신소재 산업의 중요한 한 축을 이루는 신화학소재 산업은 화학 산업 내에서 더욱 활력 넘치고 발전 가능성이 큰 신분야입니다. '제14차 5개년 계획'과 '탄소 두 배 확대' 전략과 같은 정책들은 이 산업의 기술 발전에 긍정적인 영향을 미쳤습니다.

신소재 화학 물질은 유기 불소, 유기 규소, 에너지 절약, 환경 보호, 전자 화학 물질, 잉크 등을 포함한 다양한 신소재를 아우릅니다. 이는 기존 화학 물질에는 없는 탁월한 성능이나 특정 특수 기능을 지닌, 현재 개발 중이거나 개발 중인 물질들을 지칭합니다. 신소재 화학 물질은 자동차, 철도, 항공, 전자 정보, 첨단 장비, 에너지 절약 및 환경 보호, 의료 기기, 도시 건설 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 매우 높습니다.

새로운 화학 물질의 주요 범주
산업 분야에 따라 분류하면 신화학 소재는 크게 세 가지 범주로 나눌 수 있다. 첫째는 신분야의 고급 화학 제품, 둘째는 전통 화학 소재의 고급 변형 제품, 셋째는 2차 가공을 통해 생산되는 신화학 소재(고급 코팅제, 고급 접착제, 기능성 막 소재 등)이다.

새로운 화학 소재는 주로 엔지니어링 플라스틱 및 그 합금, 기능성 고분자 소재, 유기 실리콘, 유기 불소, 특수 섬유, 복합 재료, 전자 화학 소재, 나노 화학 소재, 특수 고무, 폴리우레탄, 고성능 폴리올레핀, 특수 코팅, 접착제 및 특수 첨가제를 포함하여 10개 이상의 범주로 나뉩니다.

정책은 새로운 화학 물질의 기술 혁신을 촉진합니다.
중국에서 신소재 화학 물질 개발은 1950년대와 1960년대에 시작되었으며, 관련 지원 및 규제 정책이 잇따라 도입되어 중국 신소재 화학 물질 산업의 성장에 유리한 환경을 조성했습니다. 21세기 초부터 중국의 신소재 화학 물질 연구는 꾸준히 발전하여 여러 획기적인 연구 성과를 거두었고, 개발된 신소재들은 다양한 분야에 성공적으로 적용되어 중국 여러 산업 발전에 긍정적인 영향을 미치고 있습니다.

신형 화학소재 산업의 “제14차 5개년 계획” 관련 기술 계획 분석

제14차 5개년 계획을 앞두고, 신소재 산업이 직면한 문제점들, 즉 낮은 총 생산량, 비합리적인 구조, 부족한 독창적 기술, 공통 기술에 대한 지원 부족, 그리고 핵심 기술의 타인 독점 등을 고려하여, 신소재 산업 혁신 발전 포럼은 이러한 단점을 보완하고, 성과를 향상시키며, 응용을 촉진하는 네 가지 핵심 과제에 집중하기로 결정했습니다.

2021년 5월 중국석유화학공업연합회가 발표한 “제14차 신화학소재산업 5개년 발전지침”에 따라, 제14차 5개년 계획 기간 동안 우리나라 신화학소재산업의 주요 사업 수익과 고정자산 투자는 빠른 성장을 유지하고, 2025년까지 고도화된 차별화 산업으로 발전하는 것을 목표로 하며, 이를 위해 발전 방식에 상당한 변화를 주고 경제 운영의 질을 크게 향상시킬 계획입니다.

탄소 중립 및 탄소 정점 달성 전략에 따른 신형 화학 소재 산업의 기술 성장 동력 분석

실제로 이중탄소 전략은 제약 조건 하에서의 발전을 통해 산업 구조를 지속적으로 최적화하고 기술 수준을 향상시키며, 경제 발전을 더욱 질적이고 지속 가능한 방향으로 이끌어갑니다. 화학 제품의 공급 및 수요 측면의 구조적 변화를 분석하여 이 전략이 신형 화학 소재 산업에 미치는 추진력을 설명합니다.

