중국 세라믹 기술정보

외신자료 제공 : 요업기술원 한중일세라믹산업기술협력센터

중국 세라믹 멤브레인 산업발전, 갈 길이 요원
초기규모화 달성했지만 심층적인 발전 있어야
국제적으로 멤브레인기술 산업이 규모화를 달성했다. 1998년 해외인터넷에 발표된 멤브레인과 멤브레인설비 생산업체와 기업이 452개, 이 가운데 금속 멤브레인 업체가 50곳, 세라믹 멤브레인 생산업체가 94곳이다. 현재 상품화된 다공세라믹 멤브레인의 구조는 평판, 튜브 타입 그리고 다중심 3가지이다. 평판막은 주로 소규모의 산업생산 및 연구실 연구에 사용된다. 튜브타입의 멤브레인은 튜브타입 열교환기의 형식과 유사하여 멤브레인설치면적을 확대할 수 있지만 강도문제가 있기 때문에 점차 산업측면의 응용에서 퇴출되고 있다. 대규모로 응용되는 세라믹 멤브레인은 다중심구조를 이용하고 있다. 즉 하나의 원단면에 7개, 19개 그리고 37의 기공이 분포하고 있다.
무기세라믹멤브레인의 주요 기술은 고체과립소결법을 통해 매개체 및 마이크로필터막을 개발하고, 졸-겔법으로 울트라필터막을 개발, 분상법으로 유리막을 개발, 전문기술(화학기상 침적, 무전도 등)으로 마이크로기공막 또는 기밀막을 개발했다. 기본적인 이론이 재료학과의 콜로이드와 표면화학, 재료화학, 고체이온학, 재료가공 등과 관련되어 있다. 발전동향으로 볼 때 분리막 개발기술의 발전은 주도 3가지 측면에서 이뤄지고 있다. 첫째 다공막 연구 분야. 상품화된 무기 울트라필터 및 마이크로 필터막을 보완하여 분자 선별기능을 가진 필터링막, 기체분리막 그리고 침투 기화필터를 개발했다. 둘째 기밀한 멤브레인 연구 분야. 초박막금속 및 합금 멤브레인과 이온전자 혼합 유도기능을 갖춘 고체전해질 멤브레인이 핵심 연구 주제이다. 상용화된 다공 멤브레인은 주로 울트라 필터링 및 마이크로 멤브레인으로 개발기술은 과립자 소결법과 졸-겔법이 주종이다. 과립자 소결법은 주로 마이크로기공필터멤브레인에 사용되고 널리 응용되고 상용화된 Al2O3 멤브레인은 과립자 소결법으로 개발되었다. Y-AL2O3, TiO2, SiO2, ZrO2멤브레인 과 같이 상용화된 울트라필터링 멤브레인은 졸-겔법으로 개발되었다.
세라믹 멤브레인의 연구는 1940대부터 시작되었고 발전단계는 3단계로 나눠볼 수 있다. 우라늄에 쓰이는 동위원소분리 핵산업 시대, 1980년대에 400만 평방미터에 이르는 멤브레인을 갖춘 세라믹 멤브레인 강화 256UF6공장을 구축했다. 무기 마이크로 필터링 멤브레인과 울트라 필터링 멤브레인 위주의 액체분리 시기와 멤브레인 촉매작용이 핵심적인 전방위발전시기 등 3단계로 분리된다. 이와 같이 3단계의 발전을 통해 무기 세라믹멤브레인 분리기술이 초기 산업화를 달성, 1980년대 초기 프랑스에서 낙농업과 음료(포도주, 맥주, 사과주)업에서 널리 응용된 후 기술과 산업에서의 지위가 조금씩 확립되었고 식풍, 생체공학, 환경공학, 화학산업, 석유화학, 야금 등 분야에서, 어려운 조건에서도 정밀필터분리 분야의 핵심기술로 성장했다.
정밀무기멤브레인은 현재 실험실 연구단계에 있다. 금속 팔라듐, 은 및 함금금속, 칼슘-티타늄혼합도체 멤브레인 등은 고온기체 분리 및 멤브레인 반응 등 분야에서 널리 응용될 전망이다. 액체분리멤브레인을 발전시킴과 동시에, 무기 멤브레인은 우수한 재료의 성능이 날로 많은 관심을 받고 있고, 무기 멤브레인을 이용한 강화 반응과정에서의 멤브레인촉매기술과 고온기체 멤브레인 분리기술은 여러 과학분야에서 연구이슈가 되고 있다. 무기 분리멤브레인은 멤브레인 분야에서 차지하는 시장점유율은 작지만, 1997년 미국 무기멤브레인시장에서의 매출액이 1억달러, 그중 세라믹멤브레인이 80%를 차지하고, 멤브레인시장의 9%를 차지하는데 그쳤다. 다른 통계에 의하면 2004년 세계 분리멤브레인의 시장매출액이 100억달러를 초과할 것으로 예상하고 무기멤브레인시장의 점유율이 12%에 달할 것이다. 세라믹멤브레인은 정밀필러문리에서 성공적으로 응용된 사례로서, 시장매출액이 35%씩 성장하는 성장률을 보이고 있다.
