SMM 자료에 따르면, 2023년 상반기 글로벌 ESS용 배터리 출하량은 87.0Gwh로 전년동기 대비 122% 증가하였음.
CATL은 2023년 2분기에 약 18Gwh 이상의 ESS용 배터리를 출하하여 전분기대비 20% 이상 증가하였으며, 2023년 상반기로는 33Gwh 이상의 ESS용 배터리를 출하하여 전년동기 대비 약 130% 이상 증가하였음.
2분기 CATL의 ESS용 배터리 총 이익률은 20.6%, 단위 총 이익은 0.16위안/Wh로 추정되어 전분기대비 소폭 감소(-1%)하였음.
하반기 에너지 저장 및 설치 성수기가 도래함에 따라 CATL의 ESS용 배터리 출하가 빠르게 증가할 것으로 예상되며, 2023년 CATL의 ESS용 배터리 출하량은 약 85Gwh로 전년 대비 80% 증가할 것으로 예상됨.
자료인용 : Guosen Securities 발간, CATL 보고서 (2023. 07. 27)
CATL은 2023년 2분기에 약 18Gwh 이상의 ESS용 배터리를 출하하여 전분기대비 20% 이상 증가하였으며, 2023년 상반기로는 33Gwh 이상의 ESS용 배터리를 출하하여 전년동기 대비 약 130% 이상 증가하였음.
2분기 CATL의 ESS용 배터리 총 이익률은 20.6%, 단위 총 이익은 0.16위안/Wh로 추정되어 전분기대비 소폭 감소(-1%)하였음.
하반기 에너지 저장 및 설치 성수기가 도래함에 따라 CATL의 ESS용 배터리 출하가 빠르게 증가할 것으로 예상되며, 2023년 CATL의 ESS용 배터리 출하량은 약 85Gwh로 전년 대비 80% 증가할 것으로 예상됨.
자료인용 : Guosen Securities 발간, CATL 보고서 (2023. 07. 27)
2023년 상반기에 중국 태양광 신규 설치가 78.42Gw로 전년 동기 대비 153.95% 증가하였으며, 2022년 설치량 95Gw의 80% 이상까지 다다랐습니다.
IEA는 연초 중국의 태양광 신규 설치량을 140Gw로 전망하였는데, 하반기가 성수기이며, 현재 중국이 심각한 전력난 우려되고 있기 때문에 올해 중국 신규 태양광 설치량은 예상치를 크게 상회할 것으로 보여집니다.
글로벌 태양광 설치시장은 올 하반기부터 미국과 인도를 중심으로 성장할 것으로 예상되고 있으며, 글로벌 전체적인 태양광 시장의 성장은 2024년부터 가속화될 것으로 보여집니다.
현재 중국이 자국 수요를 중심으로 성장하고 있으며, 향후 계속해서 확장되는 Capa를 바탕으로 글로벌 시장으로의 수출을 늘려 갈 것으로 예상됩니다.
---------
2023년상반기 중국 태양광 설비에 대한 수요가 크게 증가하여, 1월부터 6월까지 태양광 설비의 신규 설치량이 78.42Gw로 전년 동기대비 153.95% 증가하였으며, 6월 한달동안 17.21Gw로 전년동기 대비 140.03% 증가하였음.
2023년 상반기 중국의 태양전지 누적 수출액은 1,805.78억 위안으로 전년동기 대비 17.9% 증가하였음.
다운스트림의 강력한 시장 수요와 공급단에서의 Capa 확장으로 2023년 상반기 중국의 실리콘 재료, 웨이퍼, 셀 및 모듈의 생산량이 모두 60% 이상 증가하였음.
자료인용 : Central China Securities 발간, 2023년 상반기 글로벌 태양광시장 및 전망 (2023. 07. 26)
IEA는 연초 중국의 태양광 신규 설치량을 140Gw로 전망하였는데, 하반기가 성수기이며, 현재 중국이 심각한 전력난 우려되고 있기 때문에 올해 중국 신규 태양광 설치량은 예상치를 크게 상회할 것으로 보여집니다.
글로벌 태양광 설치시장은 올 하반기부터 미국과 인도를 중심으로 성장할 것으로 예상되고 있으며, 글로벌 전체적인 태양광 시장의 성장은 2024년부터 가속화될 것으로 보여집니다.
현재 중국이 자국 수요를 중심으로 성장하고 있으며, 향후 계속해서 확장되는 Capa를 바탕으로 글로벌 시장으로의 수출을 늘려 갈 것으로 예상됩니다.
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2023년상반기 중국 태양광 설비에 대한 수요가 크게 증가하여, 1월부터 6월까지 태양광 설비의 신규 설치량이 78.42Gw로 전년 동기대비 153.95% 증가하였으며, 6월 한달동안 17.21Gw로 전년동기 대비 140.03% 증가하였음.
2023년 상반기 중국의 태양전지 누적 수출액은 1,805.78억 위안으로 전년동기 대비 17.9% 증가하였음.
다운스트림의 강력한 시장 수요와 공급단에서의 Capa 확장으로 2023년 상반기 중국의 실리콘 재료, 웨이퍼, 셀 및 모듈의 생산량이 모두 60% 이상 증가하였음.
자료인용 : Central China Securities 발간, 2023년 상반기 글로벌 태양광시장 및 전망 (2023. 07. 26)
일반적으로 태양광 설치 성수기는 하반기인데, 올해 중국에서 보여주는 특이한 점은 상반기부터 이미 태양광 발전 설치가 크게 늘고 있다는 점입니다.
이는 중국 정부의 강력한 전력원 확충 의지와 태양광용 기자재의 생산량 확대이 크게 증가하여 전체 설치비용이 낮아졌기 때문입니다.
