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자동차 배기가스 폐열 회수 시스템 시장 개요 보고서 (2025-2030)
본 보고서는 자동차 배기가스 폐열 회수 시스템 시장의 규모 및 점유율 분석, 성장 동향 및 예측을 다루고 있습니다. 이 시장은 기술(배기가스 재순환(EGR) 및 터보차저), 차량 유형(승용차 및 상용차), 그리고 지역(북미, 유럽, 아시아 태평양, 기타 지역)별로 세분화되어 분석됩니다.
1. 시장 개요 및 주요 지표
자동차 배기가스 폐열 회수 시스템 시장은 예측 기간(2025-2030년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 8.3%를 기록할 것으로 예상됩니다. 이 시장은 차량 배기 시스템에서 발생하는 폐열을 포집하고 활용하여 전반적인 효율성을 높이고, 배기가스 배출량을 줄이며, 연료 경제성을 개선하는 데 중점을 둡니다. 환경 문제, 더욱 엄격해지는 배기가스 규제, 그리고 연료 효율성 개선을 위한 지속적인 노력으로 인해 이 기술은 상당한 관심과 중요성을 얻고 있습니다.
주요 시장 지표는 다음과 같습니다:
* 연구 기간: 2019 – 2030년
* 예측 데이터 기간: 2025 – 2030년
* 과거 데이터 기간: 2019 – 2023년
* 연평균 성장률(CAGR): 8.30%
* 가장 빠르게 성장하는 시장: 아시아 태평양
* 가장 큰 시장: 아시아 태평양
* 시장 집중도: 중간
2. 시장 성장 동력
배기가스 폐열 회수 시스템의 채택은 전 세계적으로 증가하고 있으며, 이는 더욱 엄격해지는 배기가스 배출 기준이 자동차 제조업체로 하여금 연소를 최적화하고 유해 배출물을 줄이도록 압박하기 때문입니다. 또한, 내열 합금 및 세라믹과 같은 첨단 소재의 개발은 이러한 부품의 효율성과 내구성을 향상시키고 있습니다. 정부 및 규제 기관은 배기가스 폐열 회수 시스템을 포함한 연료 절약 기술 채택에 대해 자동차 제조업체에 인센티브를 제공하고 있습니다.
승용차 및 상용차 판매 증가는 이 시장의 또 다른 주요 동력입니다. 2021년 5,640만 대에서 2022년 5,740만 대로 증가한 승용차 판매량은 자동차 배기가스 폐열 회수 시장의 성장에 기여하고 있습니다.
3. 주요 시장 동향 및 통찰력
3.1. 엄격한 배기가스 규제가 시장 성장을 주도
2023년 4월, 미국 환경보호청(EPA)은 2027년 모델부터 시행될 경량 및 중형 차량의 유해 대기 오염 물질 배출량을 추가로 줄이기 위한 업데이트된 기준을 발표했습니다. 이 제안은 EPA의 이전 연방 온실가스 배출 기준을 기반으로 하며, 청정 자동차 기술의 발전을 활용하여 기후 오염 감소, 공중 보건 개선, 운전자의 연료 및 유지보수 비용 절감 등 다양한 이점을 제공합니다.
제안된 기준은 자동차 제조업체로 하여금 연소를 더욱 최적화하고 배출량을 크게 줄이도록 요구할 것으로 예상됩니다. 이러한 엄격한 기준을 충족하기 위해 자동차 제조업체는 폐열 회수 시스템(EHRS)에 대한 의존도를 높일 수 있습니다. EHRS는 폐열을 포집하고 유용한 작업에 활용함으로써 전반적인 엔진 효율성을 개선하고 궁극적으로 배출량을 낮추는 효과적인 기술입니다. 또한, EHRS는 배기가스 폐열을 활용하여 연료 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 할 수 있으며, 이는 차량의 연료 소비를 줄이는 데 기여합니다.