‘9차 5개년 계획’기간 동안, 국가중점기술발전사업, 국가 ‘863’계획, 국가자연과학기금 등 사업의 지원을 받으면서 난징공업대학에서는 세라믹마이크로필터와 울트라필터멤브레인의 규모의 생산기술을 개발했고, 세라믹멤브레인제품은 화공, 석유화학, 식품업, 의약업, 환경보존 등 영역에서 널리 응용되고 있다. 현재 단일 세라믹멤브레인설비의 멤브레인면적이 220평방미터, 유럽과 미국을 뒤이어, 세라믹멤브레인의 신산업 역군으로 성장했다. 세라믹멤브레인 생산과 응용발전 측면에서, 장수쥐우 테크놀로지는 연간 10,000평방미터를 생산할 수 있는 세라믹멤브레인 생산라인을 3곳을 구축했고 국가계획발전위원회의 산업화사업을 주관했으며 세라믹멤브레인의 산업화를 위해 최선을 다하고 있다. 또한 일부 업체들도 세라믹멤브레인 생산라인을 구축하고 있고 해외에서 생산라인을 도입할 수 있는 가능성을 타진하고 있다. 응용분야가 더욱 확대되면서, 세라믹멤브레인의 수요량이 점진적으로 증가하고 있지만 국제멤브레인기술의 치열한 경쟁을 어떻게 이겨낼지에 대해, 중국의 세라믹멤브레인 산업이 극복해야 할 과제는 많을 것으로 보인다. (중국화공보)

중국 대체에너지를 위한 발걸음 재촉
미래 대체에너지로서 알코올에틸연료 등장
국제유가의 고공행진이 계속되자, 중국의 대체에너지를 모색하기 위한 발걸음이 빨라졌다. 지난 6개월간 작성되었던 <중국대체에너지연구보고서>의 초고가 탈고되었다고 한다. 이 보고서의 연구중점은 자동차 분야에 대한 석탄연료와 생물연료의 응용에 관한 것이다. 중국 대체에너지의 연구는 올해 초부터 시작되었다. 이 연구는 국가발전개혁위원회가 주관하고 국가에너지부서, 과기부, 위생부, 환경보존총국, 국가임업국 등 관련 부문이 공동으로 석탄, 화공, 자동차 등 산업계의 10인의 권위적인 전문가들로 구성되었다. 연구팀은 종합연구팀, 표준팀, 기술팀, 환경위생팀 그리고 경제평가팀으로 분류되어 있다. 상기보고서는 내용을 수정한 후 직접 국무원에 제출, 중국에너지산업발전의 방향에 대한 중앙정부 정책 결정에 중요한 근거자료가 될 것이다. 연구에 참여한 한 전문가의 지적에 의하면, 차량용연료의 대체가 연구와 개발을 핵심이라고 한다.
중국의 석유소모에서, 교통수단이 50% 정도를 차지하고 있다. 차량용 연료는 기본적으로 석유가 주종을 이루고 있다. 현재 중국 원유의 대외의존도가 45%정도로, 2020년이면 이 의존도는 더욱 높아질 것으로 보인다. 국제유가가 상승하면서, 수입석유의 경제성과 안전성이 위협을 받게 되었다. 그리고 중국 차량용 연료수요의 수요가 더욱 증가할 것이다. 중국의 자동차 보유량이 2003년에 2400만대정도였지만 2020년에는 1억대 수준으로 폭증할 것이라고 한다. 그때가 되면 중국의 자동차 가스, 디젤유의 수요량은 전체 가스 및 디젤유의 수요량의 65%를 차지할 것이다. ‘보고서’에서는 중국이 대체에너지의 개발과 응용에 박차를 가해야 하고 석탄 알코올에틸연료, 바이오액체연료, 석탄으로 제조한 원유, 천연가스 등 대체에너지를 다원화해야 한다고 지적하고 있다. 자동차연료로 응용할 수 있는 대체에너지 가운데 실무팀은 연구조사 논증을 통해 일차결론을 다음과 같이 내렸다. 메탈은 자용차용 대체연료로서 경제성이 있다. 작동규정을 준수하면 사람들이 우려하는 인체의 건강에 대한 위해성은 그렇게 크지 않을 것이다. 디메틸에테르는 전망이 밝다. 원료는 석탄 위주여야 한다. 연간 200만톤 이상 대규모 생산할 수 있는 사업을 중점적으로 고려한다. 에탄올가솔린을 포함한 바이오연료는 “국민과 식량과 경작지를 경쟁하지 않아야 한다.” 원료 출처를 확대하고 운송 경로를 합리적으로 고려해야 한다. 석탄을 원료로 제작된 원류는 2010년 이후 고속발전기에 진입할 것이므로 맹목적인 투자는 지양해야 할 것이다. 석탄을 바탕으로 연료를 다원화시켜야 한다. 알코올에틸연료를 중점 발전시키는 것은 최근 몇 년간 발전해온 대체에너지의 주요 내용이다.