연초 2023년 중국 태양광 예상 설치량은 140Gw였으나 이미 상반기에 78.4Gw가 설치되어 올 예상치 140Gw를 훨씬 상회할 것으로 예상되고 있습니다.
자료인용 : Central China Securities 발간, 2023년 상반기 글로벌 태양광시장 및 전망 (2023. 07. 26)
이는 중국 정부의 강력한 전력원 확충 의지와 태양광용 기자재의 생산량 확대이 크게 증가하여 전체 설치비용이 낮아졌기 때문입니다.
연초 2023년 중국 태양광 예상 설치량은 140Gw였으나 이미 상반기에 78.4Gw가 설치되어 올 예상치 140Gw를 훨씬 상회할 것으로 예상되고 있습니다.
자료인용 : Central China Securities 발간, 2023년 상반기 글로벌 태양광시장 및 전망 (2023. 07. 26)
7월 27일 실적발표 이후, 한화솔루션의 주가는 크게 하락하고 있는데 한화솔루션의 주가 하락에 영향을 미친 요인 중 하나는 3분기 신재생에너지사업에 대한 전망으로 추정 됩니다.
한화솔루션은 3분기에도 고가 웨이퍼 투입 영향을 받아 이익률 개선이 뚜렷하지 않을 것이라고 전망하였고 이에 시장은 한화솔루션의 3분기 실적에 대한 우려로 주가가 큰 폭으로 하락하고 있습니다.
전통적으로 태양광 설치 시장은 하반기가 성수기이기 때문에 연말로 갈수록 미국의 태양광 설치도 높아질 것으로 예상되고 있습니다.
실질적으로 EIA의 태양광 프로젝트 전망치를 보면, 2023년 하반기 미국 태양광 설치프로젝트가 큰 폭으로 증가하는 것을 확인해 볼 수 있습니다.
미국 First Sloar의 경우, 2분기 어닝서프라이즈를 기록하였는데 이는 AMPC로 1.55억 달러(+121%, QoQ)가 이익으로 반영되었기 때문입니다. 고가의 원재료 투입에 대한 이익률 우려에도 불구하고 한화솔루션도 하반기 미국 태양광설치 성수기를 맞아 관련 출하량이 상승하면서 AMPC 효과가 기대됩니다.
한화솔루션도 2분기 시장 기대를 하회하는 실적을 시현하였지만, 7월부터 태양광 셀/모듈 가격이 반등하고 있고, 하반기 중국 및 글로벌 설치량 증가와 중국의 전력우려와 소재수급 불안이 있어 향후 태양광 셀/모듈 가격이 상승할 것으로 전망되고 있습니다.
현재 한화솔루션은 장기적 관점에서 접근한다면 현재 주가는 매력적인 구간에 진입하고 있다고 판단됩니다.
한화솔루션은 3분기에도 고가 웨이퍼 투입 영향을 받아 이익률 개선이 뚜렷하지 않을 것이라고 전망하였고 이에 시장은 한화솔루션의 3분기 실적에 대한 우려로 주가가 큰 폭으로 하락하고 있습니다.
전통적으로 태양광 설치 시장은 하반기가 성수기이기 때문에 연말로 갈수록 미국의 태양광 설치도 높아질 것으로 예상되고 있습니다.
실질적으로 EIA의 태양광 프로젝트 전망치를 보면, 2023년 하반기 미국 태양광 설치프로젝트가 큰 폭으로 증가하는 것을 확인해 볼 수 있습니다.
미국 First Sloar의 경우, 2분기 어닝서프라이즈를 기록하였는데 이는 AMPC로 1.55억 달러(+121%, QoQ)가 이익으로 반영되었기 때문입니다. 고가의 원재료 투입에 대한 이익률 우려에도 불구하고 한화솔루션도 하반기 미국 태양광설치 성수기를 맞아 관련 출하량이 상승하면서 AMPC 효과가 기대됩니다.
한화솔루션도 2분기 시장 기대를 하회하는 실적을 시현하였지만, 7월부터 태양광 셀/모듈 가격이 반등하고 있고, 하반기 중국 및 글로벌 설치량 증가와 중국의 전력우려와 소재수급 불안이 있어 향후 태양광 셀/모듈 가격이 상승할 것으로 전망되고 있습니다.
현재 한화솔루션은 장기적 관점에서 접근한다면 현재 주가는 매력적인 구간에 진입하고 있다고 판단됩니다.
연도별 중국 태양광 설치량은 2017년 52.7Gw를 기록한 이후 계속해서 줄어들다 2022년 87.4Gw로 이전 최고치를 갱신하였습니다.
총 누적으로는 2022년 기준 392.2Gw이며 올해 550Gw를 넘어설 것으로 예상되고 있습니다.
중국 지역별 설치량을 보면, 산동지역이 가장 높으며, 뒤이어 하북, 절강, 강소, 하남 등 중국 내에서 산업이 발달해 있는 지역의 누적설치량이 높은 편이고, 최근 내몽고, 신장, 청해 등 일사량이 좋은 지역에서의 대규모 발전용 태양광 설치가 늘어나고 있는 추세입니다.
태양광은 크게 분산형, 그리드 연계형, 독립형으로 나뉘어지는데 이전에는 전력이 필요한 장소에 독자적인 전력망을 구축하는 독립형과 분산형이 많았다면 최근 중국에서는 그리드와 연계된 대규모 태양광 발전시설이 많이 건설되고 있습니다.
총 누적으로는 2022년 기준 392.2Gw이며 올해 550Gw를 넘어설 것으로 예상되고 있습니다.