3.2. 아시아 태평양 지역의 빠른 성장 예상
2022년 아시아 태평양 지역은 전 세계 차량 판매량의 58%를 차지하며, 자동차 산업의 급속한 기술 혁신에 힘입어 수요가 크게 증가했음을 보여주었습니다. 아시아 태평양은 전 세계 인구의 거의 60%를 차지하며, 예측 기간 동안 이 지역의 차량 수요가 가장 높을 것으로 예상됩니다.
또한, 이 지역에서는 정부 규제가 강화되고 있습니다. 예를 들어, 인도 정부는 자동차에서 배출되는 오염 물질을 규제하기 위해 BS-VI 표준을 시행하고 있습니다. 환경 규범이 추가됨에 따라, 배기가스 폐열 회수 시스템은 차량에서 배출되는 오염 물질의 비율을 줄일 뿐만 아니라 차량의 연료 효율성도 높여주므로 수요가 더욱 증가할 것입니다. 이 지역의 오염 수준이 증가함에 따라, 사람들은 환경에 대한 인식이 높아지고 구매하는 자동차의 배기가스 배출에 대해 더 많은 우려를 표하고 있습니다.
중국의 배기가스 배출 기준이 빠르게 발전하고 강화되면서, 제조업체들은 현재의 중국 6a 배출 기준을 준수하기 위해 미립자 및 질소산화물 배출량을 지속적으로 추가 감축해야 합니다. 따라서 온로드 및 오프로드 부문의 상용차에는 추가적인 배기가스 재순환 조치가 의무화되고 있습니다.
4. 경쟁 환경
자동차 배기가스 폐열 회수 시스템 시장은 여러 제조업체의 존재로 인해 세분화되고 경쟁이 치열한 시장입니다. 주요 참여 기업들은 집중적인 연구 개발 활동, 신제품 개발, 인수 등 다양한 전략을 통해 경쟁 우위를 확보하고 있습니다.
주요 배기가스 폐열 회수 시스템 참여 기업으로는 Continental AG, Delphi Technologies, Denso, Faurecia, Rheinmetall Automotive 등이 있습니다.
4.1. 주요 기업 및 전략적 움직임
* Bosch: 2022년 8월, Bosch는 SLM500 두 대를 인수하여 적층 제조(additive manufacturing) 부문으로의 확장을 크게 강화했습니다. 이는 3D 프린팅 기술 채택에 대한 Bosch의 역량을 강화하여 자동차 산업에 더욱 기여할 것입니다.
* General Motors: 2023년 1월, General Motors는 V8 가솔린 엔진 생산을 강화하기 위해 미국 내 4개 공장에 9억 1,800만 달러를 투자한다고 발표했습니다.
4.2. 최근 산업 발전
* FORVIA (2022년 9월): FORVIA는 엔진의 열효율을 높여 연료 소비를 줄이고 배기가스 배출량 감축에 기여하는 배기 컴팩트 시스템(Exhaust Compact Systems) 기술 개발 및 제조 노력을 공개했습니다.
* Purem by Eberspaecher (2022년 5월): Purem by Eberspaecher는 하노버 메세에서 H2-ICE 배기 시스템을 특징으로 하는 수소 엔진용 첨단 배기 기술을 처음으로 선보였습니다.
이러한 시장 동향과 경쟁 환경은 자동차 배기가스 폐열 회수 시스템 시장이 지속적인 혁신과 성장을 통해 환경 규제 준수 및 연료 효율성 개선이라는 두 가지 중요한 목표를 달성하는 데 기여할 것임을 시사합니다.
본 보고서는 자동차 배기열 회수 시스템 시장에 대한 심층적인 분석을 제공합니다. 자동차 배기열 회수 시스템은 내연기관 차량의 배기가스에서 발생하는 폐열을 포집하고 이를 유용한 에너지로 전환하여 활용하는 혁신적인 기술입니다. 이 시스템은 차량의 전반적인 효율성을 크게 향상시키며, 특히 연료 소비를 절감하고 유해 배기가스 배출량을 줄이는 데 기여합니다. 포집된 열 에너지는 전력 또는 열 에너지 형태로 변환되어 다양한 차량 시스템에 동력을 공급함으로써, 지속 가능한 모빌리티 솔루션의 핵심 요소로 부상하고 있습니다.
