명성이 높으며 상온에서 실리콘보다 전류를 100배 빠르게 전달할 수 있어 현존하는 소재 중 특성이 가장 뛰어난 소재로 꼽히고 있음. 특히기계적 강도가 강철보다 200배 이상 강하지만 신축성이 좋아 늘리거나 접어도 전기전도성을 잃지 않기 때문에 미래 기술로 각광받고 있는 휘어지는 디스플레이(Flexible Display), 투명 디스플레이(Transparent Display) 및 웨어러블(Wearable) 장치에 적용 가능한 차세대 소재임.
□ 중국 그래핀 산업 현황
ㅇ 그래핀 원료 현황
- 2016년 중국 지질조사국(中国地质调查局)의 발표에 따르면, 중국은 그래핀 원료로 사용되는 흑연 매장량 전 세계 2위 국가임. 중국 흑연 매장량은 전 세계의 33%에 해당하며 이미 조사를 통해 발견된 흑연 매장량이 2억6000만 톤, 예상되는 잠재적 흑연 매장량이 18억7000만 톤에 이르는 것으로 밝혀짐. 중국 내 주요 흑연 매장지역은 헤이룽장(黑龙江), 네이멍구(内蒙古), 산둥(山东) 지역인 것으로 나타남.
전 세계 흑연 매장량 분포(%)
자료원:中国地质调查局
- 2015년 기준중국은 흑연 생산량 전 세계 1위 국가로, 연간 흑연 생산량이 86억 톤에 이름. 이는 전 세계 흑연 생산의 67.7%에 해당함. 중국 내 흑연 광산은 대형 광산 40개, 중형 광산 19개 및 소형 광산 135개로 총 194개가 있음. 주로 네이멍구(内蒙古), 헤이룽장(黑龙江), 허베이(河北), 산둥(山东), 후난(湖南) 및 쓰촨(四川) 등의 지역에 분포하고 있음.
ㅇ 그래핀 생산·가공업 현황
- 2016년 발표된 통계에 따르면, 그래핀 연구개발, 생산 및 응용 부문과 관련된 중국 업체는 약 400개로 전 세계 그래핀 업체 수의 3/4을 차지하고 있음. 중국 내 지역별로 살펴보면중국 북부는 산둥(山东)·칭다오(青岛)를 중심으로, 중국 동부는 창저우(常州)·우시(无锡)를 중심으로, 중국 남부는 선전(深圳)·둥관(东莞)을 중심으로 그래핀 업체가 분포하고 있음. 한편, 중국 중서부 및 동북부 지역은 그래핀 관련 업체가 산발적으로 위치하며 아직 산업 클러스터가 형성되지 않았음.
중국 그래핀 관련 업체 지역별 분포
자료원:中国粉体技术网
- 업체별로 살펴보면, 중국 그래핀 업체의 80%가 연간 매출액 100만 위안 정도의 중소기업인 것으로 밝혀짐. 대부분의 중국 그래핀 업체는 마이크로 기계적 박리법, 화학적 기상증착법(CVD) 등의 합성법을 이용해 그래핀을 생산하고나트륨에톡시드 분해법 및 탄소 나노튜브 절개법 등 다소 복잡한 합성법을 이용하는 기업은 극소수에 불과했음.
- 2016년 기준, 중국 업체들은 그래핀 연관 산업에서 아직까지 빈약한 산업 완성도를 보여주었음. 복합소재, 리튬배터리 및 슈퍼축전지 산업 부문에서 중국 그래핀 업체들은 기초적인 응용 단계에 머물러 있었으며 휘어지는 디스플레이(Flexible Display), 감응장치(Sensor), 방열자재 및 생물의약 산업 부문에서는 아직 탐색단계임.