중국 지역별 설치량을 보면, 산동지역이 가장 높으며, 뒤이어 하북, 절강, 강소, 하남 등 중국 내에서 산업이 발달해 있는 지역의 누적설치량이 높은 편이고, 최근 내몽고, 신장, 청해 등 일사량이 좋은 지역에서의 대규모 발전용 태양광 설치가 늘어나고 있는 추세입니다.
태양광은 크게 분산형, 그리드 연계형, 독립형으로 나뉘어지는데 이전에는 전력이 필요한 장소에 독자적인 전력망을 구축하는 독립형과 분산형이 많았다면 최근 중국에서는 그리드와 연계된 대규모 태양광 발전시설이 많이 건설되고 있습니다.
지구온난화와 미중 갈등
● 지구온난화 → 탈탄소 → 에너지변환(화석연료→재생에너지) → 신재생에너지(태양광/풍력) → 전력인프라, 태양광관련 인프라, 배터리(전기차 전환, ESS)
※ 재생에너지 : 수력, 원자력(우라늄도 재생됨) 등 / 신재생에너지 : 태양광, 풍력 등
● 미중 갈등 → 중국의 미국/유럽 시장 진입을 억제 → 국내 배터리, 전력인프라 관련 기업 수혜
※ 미중 갈등은 제조업이 인력중심(중국)에서 자동화(리쇼어링 ; 로봇, AI)로 가속화 시키는 역할도 하고 있음.
○ 에너지산업의 패러다임 변화 (열에너지에서 전기에너지) → 신재생에너지(태양광, 풍력), 전력인프라
※ 열에너지(화석연료)는 저장과 이동이 용이하나 전기에너지는 저장과 이동이 어려움 → 수소, 배터리(ESS), 송배전 전력인프라
○ 자동차산업 패러다임 변화 (내연차에서 전기차) → 배터리
지구온난화 문제와 서방과 중국(+러시아)의 갈등은 세계가 직면해 있는 가장 큰 이슈이며, 현재 한국 주식시장도 탈탄소와 미중 갈등의 수혜주들이 높은 주가 상승률을 보여주고 있는 상황입니다.
지구온난화 문제는 에너지 패러다임을 열에너지(화석연료)에서 전기에너지(신재생에너지)로 바꾸는 것으로, 이 가운데서 선진국과 자원부국(중동, 러시아 등)과의 갈등이 빚어지고 있습니다.
에너지 패러다임으로 인한 국가 간의 갈등에 미국과 중국의 패권 갈등이 증폭되면서 글로벌 제조업을 장악하고 있던 중국으로부터의 De-risking 움직임이 서방(특히 미국)에서 나타나면서, 관련된 국내 업체들이 수혜를 보고 있는데, 국내 배터리와 전력기기 산업이 대표적입니다.
그리고 여기서 한발 더 나가, 제조업 패러다임이 저렴한 노동력을 바탕으로 글로벌 분업화를 통한 효율추구에서 리쇼어링과 가치 중심의 블록화로 전환되면서, 로봇과 AI산업의 성장으로도 연결되고 있습니다.
또한 에너지 전환에서 가장 주목을 받고 있는 산업 중 하나는 100년만에 패러다임 변화(내연차에서 전기차)를 겪고 있는 자동차 산업입니다.
글로벌 경기침체 문제가 끊임없이 제기되고 있는 상황 속에서도 에너지변환과 미중 갈등은 계속 이어질 가능성이 높고, 관련된 산업들은 앞으로도 타 산업 대비 높은 성장성을 구가할 것으로 보여집니다.
● 지구온난화 → 탈탄소 → 에너지변환(화석연료→재생에너지) → 신재생에너지(태양광/풍력) → 전력인프라, 태양광관련 인프라, 배터리(전기차 전환, ESS)
※ 재생에너지 : 수력, 원자력(우라늄도 재생됨) 등 / 신재생에너지 : 태양광, 풍력 등
● 미중 갈등 → 중국의 미국/유럽 시장 진입을 억제 → 국내 배터리, 전력인프라 관련 기업 수혜
※ 미중 갈등은 제조업이 인력중심(중국)에서 자동화(리쇼어링 ; 로봇, AI)로 가속화 시키는 역할도 하고 있음.
○ 에너지산업의 패러다임 변화 (열에너지에서 전기에너지) → 신재생에너지(태양광, 풍력), 전력인프라
※ 열에너지(화석연료)는 저장과 이동이 용이하나 전기에너지는 저장과 이동이 어려움 → 수소, 배터리(ESS), 송배전 전력인프라
○ 자동차산업 패러다임 변화 (내연차에서 전기차) → 배터리
지구온난화 문제와 서방과 중국(+러시아)의 갈등은 세계가 직면해 있는 가장 큰 이슈이며, 현재 한국 주식시장도 탈탄소와 미중 갈등의 수혜주들이 높은 주가 상승률을 보여주고 있는 상황입니다.
지구온난화 문제는 에너지 패러다임을 열에너지(화석연료)에서 전기에너지(신재생에너지)로 바꾸는 것으로, 이 가운데서 선진국과 자원부국(중동, 러시아 등)과의 갈등이 빚어지고 있습니다.
에너지 패러다임으로 인한 국가 간의 갈등에 미국과 중국의 패권 갈등이 증폭되면서 글로벌 제조업을 장악하고 있던 중국으로부터의 De-risking 움직임이 서방(특히 미국)에서 나타나면서, 관련된 국내 업체들이 수혜를 보고 있는데, 국내 배터리와 전력기기 산업이 대표적입니다.