보고서는 시장을 세 가지 주요 축, 즉 기술, 차량 유형 및 지역별로 세분화하여 면밀히 분석합니다.
기술 부문에서는 배기가스 재순환(EGR) 시스템과 터보차저 기술을 중심으로 시장 동향을 파악합니다.
차량 유형 부문에서는 승용차와 상용차 시장을 구분하여 각 부문의 특성과 성장 잠재력을 평가합니다.
지역별 분석은 북미(미국, 캐나다, 기타 북미), 유럽(독일, 영국, 프랑스, 기타 유럽), 아시아 태평양(인도, 중국, 일본, 한국, 기타 아시아 태평양), 그리고 기타 지역(브라질, 아랍에미리트, 기타 국가)으로 광범위하게 이루어져, 글로벌 시장의 지역별 역학 관계를 조명합니다.
시장 규모 및 예측과 관련하여, 자동차 배기열 회수 시스템 시장은 예측 기간(2025-2030년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 8.3%를 기록하며 견고한 성장을 지속할 것으로 전망됩니다. 특히 아시아 태평양 지역은 2025년에 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상되며, 동시에 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보이며 빠르게 성장할 것으로 예측됩니다. 이는 해당 지역의 자동차 산업 성장과 환경 규제 강화에 따른 것으로 분석됩니다.
주요 시장 참여자로는 Delphi Technologies, Continental AG, Denso, Rheinmetall Automotive, Faurecia 등이 있으며, 이들 기업은 시장 경쟁을 주도하고 있습니다. 보고서는 이들 주요 공급업체의 시장 점유율, 경쟁 전략 및 상세한 기업 프로필을 포함한 경쟁 환경을 심층적으로 분석하여, 시장 내 경쟁 구도를 명확히 제시합니다.
본 보고서는 2019년부터 2024년까지의 과거 시장 규모 데이터를 기반으로 하며, 2025년부터 2030년까지의 시장 규모를 예측하여 미래 전망을 제시합니다. 또한 시장 동인(성장 촉진 요인), 시장 제약(성장 저해 요인)을 포함한 시장 역학을 상세히 분석하고, 포터의 5가지 경쟁 요인 분석(공급업체 및 구매자의 교섭력, 신규 진입자의 위협, 대체 제품의 위협, 경쟁 강도)을 통해 시장의 구조적 매력도를 평가합니다. 마지막으로, 보고서는 시장 내 새로운 기회와 미래 동향에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여, 이해관계자들이 전략적 의사결정을 내리는 데 필요한 정보를 제공합니다.