디메틸에테르는 연소성에서 볼 때 이상적인 청정연료이다. 서안교통대학, 상하이교통대학이 디메틸에테르 자동차를 연구했고, 디메틸에테르 자동차의 배출이 III표준까지 달성했다. 상하이에서는 디메틸에테르 자동차의 산업화를 추진하고 있다.
에탄올 연료는 사탕수수, 옥수수 등에서 추출한 연료에탄올을 지칭한다. 중국은 연료에탄올에 대해 10%비율에 따라 자동차에 섞어 넣는 시험을 실시하고 있다. 실험에 의하면 연료에탄올을 응용하는 엔진은 개조가 불필요하다고 밝혀졌다.
바이오디젤은 원료가 작물, 나무열매, 수생식물 등을 원료로 만든 액체연료이다. 메탄올과 가솔린을 섞는 연구 및 실험작업이 산시성에서 진행되고 있다. (신소재산업망)

에너지를 절약하고 환경을 보존하는 유리
태양에너지 산업의 최고 절정
2006년 상반기 전국 GDP 에너지소모량이 동기대비 0.9%증가했고, 이로써 에너지문제를 다시 모든 사회 일원이 주목하게 되었다. 에너지절약과 소모량절감은 현재 경제발전의 최우선 과제가 되었다. 최근, 후진타오 주석과 온쟈바오 총리가 에너지절약과 소모량 절감에 대해 중요한 발언을 했고 국무원은 각지, 각 부문에 중점 분야에서 에너지 절약과 10대 에너지절약사업을 추진하도록 했고 사회 각층은 한해 에너지절약목표를 달성하기 위해 노력하고 있다. 신회사 8월 4일 국가발전개혁위원회의 ‘에너지자원의 절약과 절약형 사회 건설’이라는 원고를 다시 발표했다. 뜨거웠던 에너지절약과 소모량절감의 ‘전쟁’이 중국각지에서 진행중이다. 전례 없는 정부의 지원 속에서 에너지절약과 소모량 절감과 관련 있는 주식이 최근 증시를 뜨겁게 달구고 있다. G화터, G페이다와 같은 주식이 대폭 상승하는 등, 에너지 절약 관련 주식이 시장의 주류자금을 흡수하고 있다. 그 결과 중국 유일의 에너지절역 환경보존 유리의 생산라인을 독점하는 G화터의 주가가 불과 2元으로 시작했지만 국가정책과 맞물려 엄청난 폭발력을 갖게 되었다.
에너지절약 환경보존 유리, 중국의 에너지절약이라는 새로운 폭풍을 일으키다.