그리고 여기서 한발 더 나가, 제조업 패러다임이 저렴한 노동력을 바탕으로 글로벌 분업화를 통한 효율추구에서 리쇼어링과 가치 중심의 블록화로 전환되면서, 로봇과 AI산업의 성장으로도 연결되고 있습니다.
또한 에너지 전환에서 가장 주목을 받고 있는 산업 중 하나는 100년만에 패러다임 변화(내연차에서 전기차)를 겪고 있는 자동차 산업입니다.
글로벌 경기침체 문제가 끊임없이 제기되고 있는 상황 속에서도 에너지변환과 미중 갈등은 계속 이어질 가능성이 높고, 관련된 산업들은 앞으로도 타 산업 대비 높은 성장성을 구가할 것으로 보여집니다.
태양광 전지(PERC, Topcon, HJT)별 증착공정 가스 및 처리 (엘오티베큠, 지앤비에스 에코)
태양광 전지는 주로 PERC(Passivated Emitter and Rear Cell/Contact), Topcon(Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT(Heterojunction ; 이종접합) 등의 공정을 사용하며, 현재 PERC 전지가 많이 사용되어지고 있음.
PERC 공정에서는 후면 유전체막의 passivation에서 더 많은 공정 폐가스가 발생하며, 이 공정에서 주로 TMA/SiH4,NH3 및 N2O를 사용하는 PECVD 장비를 사용함.
다량의 실란(Silan)은 실란탑에 의해 연소되는 반면 TMA 및 아산화질소 공정은 배기가스 프로세스를 통해 처리해야 함.
TMA의 자연 발화 및 폭발 특성은 옥외에 있는 산(酸)세척 처리 시스템의 위험요소임.
액화 특성으로 인한 폭발 위험성을 줄이기 위해 파이프라인에서 가스들을 미리 처리해야 함.
TOPCon 공정 기술의 업그레이드를 위해서는 PERC 생산라인에 붕소 증폭 장비를 추가해야 해서 PERC 생산라인에 LPCVD 또는 PECVD를 추가해야 함.
처리해야 하는 주요 공정 폐가스는 BC13/SiH4/B2H6/NH3/PH3/H2임.
PH3는 독극물이며, BCI3는 물을 만나면 격렬하게 반응함.
HJT 핵심 장비인 비정질 실리콘 증착 장비는 주로 CVD 공정을 사용하며, 고유 비정질 실리콘층, P형 비정질 실리콘층 및 N형 비정질 실리콘층을 도금하는데 이 단계는 기존 PERC공정의 확산 공정을 대체하고 이종 접합 구조를 구성하여 공정 난이도가 높음.
처리해야하는 주요 공정 폐가스는 NF3/SiH4/B2H6/PH3/CO2/H2임.
챔버 세척가스로 NF3를 더 많이 사용하기 때문에 완전한 분해가 어렵고 일반 배기가스 프로세스가 처리하기 어려워 분해 온도가 95% 이상의 처리 효율을 달성하려면 1,100도 이상에 도달해야 하며 일부 업체는 C2F6 또는 CF4를 챔버 세척가스로 사용하여 유효 분해 온도가 더 높음.
https://www.xwhj-sh.com/?p=16742
태양광 전지는 주로 PERC(Passivated Emitter and Rear Cell/Contact), Topcon(Tunnel Oxide Passivated Contact), HJT(Heterojunction ; 이종접합) 등의 공정을 사용하며, 현재 PERC 전지가 많이 사용되어지고 있음.
PERC 공정에서는 후면 유전체막의 passivation에서 더 많은 공정 폐가스가 발생하며, 이 공정에서 주로 TMA/SiH4,NH3 및 N2O를 사용하는 PECVD 장비를 사용함.
다량의 실란(Silan)은 실란탑에 의해 연소되는 반면 TMA 및 아산화질소 공정은 배기가스 프로세스를 통해 처리해야 함.
TMA의 자연 발화 및 폭발 특성은 옥외에 있는 산(酸)세척 처리 시스템의 위험요소임.
액화 특성으로 인한 폭발 위험성을 줄이기 위해 파이프라인에서 가스들을 미리 처리해야 함.
TOPCon 공정 기술의 업그레이드를 위해서는 PERC 생산라인에 붕소 증폭 장비를 추가해야 해서 PERC 생산라인에 LPCVD 또는 PECVD를 추가해야 함.
처리해야 하는 주요 공정 폐가스는 BC13/SiH4/B2H6/NH3/PH3/H2임.
PH3는 독극물이며, BCI3는 물을 만나면 격렬하게 반응함.
HJT 핵심 장비인 비정질 실리콘 증착 장비는 주로 CVD 공정을 사용하며, 고유 비정질 실리콘층, P형 비정질 실리콘층 및 N형 비정질 실리콘층을 도금하는데 이 단계는 기존 PERC공정의 확산 공정을 대체하고 이종 접합 구조를 구성하여 공정 난이도가 높음.
처리해야하는 주요 공정 폐가스는 NF3/SiH4/B2H6/PH3/CO2/H2임.
챔버 세척가스로 NF3를 더 많이 사용하기 때문에 완전한 분해가 어렵고 일반 배기가스 프로세스가 처리하기 어려워 분해 온도가 95% 이상의 처리 효율을 달성하려면 1,100도 이상에 도달해야 하며 일부 업체는 C2F6 또는 CF4를 챔버 세척가스로 사용하여 유효 분해 온도가 더 높음.
https://www.xwhj-sh.com/?p=16742
주식시장의 주목을 받고 있는 CNT에 관한 내용으로,
MWCNT는 현재 기술적으로 성숙되어져 있어 많은 업체들이 진입을 시도하고 있습니다.