이중 탄소 목표의 주요 영향은 공급 최적화와 수요 창출에 있습니다. 공급 최적화는 노후화된 생산 설비의 축소와 신공정 장려를 통해 구현됩니다. 대부분의 화학 제품, 특히 전통적인 석탄화학 산업의 고에너지 소비 및 고배출 제품의 신규 생산 능력은 엄격하게 제한됩니다. 따라서 대체 가능한 신규 화학 물질 생산과 신촉매 사용을 통해 원료 이용률을 높이고 배기가스 배출량을 줄여 탄소 배출량을 점진적으로 감소시키고 기존의 노후화된 생산 설비를 대체합니다.

예를 들어, 다롄화학기술연구소의 최신 DMTO-III 기술은 메탄올 단위 소비량을 2.66톤으로 줄일 뿐만 아니라, 새로운 촉매를 사용하여 올레핀 단량체 수율을 높이고 C4/C5 분해 단계를 생략하여 이산화탄소 배출량을 직접적으로 줄입니다. 또한, BASF의 신기술은 에틸렌 수증기 분해의 열원으로 천연가스를 전기 히터가 장착된 새로운 용광로로 대체하여 이산화탄소 배출량을 최대 90%까지 줄일 수 있습니다.

수요 창출에는 두 가지 의미가 있습니다. 하나는 기존 신소재 화학제품의 적용 수요를 확대하는 것이고, 다른 하나는 환경친화적이고 탄소 배출량이 적은 신소재로 기존 소재를 대체하는 것입니다. 전자의 예로는 신에너지를 들 수 있습니다. 신에너지 자동차에는 열가소성 엘라스토머와 같은 소재가 많이 사용되는데, 이는 관련 신소재 화학제품에 대한 수요를 직접적으로 증가시킵니다. 후자의 경우, 기존 소재를 신소재로 대체한다고 해서 최종 수요 총량이 크게 증가하는 것은 아니며, 오히려 원자재 사용량에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 생분해성 플라스틱이 보급된 후 기존 플라스틱 필름 사용량이 감소했습니다.

신규 화학 소재의 핵심 분야 기술 개발 방향
신소재 화학 물질에는 여러 종류가 있습니다. 세분화된 소재 산업의 규모와 경쟁 정도에 따라 신소재 화학 물질은 기술 및 응용 분야별로 크게 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 즉, 첨단 고분자 소재, 고성능 복합 소재, 그리고 신무기 화학 소재입니다.

첨단 고분자 소재 기술

첨단 고분자 소재는 주로 실리콘 고무, 불소엘라스토머, 폴리카보네이트, 실리콘, 폴리테트라플루오로에틸렌, 생분해성 플라스틱, 폴리우레탄, 이온 교환막 등을 포함하며 다양한 하위 범주로 나뉜다. 본 논문에서는 각 하위 범주의 주요 기술들을 요약 및 분석한다. 중국의 첨단 고분자 소재 기술은 광범위한 분포와 응용 분야를 가지고 있으며, 특히 유기 고분자 화합물 및 기초 전기 부품 분야가 매우 활발하게 연구되고 있다.

고성능 복합 재료

중국 고성능 복합재료 산업의 연구 핵심 분야는 유기 고분자 화합물, 기초 전기 부품, 일반적인 물리적 또는 화학적 방법이나 장치로, 전체 연구의 약 50%를 차지합니다. 분자 유기물을 원료로 사용하는 분야와 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 방법이나 장치에 대한 연구가 매우 활발하게 진행되고 있습니다.

새로운 무기화학 물질

현재 새로운 무기화학 소재는 주로 그래핀, 풀러렌, 전자 등급 인산 등을 포함하는 하위 범주로 분류됩니다. 그러나 일반적으로 새로운 무기화학 소재 기술의 개발은 특정 분야에 집중되어 있으며, 특허 기술의 활발한 분야는 기초 전기 부품, 유기 고분자 화합물, 무기화학 등에 집중되어 있습니다.

제14차 5개년 계획 기간 동안 국가는 신화학 소재 산업의 빠른 발전을 장려하고 지원하기 위한 관련 정책을 수립했으며, 신화학 소재 산업은 현재 중국 시장에서 빠르게 성장하는 분야 중 하나가 되었습니다. 미래 전망에 따르면, 신화학 소재 산업의 경우, 정책이 기술 발전 방향을 제시하는 한편, 산업 발전을 촉진하고 사회 자본을 유치하여 혁신적인 연구 개발과 투자를 확대함으로써 기술 활동이 빠르게 활성화될 것으로 예상됩니다.