1. 서론
- 1.1 연구 가정
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 역학
- 4.1 시장 동인
- 4.2 시장 제약
- 4.3 포터의 5가지 경쟁요인 분석
- 4.3.1 공급업체의 교섭력
- 4.3.2 구매자/소비자의 교섭력
- 4.3.3 신규 진입자의 위협
- 4.3.4 대체 제품의 위협
- 4.3.5 경쟁 강도
5. 시장 세분화
- 5.1 기술
- 5.1.1 배기가스 재순환 (EGR)
- 5.1.2 터보차저
- 5.2 차량 유형
- 5.2.1 승용차
- 5.2.2 상용차
- 5.3 지리
- 5.3.1 북미
- 5.3.1.1 미국
- 5.3.1.2 캐나다
- 5.3.1.3 북미 기타 지역
- 5.3.2 유럽
- 5.3.2.1 독일
- 5.3.2.2 영국
- 5.3.2.3 프랑스
- 5.3.2.4 유럽 기타 지역
- 5.3.3 아시아 태평양
- 5.3.3.1 인도
- 5.3.3.2 중국
- 5.3.3.3 일본
- 5.3.3.4 대한민국
- 5.3.3.5 아시아 태평양 기타 지역
- 5.3.4 기타 세계 지역
- 5.3.4.1 브라질
- 5.3.4.2 아랍에미리트
- 5.3.4.3 기타 국가
6. 경쟁 환경
- 6.1 공급업체 시장 점유율
- 6.2 기업 프로필
- 6.2.1 델파이 테크놀로지스
- 6.2.2 발레오 서비스
- 6.2.3 덴소
- 6.2.4 포레시아
- 6.2.5 말레
- 6.2.6 라인메탈 오토모티브
- 6.2.7 미쓰비시 전기
- 6.2.8 칼소닉 칸세이
- 6.2.9 콘티넨탈 AG
- 6.2.10 보그워너
- *목록은 전체를 포함하지 않음
7. 시장 기회 및 미래 동향
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자동차 배기열 회수 시스템은 내연기관 차량에서 발생하는 고온의 배기가스에 포함된 열에너지를 단순히 대기 중으로 방출하지 않고, 이를 유용한 형태로 회수하여 차량의 전반적인 효율을 높이고 연료 소비를 줄이는 혁신적인 기술입니다. 이는 엔진 연소 과정에서 발생하는 에너지의 상당 부분이 열에너지로 손실되는 비효율성을 개선하기 위한 핵심적인 접근 방식 중 하나로, 지속 가능한 모빌리티 솔루션을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다.
이 시스템의 주요 유형으로는 열전 발전(Thermoelectric Generation, TEG), 랭킨 사이클(Rankine Cycle), 그리고 열교환기를 통한 직접 활용 방식 등이 있습니다. 열전 발전은 제벡 효과를 이용하여 배기열을 직접 전기에너지로 변환하는 기술로, 고체 상태의 소자로 구성되어 움직이는 부품이 없어 내구성이 좋고 소음이 적다는 장점이 있으나, 아직 효율이 상대적으로 낮은 편입니다. 랭킨 사이클은 배기열을 이용하여 작동 유체를 가열, 증발시켜 터빈을 구동하고, 이 터빈이 발전기나 크랭크축에 연결되어 동력 또는 전력을 생산하는 방식입니다. 증기 랭킨 사이클 또는 유기 랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, ORC)이 주로 연구되며, 높은 효율을 기대할 수 있지만 시스템의 복잡성, 부피, 무게, 그리고 적절한 작동 유체 선정 등의 기술적 과제를 안고 있습니다. 마지막으로, 열교환기를 통한 직접 활용 방식은 회수된 열을 엔진 냉각수 예열, 실내 난방, 촉매 컨버터 예열 등 직접적인 열원으로 사용하는 것으로, 비교적 간단하고 실용적인 접근법입니다. 이 외에도 배기열을 이용한 흡수식 냉동 시스템을 차량 에어컨 등에 활용하는 연구도 진행되고 있습니다.
회수된 배기열은 다양한 분야에서 활용됩니다. 가장 대표적인 활용 분야는 발전입니다. 회수된 열을 전기로 변환하여 차량의 전기 부하(조명, 인포테인먼트 시스템, 에어컨 등)를 충당하고, 경우에 따라서는 배터리 충전 또는 하이브리드 차량의 전기 모터 구동에 기여하여 전체적인 전력 효율을 높입니다. 또한, 엔진 예열 및 냉각수 온도 관리에도 중요한 역할을 합니다. 엔진 시동 시 냉각수를 빠르게 적정 온도로 올려 엔진 효율을 개선하고 유해 배기가스 배출을 줄이며, 엔진의 최적 작동 온도를 유지하는 데 도움을 줍니다. 겨울철 차량 실내 난방에 활용하여 엔진 부하를 줄이고 연료 소비를 절감하는 것도 중요한 활용처이며, 촉매 컨버터가 최적의 정화 성능을 발휘하는 온도에 빠르게 도달하도록 도와 초기 시동 시 유해 배기가스 배출을 효과적으로 저감하는 데도 기여합니다. 나아가, 랭킨 사이클 등을 통해 얻은 동력을 터보차저 구동에 활용하여 터보 랙을 줄이고 엔진 응답성을 향상시키는 연구도 활발히 진행되고 있습니다.