MWCNT는 CNT제조보다 분산기술이 더 중요하며, 나노신소재가 이 분산기술에 있어 장점을 지니고 있습니다.
SWCNT는 제조공정이 매우 어려워, 현재 러시아 옥시알이 글로벌 시장을 독점(90%)하고 있으며, 현재 일부 중국(Cnano) 및 한국 업체(제이오 등)들이 관련 시장에 뛰어들고는 있으나 중국 업체의 속도가 좀 더 빠른 상황입니다.
----------------
● CNT 제조 과정 및 분산제
현재 MWCNT의 경우 단일 생산라인에서 연 수천톤 규모로 양산 가능한 수준까지 올라왔음.
LG화학이 단일 생산라인으로는 세계최대 생산량을 가지고 있음.
MWCNT를 모아서 1m㎡의 단면적을 가지는 와이어를 제작했다고 가정하면 이 와이어는 6.4톤에 해당하는 물체를 들어올릴 수 있을 정도의 강한 기계적 강도를 지닐 수 있음.
CNT는 높은 전도성으로 인해 기존 전도체인 Carbon Black을 대체해 나가고 있음.
그래핀은 2차원적 구조를 지니고 있지만, CNT는 그래핀이 말려 있는 3차원적 구조를 지니고 있음.
직경이 수-수십 나노미터에 이르며 형상이 튜브와 비슷하다고 해서 CNT라고 불림.
즉, CNT는 그래핀이 모양만 변형된 상태이기 때문에 전기전도도가 그래핀과 매우 유사한 특성을 지님.
CNT는 합성 조건에 따라, SWCNT와 MWCNT, 직경(1 – 100nm)과 길이(1 – 수십 마이크론)등이 다양하게 합성될 수 있음.
○ CNT 제조방법
MWCNT의 가장 잘 알려진 생산 방법은 유동층 반응기에 촉매와 에탄 혹은 메탄가스를 주입하여 반응시킴.
촉매 입자를 반응기에 투입한 후 온도를 700도까지 상승시킨 이후 질소와 수소의 혼합가스를 주입하여 촉매입자를 반응기에서 움직이게 하고 동시에 탄소의 원료인 에탄이나 메탄 가스를 주입함.
CNT를 제조하기 위해서는 촉매입자 위에서 메탄/에탄 가스가 분해되어야 하는데 이러한 반응은 고온에서 만 일어날 수 있음.
고온으로 가열된 촉매 입자가 반응기 내부에서 주입되는 가스(질소, 수소 혼합가스)에 의해 부양되어진 상태에서 탄소원자의 소스가 되는 메탄가스가 주입됨.
메탄가스(CH4)는 촉매 표면과 접촉하면 고온에서의 촉매작용에 의하여 탄소와 수소의 결합이 깨지면서 탄소원자 하나와 수소원자 4개로 분리되며, 수소원자들은 서로 결합하여 수소가스로 변환되어 반응기로부터 빠져나가게 됨.
다량의 메탄가스가 촉매 표면에서 이런 과정을 반복하게 되면 촉매표면에 다수의 탄소원자가 존재하게 되고, 원자상태의 탄소는 탄소원자들끼리 결합을 시도하게 됨.
촉매 표면에 산재된 탄소원자들은 주어진 조건에서 가장 안정된 형태로 성장하게 되는데 이때 탄소원자들은 튜브의 구조를 택하게 됨. (CNT)
이때 CNT의 성장재료인 메탄가스의 투입량과 시기를 조절하면서 CNT의 양과 길이, 직경 등을 조절할 수 있음.
이때 생성된 CNT들은 얽힌 실타래와 같은 형상을 가지게 되며 CNT를 2차전지 첨가제로 사용하기 위해서는 얽힌 실타래를 풀어줘야 하며, 용매에 균일하게 분포시킬 수 있게 분산시켜줘야 함.
개별 CNT와 CNT사이에 상호작용이 강하게 나타나기 때문에 엉켜져 있는 CNT다발을 기계적으로 서로 띄어 놓더라도 시간이 지나면 다시 뭉치게 됨.
뭉쳐있는 CNT들을 밀링머신이라는 장비에 투입시켜 물리적 힘을 가함으로써 CNT간의 상호작용을 약화시킴.
이렇게 분리된 CNT들을 다시 엉키지 않게 표면처리를 해주는데, 이때 표면처리용으로 사용되는 물질은 한쪽은 CNT와의 상호작용이 큰 화학적 구조를 지니고 있으며, 다른 한쪽은 용매와의 상호작용이 크게 만들어져 있음.
이런 성질을 지닌 물질로 CNT를 코팅하게 되면 CNT들이 장시간 얽히는 현상을 억제할 수 있음.
이런 성질을 지닌 물질들을 통상 분산제라고 함.
CNT의 경우 주로 고분자 형태로 된 분산제를 사용
이렇게 제조된 CNT 분산용액은 2차전지 양극재와 음극재에 혼합되어 사용되면, 기존의 탄소 도전재(Carbon Black)에 비해 소량만 사용하더라도 전기전도도를 높여주는 특성을 지닐 수 있음.
MWCNT의 생산과 분산방법은 현재 상당한 기술적 성숙이 이뤄져 있으며, 한국, 일본, 중국에서 대부분의 생산이 이뤄지고 있음.
MWCNT 관련 업체 : LG화학, 제이오, 금호, CNano(중국) 등
SWCNT의 경우 OCSiAL이라는 러시아 업체에 의해서 독점되고 있음. (글로벌 생산량의 90%)
최근 중국 CNano가 SWCNT의 본격적 양산 진입을 선언하였음.
https://www.youtube.com/watch?v=8EFk3pjaWzw
MWCNT는 현재 기술적으로 성숙되어져 있어 많은 업체들이 진입을 시도하고 있습니다.