중국 대표 그래핀 업체
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업체명 |
상세 설명 |
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쟝난그래핀연구원 (江南石墨烯研究院) www.jgri.gov.cn |
창저우시 인민정부가 출자해 2011년에 설립한 과학연구 사업단체로 전 세계 제1의 그래핀 연구기구임. 약 1만4000㎡ 규모의 종합연구개발센터를 보유하고 있으며, 11개의 필름형 건축자재 및 분자형 자재 전문 실험실을 갖추고 있음 |
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창저우이차원탄소커지 (常州二维碳素科技有限公司) www.cz2dcarbon.com |
2011년 12월 설립됐으며 그래핀 필름 및 터치스크린을 전문적으로 연구개발, 생산하는 업체임. 120여 건의 특허기술을 보유하고 주식시장에 상장된 그래핀 업체 중 하나임 |
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상하이난쟝그룹 (上海南江集团有限公司) www.nanjianggroup.com |
1993년 7월 상하이시 공상국(上海市工商局)에 등록되면서 성립된 업체임. 원가 절감 및 대규모 생산을 목표로 그래핀 배터리 관련 연구개발을 진행 중 |
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중국 과학원충칭녹색스마트기술연구원 (中国科学院重庆绿色智能技术研究院) www.cigit.cas.cn |
2014년에 설립된 중국 정부 산하 연구기관으로 3D 프린터, 그래핀 등 차세대 산업 관련 연구개발을 하고 있음. 연구원 산하 23개 업체가 각 부문에서 프로젝트를 진행 중이며, 그래핀 산업단지 조성에 박차를 가하고 있음 |
자료원:각 업체 홈페이지
ㅇ 그래핀 관련 정책 및 특허 현황
- 지금까지 중국 그래핀 산업은 중국 정부의 대규모 지원을 통해 발전해왔음. 중국 정부의 '13.5 규획'은 신소재 산업이 중국의 주요 전략 신흥산업이라는 점을 명확하게 알려주었으며, 중국 국가자연과학기금위원회(国家自然科学基金委员会)는 3억 위안 이상의 자금을 그래핀 산업 관련 프로젝트에 투입했음.
그래핀 산업 관련 중국 정부 정책
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발표 시기 |
정책 명칭 |
설명 |
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2015년 9월 |
'중국제조2025'중점영역기술노선도 ('中国制造2025'重点领域技术路线图) |
'2020년까지 100억 위안 정도의 산업 규모로 확대, 2025년까지 전체 산업 규모 1000억 위안 이상으로 조성'이라는 중국 그래핀 산업에 관한 향후 10년 발전노선을 명시했음 |
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2015년 11월 |
그래핀 산업 혁신발전에 관한 몇 가지 의견 (关于加快石墨烯产业创新发展的若干意见) |
그래핀 소재 표준화, 계열화 및 원가절감을 통해 관련 업체들의 핵심 경쟁력을 제고해 2020년까지 완전한 그래핀 산업 시스템을 갖추는 것을 목표로 정함 |
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2016년 3월 |
신소재 혁신발전에 관한 지도의견 (关于加快新材料产业创新发展的指导意见) |
그래핀 기초연구, 기술개발 등 신소재 연구개발을 적극적으로 제시했음 |
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2016년 3월 |
중화인민공화국 국민경제 및 사회발전에 관한 13.5 규획요강(中华人民共和国国民经济和社 会发展第十三个五年规划纲要) |
그래핀, 슈퍼신소재 등 나노미터급 소재 개발에 전력을 다할 것이라고 표명함 |
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2016년 5월 |
국가혁신촉진발전전략요강 (国家创新驱动发展战略纲要) |
주력 산업에 대한 개혁 및 혁신을 통해 새로운 산업을 촉진하고 일자리를 마련할 것을 제시함. 신소재 산업 부문에서는 나노 소재 및 그래핀이 주력 산업이라고 밝힘 |
자료원:中华人民共和国工业和信息化部, 中共中央, 国务院
- 중국은 그래핀 관련 특허신청 전 세계 1위 국가로 그래핀 관련 연구개발에 몰두하고 있으며, 복합소재 및 축적에너지 시장이 활성화될 것으로 예상됨. 특허신청 수는 2016년 기준 6714건이며, 그래핀 연계 산업 관련 특허신청이 5086건에 달함. 구체적으로 언급하면촉매제, 전도·전열소재 및 파동소재 등 복합소재 특허신청 수가 1675건임. 리튬이온전지, 태양열 등 축적에너지 특허신청 수가 1432건임. 각각 전체 특허신청의 33%, 28%를 차지했음.