G화터는 ‘중국유리산업의 요람’으로서, 중국에서 유일하게 온라인 도금기술을 사용하는 업체로서, 에너지절약 분야에서 엄청난 선도 우위를 차지하고 있다. G화터와 세계5대화학업에인 미국의 ARKEMA사와 윈윈제휴를 하고 에너지절약의 관점에서 전환기적인 의의가 있는 새로운 유리제품을-온라인 저복사도금유리(Low-E유리와 sun-E유리)를 성공적으로 개발하고, 2003년 11월에 산업화 양산에 돌입하여 중국의 공백을 메워주었다. 이러한 사업이 성공을 거둔 것은 Low-E유리와 sun-E유리의 기술수준이 세계와 어깨를 나란히 하는 것이 이로써 세계의 기능성유리산업의 선두대열에 합류하게 되었고 중국의 에너지절약의 ‘축제 분위기’를 만끽하게 되었다. 중국은 에너지소비대국으로, 건축물에서 매년 5억톤의 표준석탄을 소모하고 있고, 전체 사회의 에너지소모량의 27%를 차지하고 있다. 이는 소모량이 연평균 5.84%씩 증가하고 있어서, 국가에너지 생산의 증가율을 크게 앞서고 있다. 또한 건축의 에너지소모에서, 유리문과 유리창의 에너지소모량이 건축물의 총소모량의 40%정도를 차지하고 있고 이가운데 유리의 손실이 문의 유리만해도 75%를 차지하고 있다. 유리의 에너지절약 성능을 제고하는 것이 건축분야에서 에너지절약을 달성하는 핵심이 되었다. 또한 여러가지의 테스트와 선택을 거친 Low-E유리가 세계 각국의 건축분야에서 에너지절약분야에서 가장 많이 선호되고 있다. 통계에 의하면, 현재 세계 Low-E유리의 평균시장점유율이 11%, 연평균 성장률이 9%를 보이고 있다고 한다. 아태지역의 시장점유율은 1%에 불과하고 연평균성장률은 20%이다. 중국에서 저준위 방사에너지 제품의 연간사용량이 500여평방미터, 이가운데 수입제품이 온라인 Low-E유리가 100여평방미터이다. 2004년 생산규모를 확대하여 300-500만 평방미터의 규모로 확대하게 되었다. 중국이 얼마전에 내놓은 최초의 에너지절약 중기사업계획 역시 Low-E의 응용에 커다란 무대를 마련해준 것이다. 이 계획은 ‘11차 5개년 계획’기간 동안, 신축 건축물이 엄격하게 실시해야 하는 에너지절약의 50%를 달성해야 하는 설계표준은 베이징, 텐진 등 일부 대도시에서 먼저 65%의 달성률을 보이고 있다. 이와 같은 원활한 조건에서 추진되면, 중국의 Low-E유리를 독점하고 있는 G화터는 최대 수혜자가 될 것으로 보인다. 
태양에너지유리, 태양에너지제조업의  최고지를 독점
사실, 업체간에 회자되고 있는 태양에너지의 소재 역시 많은 관심을 받고 있다. G화터의 계열사인 친황다오 야오화유리공업원은 중국의 특수유리생산기지이자 중국 최초로 전기로로 붕소-규소3.3유리의 전문생산업체이다. 회사는 중국의 최신 전기완전밀폐식 연료통로를 사용해서 불화물 플럭싱은 붕소-규소유리의 1680℃의 고온용제의 요구를 만족시킬 수 있고 용해효율이 높아서 붕소의 휘산율이 크게 떨어졌으며 생산된 붕소-규소3.3유리관, 유리진공태양집열관 등 태양에너지유리관의 성분이 안정적이어서, 각 품질지표에 도달하고 국제표준의 요건보다도 우수해서, 제품은 태양에너지유리스크린벽, 태양에너지지붕 등 태양에너지 분야에서 널리 응용되고 있다. 또한 이 업체는 태양에너지 집열관 공정의 설치, 전기용해로 설계, 별돌, 요로 그리고 붕소-규소3.3유리관 양산과 기술서비스를 제공하고 있고 전세계 태양에너지산업의 고도발전의 최고지를 차지하기 위해 전혀 새로운 태양에너지유리 스크린벽, 태양에너지유리지붕, 태양에너지유리산업의 전망이 장미빛이어서 업계의 부러움을 사고 있다. G화터의 태양에너지산업은 무한한 발전잠재력을 갖고 있는 것이다. (신소재산업망)

중국 연료용 에탄올산업, 새로운 기회 맞아
중국 장수성 이싱시는 이싱시 전체 차원에서 배터리산업에 대해 집중적인 관리를 실시하고 있고, 거주지역, 음용수의 상수원에 위치한 업체는 일률적으로 폐쇄하거나 다른 곳으로 옮기도록 하고 있다. 일정 규모미만인 업체는 폐쇄하고 다른 업종으로 전환하고, 불법업체는 전체 사업폐쇄조치되었다. 이싱시의 단속과 관리는 올해 말까지 지속될 것으로 보인다. 이싱시의 배터리산업은 1990년 초창기에 시작되어 현재, 58개 기업이 활동하고 있고, 약 오천여명의 직원이 종사하고 있다. 이 지역의 배터리업체는 여러곳에 분산되어 있고 규모도 영세하며 공정흐름이 간단해서 어느 정도 환경보존과 시민의 건강에 어느 정도 위협을 주고 있다. 이싱시의 단속관리 요구기준에 따라 다른 곳으로 옮기거나 개조한 기업은 일률적으로 산업단지로 들어가야 한다. 단 총투자액이 반드시 1000元이상의 규모를 가져야 한다. 또한 환경보존의 기준에 부합하고, 보건위생문제 역시 해결해야 하며, 환경평가와 안전보건 평가를 사전에 받아야 하는 조건이 있다. (신소재산업망))

중국 세라믹 기술정보는 요업기술원 한중일세라믹산업기술협력센터 인터넷 홈페이지 (http://intercera.kicet.re.kr)에서도 볼 수 있습니다.