MWCNT는 CNT제조보다 분산기술이 더 중요하며, 나노신소재가 이 분산기술에 있어 장점을 지니고 있습니다.
SWCNT는 제조공정이 매우 어려워, 현재 러시아 옥시알이 글로벌 시장을 독점(90%)하고 있으며, 현재 일부 중국(Cnano) 및 한국 업체(제이오 등)들이 관련 시장에 뛰어들고는 있으나 중국 업체의 속도가 좀 더 빠른 상황입니다.
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● CNT 제조 과정 및 분산제
현재 MWCNT의 경우 단일 생산라인에서 연 수천톤 규모로 양산 가능한 수준까지 올라왔음.
LG화학이 단일 생산라인으로는 세계최대 생산량을 가지고 있음.
MWCNT를 모아서 1m㎡의 단면적을 가지는 와이어를 제작했다고 가정하면 이 와이어는 6.4톤에 해당하는 물체를 들어올릴 수 있을 정도의 강한 기계적 강도를 지닐 수 있음.
CNT는 높은 전도성으로 인해 기존 전도체인 Carbon Black을 대체해 나가고 있음.
그래핀은 2차원적 구조를 지니고 있지만, CNT는 그래핀이 말려 있는 3차원적 구조를 지니고 있음.
직경이 수-수십 나노미터에 이르며 형상이 튜브와 비슷하다고 해서 CNT라고 불림.
즉, CNT는 그래핀이 모양만 변형된 상태이기 때문에 전기전도도가 그래핀과 매우 유사한 특성을 지님.
CNT는 합성 조건에 따라, SWCNT와 MWCNT, 직경(1 – 100nm)과 길이(1 – 수십 마이크론)등이 다양하게 합성될 수 있음.
○ CNT 제조방법
MWCNT의 가장 잘 알려진 생산 방법은 유동층 반응기에 촉매와 에탄 혹은 메탄가스를 주입하여 반응시킴.
촉매 입자를 반응기에 투입한 후 온도를 700도까지 상승시킨 이후 질소와 수소의 혼합가스를 주입하여 촉매입자를 반응기에서 움직이게 하고 동시에 탄소의 원료인 에탄이나 메탄 가스를 주입함.
CNT를 제조하기 위해서는 촉매입자 위에서 메탄/에탄 가스가 분해되어야 하는데 이러한 반응은 고온에서 만 일어날 수 있음.
고온으로 가열된 촉매 입자가 반응기 내부에서 주입되는 가스(질소, 수소 혼합가스)에 의해 부양되어진 상태에서 탄소원자의 소스가 되는 메탄가스가 주입됨.
메탄가스(CH4)는 촉매 표면과 접촉하면 고온에서의 촉매작용에 의하여 탄소와 수소의 결합이 깨지면서 탄소원자 하나와 수소원자 4개로 분리되며, 수소원자들은 서로 결합하여 수소가스로 변환되어 반응기로부터 빠져나가게 됨.
다량의 메탄가스가 촉매 표면에서 이런 과정을 반복하게 되면 촉매표면에 다수의 탄소원자가 존재하게 되고, 원자상태의 탄소는 탄소원자들끼리 결합을 시도하게 됨.
촉매 표면에 산재된 탄소원자들은 주어진 조건에서 가장 안정된 형태로 성장하게 되는데 이때 탄소원자들은 튜브의 구조를 택하게 됨. (CNT)
이때 CNT의 성장재료인 메탄가스의 투입량과 시기를 조절하면서 CNT의 양과 길이, 직경 등을 조절할 수 있음.
이때 생성된 CNT들은 얽힌 실타래와 같은 형상을 가지게 되며 CNT를 2차전지 첨가제로 사용하기 위해서는 얽힌 실타래를 풀어줘야 하며, 용매에 균일하게 분포시킬 수 있게 분산시켜줘야 함.
개별 CNT와 CNT사이에 상호작용이 강하게 나타나기 때문에 엉켜져 있는 CNT다발을 기계적으로 서로 띄어 놓더라도 시간이 지나면 다시 뭉치게 됨.
뭉쳐있는 CNT들을 밀링머신이라는 장비에 투입시켜 물리적 힘을 가함으로써 CNT간의 상호작용을 약화시킴.
이렇게 분리된 CNT들을 다시 엉키지 않게 표면처리를 해주는데, 이때 표면처리용으로 사용되는 물질은 한쪽은 CNT와의 상호작용이 큰 화학적 구조를 지니고 있으며, 다른 한쪽은 용매와의 상호작용이 크게 만들어져 있음.
이런 성질을 지닌 물질로 CNT를 코팅하게 되면 CNT들이 장시간 얽히는 현상을 억제할 수 있음.
이런 성질을 지닌 물질들을 통상 분산제라고 함.
CNT의 경우 주로 고분자 형태로 된 분산제를 사용
이렇게 제조된 CNT 분산용액은 2차전지 양극재와 음극재에 혼합되어 사용되면, 기존의 탄소 도전재(Carbon Black)에 비해 소량만 사용하더라도 전기전도도를 높여주는 특성을 지닐 수 있음.
MWCNT의 생산과 분산방법은 현재 상당한 기술적 성숙이 이뤄져 있으며, 한국, 일본, 중국에서 대부분의 생산이 이뤄지고 있음.
MWCNT 관련 업체 : LG화학, 제이오, 금호, CNano(중국) 등
SWCNT의 경우 OCSiAL이라는 러시아 업체에 의해서 독점되고 있음. (글로벌 생산량의 90%)
최근 중국 CNano가 SWCNT의 본격적 양산 진입을 선언하였음.
https://www.youtube.com/watch?v=8EFk3pjaWzw
YouTube
탄소 나노튜브는 이렇게 제작됩니다!