그래핀 관련 특허신청 수
자료원:中国产业信息网
중국 그래핀 연계 산업 특허 비율
자료원:中国产业信息网
ㅇ 중국 관련 업체 의견(KOTRA 샤먼 무역관 현장인터뷰)
- 중국 정부의 고급기술인증(高新技术企业认定)을 받은 K사는 2016년 중국 장외거래시장인 신삼판(新三板)에 상장된 그래핀 업체임.
Q1: 그래핀 전망은?
A1: 그래핀은 차세대 소재로서 산업에 본격적으로 접목된 지는 오래되지 않았다. 현재도 꾸준히 연구개발이 진행되고 있어서 향후 자동차 산업, 파이프라인 산업, 전자정보 산업 등 다양한 산업 분야에 적용될 것으로 기대한다.
Q2: 주요 판매 제품은?
A2: 우리 업체는 그래핀을 분말 형태로 된 분체(粉體)로 판매하고 있다. 리튬배터리 전용(锂电池专用), 도료 전용(涂料专用) 및 합성수지 전용(塑胶专用) 그래핀 분체 등 다양한 제품을 연구・개발함과 동시에 생산하고 있다.
Q3: 중국 그래핀 시장의 문제점은?
A3: 무엇보다도 양질의 그래핀 제품을 대량 생산할 수 있는 기반이 부족하다는 점이라고 생각한다. 신소재 산업은 대규모 생산이 우선적으로 이루어지는 것이 아니라 연구개발이 먼저 진행되는 분야이기 때문이다. 물론이는 중국만의 문제가 아닌미국, 한국 등 여러 국가 및업체들이 많은 고민을 하는 문제라고 생각한다.
Q4: 한국, 미국 등 외국 업체가 중국 그래핀 시장에 성공적으로 진출 가능한가?
A4: 이 부분에 대해서는 답변하기 어려울 것 같다. 그래핀 시장에서 미국·한국 업체는 중국 업체들이 가장 경계하는 대상이기 때문이다. 그러나 앞서 말했듯이 양질의 그래핀을 대량 생산할 수 있는 기반이 갖춰지는 쪽이 아무래도 시장 주도권을 쥐지 않을까 생각한다.
□ 전망 및 시사점
ㅇ 중국 그래핀 산업은 중국 정부의 정책적 지원 하에 지속적인 성장세를 보일 것으로 예상됨.
- 특히촉매제, 전도・전열 소재 등의 복합소재 산업 및 리튬이온전지, 태양열 등의 축적에너지 산업과 연계돼 향후 시장 규모는 더욱 확대될 것으로 예측됨.
ㅇ 그래핀 산업 관련 대다수의 중국 기업들은 지역별로 편중돼 있으며 중소 규모의 정부 주도 업체임.
- 아직까지는 나트륨에톡시드 분해법, 탄소 나노튜브 절개법 등 복잡한 기술을 활용하지 못하는 등 기술적 측면에서 부진한 모습을 보였고 이로 인해 경제성 및 실용성이 매우 낮았음.
- 중국은 식물성 섬유인 옥수수 속대를 이용해 그래핀을 추출하거나 그래핀 모바일 배터리 제품을 양산하는 등 끊임없이 연구개발을 진행하고 있지만, 비용 및 시설 상의 문제로 대규모 양산에는 아직 이르지 못하고 있는 실정임.
- 따라서 우수한 기술 및 인력을 보유한 한국 업체들이 중국보다 먼저 대규모 그래핀 양산에 성공한다면, 중국 시장을 선점할 수 있을 것으로 기대됨.
자료원: 中国产业信息, 中华人民共和国工业和信息化部, 中共中央, 国务院, 中商情报网, 中国粉体技术网, 中国地质调查局, 그래핀 관련 중국 업체 홈페이지 및 KOTRA 샤먼 무역관 인터뷰 자료 종합