이러한 배기열 회수 시스템의 개발 및 상용화를 위해서는 여러 관련 기술의 발전이 필수적입니다. 고효율 열교환기 기술은 배기가스의 열을 효과적으로 회수하기 위한 소형, 경량, 고성능 열교환기 설계 및 재료 기술을 포함합니다. 랭킨 사이클 및 흡수식 냉동 시스템에서는 고온 안정성, 환경 친화성, 높은 효율을 갖는 작동 유체 및 냉매 개발이 필수적이며, 열전 발전 시스템의 효율을 높이기 위한 고성능 열전 재료(예: 비스무트 텔루라이드, 스카테루다이트 등) 개발 또한 핵심적인 과제입니다. 또한, 다양한 열 회수 시스템을 차량 전체 시스템에 효율적으로 통합하고, 엔진 작동 조건에 따라 최적으로 제어하는 시스템 통합 및 제어 기술이 중요합니다. 시스템 추가로 인한 차량 중량 증가 및 공간 제약을 극복하기 위한 경량화 및 소형화 기술 역시 지속적으로 요구됩니다.
자동차 배기열 회수 시스템은 현재 강력한 시장 배경 속에서 주목받고 있습니다. 전 세계적으로 자동차의 연비 및 배기가스 배출 규제가 점차 강화됨에 따라, 내연기관 차량의 효율을 극대화하고 배출가스를 줄이는 기술의 필요성이 증대되고 있습니다. 배기열 회수 시스템은 이러한 규제에 효과적으로 대응하기 위한 핵심 솔루션으로 부상하고 있으며, 5~10% 이상의 연비 개선 효과를 가져올 수 있어 고유가 시대와 소비자들의 연료비 절감 요구에 부응하는 경제적 이점도 큽니다. 특히 하이브리드 차량의 경우, 회수된 전력을 배터리 충전이나 전기 모터 구동에 활용하여 전체 시스템 효율을 더욱 높일 수 있어 시너지가 매우 큽니다. 과거에는 효율 및 비용 문제로 상용화가 어려웠으나, 최근 재료 과학, 열역학, 제어 기술의 발전으로 시스템의 효율성과 경제성이 향상되면서 상용화 가능성이 높아지고 있습니다.
미래 전망에 있어서 자동차 배기열 회수 시스템은 더욱 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다. 현재 상용화된 시스템은 제한적이지만, 향후 재료 기술 및 시스템 설계 최적화를 통해 효율이 더욱 향상되고 생산 단가가 낮아져 보급이 확대될 것으로 기대됩니다. 특히 열전 발전 및 랭킨 사이클 시스템의 효율 증대가 핵심 과제가 될 것입니다. 현재는 주로 상용차, 고급차, 하이브리드 차량 등에서 제한적으로 적용되고 있으나, 기술 발전과 비용 절감을 통해 일반 승용차 및 소형차로의 적용이 확대될 것으로 보입니다. 또한, 배기열 회수 시스템이 엔진, 변속기, 공조 시스템 등 차량의 다른 부품들과 더욱 긴밀하게 통합되고, 인공지능 기반의 최적 제어 기술이 적용되어 다양한 주행 조건에서 최대의 효율을 발휘하는 지능형 시스템으로 발전할 것입니다. 이는 내연기관의 효율을 극대화하고 배출가스를 저감하는 데 기여함으로써, 과도기적으로 내연기관 차량의 친환경성을 높이는 중요한 기술로 자리매김할 것입니다. 장기적으로는 수소차, 전기차 등 미래 모빌리티의 열 관리 시스템에도 응용될 가능성이 있으며, 시스템의 모듈화 및 표준화를 통해 시장 확대가 가속화될 것으로 전망됩니다.