CNT, 혹은 탄소 나노튜브의 제조방법과 실제 사용을 위한 처리 방법을 소개 합니다.
#탄소나노튜브 #CNT #전고체전지
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중국 2차전지 및 소재 시장은 올 초 전기차 업황이 부진하면서 2차전지 성장성에 대한 우려가 존재하였으나, ESS시장용 배터리 시장의 빠른 성장으로 상반기 전기차 시장의 부진을 다소나마 만회하는 모습을 보여주고 있습니다.
아직 2차전지 시장 중 ESS가 차지하는 비중이 20% 이하이기 때문에, 전기차용 배터리 성장 둔화를 ESS용 배터리 시장의 성장으로 모두 만회하는 것은 불가능하지만, 최근 중국 전기차 시장의 회복도 이뤄지면서 ESS용 배터리 시장의 확대가 배터리 시장의 새로운 성장 모멘텀으로 작용하고 있습니다.
2021년과 2022년 후발업체들이 2차전지시장에 뛰어들고 우후죽순으로 Capa를 확장한 부작용이 2023년초에 나타났는데, 기술력이 상대적으로 낮은 후발업체들이 전기차용 배터리보다는 ESS용 배터리에 집중하는 모습도 나타나고 있어 중국 배터리산업이 전반적으로 안정화 되는 모습도 보여주고 있습니다.
이러한 중국 배터리 시장 안정화는 소재가격의 안정화로도 이어질 것으로 보여지며, 특히 ESS용 배터리에 노출도가 높은 전해액, 건식분리막, 천연흑연, LiPF6 등의 소재업체들에게 우호적인 사업환경을 조성해줄 것으로 보이며, 실제 이들 전해액과, 건식분리막, 천연흑연의 가격이 최근 타 소재 대비 더 안정적인 모습을 보여주고 있습니다.
아쉽게도 국내 소재기업들 중 관련된 노출도가 높은 소재기업이 많지 않지만 전해액업체들은 타 소재대비 좀 더 양호한 영업환경을 놓여 있는 것은 분명해 보입니다.
아직 2차전지 시장 중 ESS가 차지하는 비중이 20% 이하이기 때문에, 전기차용 배터리 성장 둔화를 ESS용 배터리 시장의 성장으로 모두 만회하는 것은 불가능하지만, 최근 중국 전기차 시장의 회복도 이뤄지면서 ESS용 배터리 시장의 확대가 배터리 시장의 새로운 성장 모멘텀으로 작용하고 있습니다.
2021년과 2022년 후발업체들이 2차전지시장에 뛰어들고 우후죽순으로 Capa를 확장한 부작용이 2023년초에 나타났는데, 기술력이 상대적으로 낮은 후발업체들이 전기차용 배터리보다는 ESS용 배터리에 집중하는 모습도 나타나고 있어 중국 배터리산업이 전반적으로 안정화 되는 모습도 보여주고 있습니다.
이러한 중국 배터리 시장 안정화는 소재가격의 안정화로도 이어질 것으로 보여지며, 특히 ESS용 배터리에 노출도가 높은 전해액, 건식분리막, 천연흑연, LiPF6 등의 소재업체들에게 우호적인 사업환경을 조성해줄 것으로 보이며, 실제 이들 전해액과, 건식분리막, 천연흑연의 가격이 최근 타 소재 대비 더 안정적인 모습을 보여주고 있습니다.
아쉽게도 국내 소재기업들 중 관련된 노출도가 높은 소재기업이 많지 않지만 전해액업체들은 타 소재대비 좀 더 양호한 영업환경을 놓여 있는 것은 분명해 보입니다.
중국 리튬시장은 7월초부터 약세를 이어가고 있는 상황으로 탄산리튬가격이 30만위안/톤을 하회한 상태입니다.
중국내 리튬광산의 공급 증가와 해외(아프리카 중심)산 리튬 공급 증가로 공급이 증가한 상태에서 리튬이 중국 선물시장에 상장되어 거래되기 시작하면서 주초 리튬가격의 하락심리를 자극하였습니다.
당분간 리튬가격의 약세는 계속 이어질 것으로 보여집니다.
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주간 2차전지 소재시장 동향 (2023. 07. 24 – 2023. 07. 28) : 리튬
리튬광석 : 조심스러운 시장 거래심리, 리튬광석 가격 하락
주초 탄산리튬 선물 하락세로 원료 측의 단기 시장 심리에 영향을 미치면서 수요가 미미하여 시장 거래가 많지 않았음. 당분간 리튬광석 가격은 약세를 보일 것으로 예상.
锂矿：市场交投心态谨慎，锂矿价格偏弱运行
周初碳酸锂期货跌势影响原料端短期内市场情绪，叠加下游需求平淡，市场难有成交出现。预计短期内锂矿价格偏弱运行。
주간 리튬광석 가격은 톤당 150 - 300위안 하락하였으며, 탄산리튬의 선물시장 상장은 시장심리에 안 좋은 영향을 미쳐 시장거래에 대한 관망세가 높아진 상황임.
중국 광산의 공급 증가와 홍콩의 상품 증가가 겹치면서 시장 거래를 어렵게 만들었음.
