공기 분리 장치 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

공기 분리 장치(ASU) 시장 분석: 성장 동향 및 예측 (2026-2031)

1. 시장 개요 및 주요 통계

공기 분리 장치(ASU) 시장은 2026년 62.2억 달러 규모에서 2031년 80.8억 달러에 이를 것으로 예상되며, 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR) 5.36%를 기록할 것으로 전망됩니다. 반도체 등급의 고순도 가스 수요 증가, 블루 수소 프로젝트의 확대, 철강 생산량의 완만한 회복 등이 시장 성장을 견인하고 있습니다. 그러나 운영 비용의 50~70%를 차지하는 전력 가격의 변동성과 탄소 발자국 규제 강화는 시장 참여자들이 직면한 주요 과제입니다.

지역별로는 아시아 태평양 지역이 2025년 시장 가치의 43.1%를 차지하며 가장 큰 시장으로 나타났고, 중동 및 아프리카 지역은 6.6%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 시장 집중도는 높은 편이며, Linde, Air Liquide, Air Products와 같은 주요 기업들이 시장을 주도하고 있습니다.

2. 핵심 보고서 요약

* 공정별: 극저온 증류(Cryogenic Distillation)가 2025년 매출의 73.5%를 차지하며 시장을 선도하고 있으며, 진공 압력 스윙 흡착(Vacuum Pressure Swing Adsorption, VPSA)은 2031년까지 8.9%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다.
* 가스별: 질소(Nitrogen)가 2025년 ASU 시장 점유율의 43.3%를 차지했지만, 산소(Oxygen)는 2031년까지 7.5%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다.
* 최종 사용자별: 철강 및 야금(Steel and Metallurgy) 부문이 2025년 수요의 36.9%를 차지했으나, 전자 및 반도체(Electronics and Semiconductor) 애플리케이션은 2031년까지 8.2%의 CAGR로 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다.
* 지리별: 아시아 태평양 지역이 2025년 시장 가치의 43.1%를 점유하며 최대 시장이며, 중동 및 아프리카 지역이 예측 기간 동안 6.6%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것입니다.
* 경쟁 환경: Linde, Air Liquide, Air Products는 2025년 1,000톤/일 이상의 신규 설치에서 약 60%를 차지하며, 시장은 중간 정도의 집중도를 보입니다.

3. 글로벌 공기 분리 장치 시장 동향 및 통찰

3.1. 성장 동력 (Drivers)