锂矿：周内锂矿价格下调150-300元/吨度。碳酸锂期货上市严重影响市场情绪，收货心理谨慎，观望态势较重。成本倒挂风险下，锂盐厂需求弱势，叠加国内矿山供应增量叠加到港货物增多，市场难有成交。下游采购压价力度进一步提升，锂矿价格逐步下调，部分持货商挺价停止出货，也有贸易商主动下调报价为促成交。预计短期内锂矿价格偏弱运行。
리튬염 : 수요단의 가격 인하심리가 강하고, 리튬염 현물거래도 활발하지 못함.
주간 리튬염 가격 약세가 계속되었고, 원가(리튬광석) 또한 약세를 보여주고 있음.
주간 거래 분위기는 보통이었으며, 탄산리튬 선물 시장 개장으로 공매도 거래가 강하였음.
현재 시장 현물 거래가 제한되어 있고, 수요단의 구매 의지도 좋지 않아 가격 인하 심리가 비교적 강한 상태임.
锂盐：下游压价心理强烈，锂盐现货成交有限
周内锂盐价格弱势难改，成本支撑相继走弱。周内交投氛围一般，本周碳酸锂期货开盘，受情绪带动，看空情绪强烈。目前市场现货成交有限，下游采买积极性不佳，压价心理较强烈。
주간 탄산리튬 가격은 1.2만 – 1.3만위안 하락하였으며, 수산화리튬가격은 0.6만 – 0.75만 위안 하락하였음.
이번 주는 선물 시장 개장으로 인해 탄산리튬에 대한 공매도가 늘어나면서 현물 가격이 함께 하락하였음.
현물 거래는 산발적인 저가 가격 문의만 있을 뿐, 구매와 판매측 모두 경색된 상태임.
锂盐：周内碳酸锂价格下调1.2-1.3万元，氢氧化锂价格下调0.6-0.75万元。周内锂盐价格延续下行态势，本周期货开盘，碳酸锂合约在周初下行后逐渐上涨，市场参与者对后续行情看空情绪明显，受看空情绪带动，现货方面商谈重心下移，持货方报价向下调整，下游压价心态较重，入市积极性不足，仅有零星低价试探行为，买卖双方博弈僵持，短期内预计锂盐价格继续下探。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1772653157976466370
중국내 리튬광산의 공급 증가와 해외(아프리카 중심)산 리튬 공급 증가로 공급이 증가한 상태에서 리튬이 중국 선물시장에 상장되어 거래되기 시작하면서 주초 리튬가격의 하락심리를 자극하였습니다.
당분간 리튬가격의 약세는 계속 이어질 것으로 보여집니다.
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주간 2차전지 소재시장 동향 (2023. 07. 24 – 2023. 07. 28) : 리튬
리튬광석 : 조심스러운 시장 거래심리, 리튬광석 가격 하락
주초 탄산리튬 선물 하락세로 원료 측의 단기 시장 심리에 영향을 미치면서 수요가 미미하여 시장 거래가 많지 않았음. 당분간 리튬광석 가격은 약세를 보일 것으로 예상.
锂矿：市场交投心态谨慎，锂矿价格偏弱运行
周初碳酸锂期货跌势影响原料端短期内市场情绪，叠加下游需求平淡，市场难有成交出现。预计短期内锂矿价格偏弱运行。
주간 리튬광석 가격은 톤당 150 - 300위안 하락하였으며, 탄산리튬의 선물시장 상장은 시장심리에 안 좋은 영향을 미쳐 시장거래에 대한 관망세가 높아진 상황임.
중국 광산의 공급 증가와 홍콩의 상품 증가가 겹치면서 시장 거래를 어렵게 만들었음.
锂矿：周内锂矿价格下调150-300元/吨度。碳酸锂期货上市严重影响市场情绪，收货心理谨慎，观望态势较重。成本倒挂风险下，锂盐厂需求弱势，叠加国内矿山供应增量叠加到港货物增多，市场难有成交。下游采购压价力度进一步提升，锂矿价格逐步下调，部分持货商挺价停止出货，也有贸易商主动下调报价为促成交。预计短期内锂矿价格偏弱运行。
리튬염 : 수요단의 가격 인하심리가 강하고, 리튬염 현물거래도 활발하지 못함.
주간 리튬염 가격 약세가 계속되었고, 원가(리튬광석) 또한 약세를 보여주고 있음.
주간 거래 분위기는 보통이었으며, 탄산리튬 선물 시장 개장으로 공매도 거래가 강하였음.
현재 시장 현물 거래가 제한되어 있고, 수요단의 구매 의지도 좋지 않아 가격 인하 심리가 비교적 강한 상태임.
锂盐：下游压价心理强烈，锂盐现货成交有限
周内锂盐价格弱势难改，成本支撑相继走弱。周内交投氛围一般，本周碳酸锂期货开盘，受情绪带动，看空情绪强烈。目前市场现货成交有限，下游采买积极性不佳，压价心理较强烈。
주간 탄산리튬 가격은 1.2만 – 1.3만위안 하락하였으며, 수산화리튬가격은 0.6만 – 0.75만 위안 하락하였음.
이번 주는 선물 시장 개장으로 인해 탄산리튬에 대한 공매도가 늘어나면서 현물 가격이 함께 하락하였음.
현물 거래는 산발적인 저가 가격 문의만 있을 뿐, 구매와 판매측 모두 경색된 상태임.
锂盐：周内碳酸锂价格下调1.2-1.3万元，氢氧化锂价格下调0.6-0.75万元。周内锂盐价格延续下行态势，本周期货开盘，碳酸锂合约在周初下行后逐渐上涨，市场参与者对后续行情看空情绪明显，受看空情绪带动，现货方面商谈重心下移，持货方报价向下调整，下游压价心态较重，入市积极性不足，仅有零星低价试探行为，买卖双方博弈僵持，短期内预计锂盐价格继续下探。
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