* 반도체 등급 가스 수요 급증: 3나노미터(nm) 이하 노드 공정에서 초고순도 질소 및 아르곤은 필수적인 요소가 되었습니다. 2025년 반도체 제조 공장은 120만 톤의 초고순도 질소와 18만 톤의 아르곤을 소비했으며, 2027년까지 연간 6-7%의 용량 확장이 예상됩니다. TSMC의 애리조나 팹은 극자외선(EUV) 리소그래피를 위해 99.9999% 순도의 아르곤을 필요로 하며, 에어리퀴드(Air Liquide)는 2028년까지 전자 부문 가스 인프라에 70억 유로를 투자할 계획입니다. 게이트-올-어라운드(GAA) 아키텍처로의 전환은 웨이퍼당 아르곤 사용량을 최대 20% 증가시켜, 고순도 가스에 대한 40-60%의 프리미엄이 붙는 계약이 매출 안정성을 확보하고 있습니다.
* 철강 및 화학 부문의 생산 능력 증대: 인도는 2030년까지 연간 조강 생산 능력을 3억 톤으로 늘리는 것을 목표로 하며, 이는 매년 2,500만~3,000만 톤의 산소 수요를 추가할 것입니다. JSW Steel의 카르나타카 극저온 장치는 2026년 중반 가동 예정이며, 중국에서는 전기로 전환이 산소 수요를 지속적으로 유지하고 있습니다. 화학 부문에서도 ExxonMobil과 Air Liquide의 Baytown 단지에 9,000톤/일 규모의 ASU가 추가되었고, 사우디 아람코(Saudi Aramco)의 정유 시설 확장은 2027년까지 12,000~15,000톤/일의 산소 수요를 추가할 것으로 예상됩니다.
* 코로나19 이후 의료용 산소 사용의 구조적 증가: 팬데믹은 저소득 및 중간 소득 국가에서 70%의 산소 부족을 드러냈습니다. 인도는 2021년부터 2024년 사이에 162,000개의 PSA 발생기를 설치하여 연간 30만 톤의 산소 공급 기반을 마련했습니다. 나이지리아의 1.2억 달러 규모 국가 산소 행동 계획은 2027년까지 3차 병원에 현장 ASU 설치를 의무화하여 연간 2만 톤의 수요를 추가할 것입니다. 현장 산소 발생은 운송 물류가 취약한 지역에서 공급 비용을 최대 60% 절감하며, ISO 13485 개정으로 병원 산소 발생기가 규제 대상 의료 기기로 분류되면서 모듈형 VPSA 및 소형 극저온 시스템에 대한 꾸준한 수요가 예상됩니다.
* LNG/블루 수소 건설에 필요한 질소 및 산소: 자열 개질(Autothermal reforming)은 수소 1톤당 0.9톤의 산소를 소비하며, 유럽의 REPowerEU 계획에 따른 1,000만 톤 규모의 블루 수소 파이프라인 구축에 ASU가 핵심적인 역할을 합니다. Linde와 OCI의 18억 달러 규모 텍사스 블루 암모니아 프로젝트에는 4,500톤/일 규모의 ASU가 2027년 4분기 가동을 목표로 하고 있습니다. Air Products의 사우디아라비아 NEOM 단지는 2026년 가동 시 연간 108만 톤의 산소를 흡수할 것입니다. LNG 부문에서는 500만 톤 규모의 액화 트레인당 연간 최대 20만 톤의 질소가 필요하며, 카타르에너지(QatarEnergy)의 North Field 확장은 150만~200만 톤의 질소 수요를 추가할 것입니다.
* 재생에너지 기반 ASU 및 액체 공기 에너지 저장(LAES) 통합: 재생에너지와 연계된 ASU 및 LAES 시스템은 전력 비용 변동성을 완화하고 탄소 발자국을 줄이는 데 기여하며, 영국, 독일, 캘리포니아, 텍사스 등지에서 장기적인 성장 동력으로 작용할 것입니다.
* 원격 산업을 위한 모듈형 현장 미니 ASU: 호주, 칠레, 페루, 남아프리카 등 원격 광산 현장에서 전력 공급이 부족하고 디젤 가격이 높은 지역에서 모듈형 현장 미니 ASU의 수요가 증가하고 있습니다.

3.2. 제약 요인 (Restraints)

* 극저온 ASU의 높은 자본 지출 및 에너지 집약도: 2,000톤/일 규모의 일반적인 극저온 시설은 2.5억~3억 달러가 소요되며, 이 중 40-45%가 브레이징 알루미늄 콜드 박스 하드웨어에 투입됩니다. 산소 1노멀 입방미터당 0.4-0.6 kWh의 전력 소비는 산업용 요금(0.08-0.10 달러/kWh) 기준 연간 1,200만~1,800만 달러의 전력 비용을 발생시킵니다. 독일, 일본 등 전력 요금이 0.14 달러/kWh를 초과하는 지역에서는 15-20년의 장기 구매 계약이 프로젝트의 재정적 타당성을 확보하는 데 필수적입니다. 모듈형 VPSA 시스템은 초기 투자를 20-30% 줄이지만 순도가 90-93%로 제한되어 적용 범위가 한정적입니다. 또한, 24-30개월의 프로젝트 리드 타임은 실행 위험을 높이며, 2024년 에어리퀴드는 용접 및 계측 인력 부족으로 인해 3개의 대형 프로젝트가 6-12개월 지연되었다고 보고했습니다.
* 전력 가격 변동성 위험: 2025년 유럽의 도매 전력 가격은 메가와트시당 80-100유로로 2019-2020년 대비 두 배 수준이었으며, 이는 헤지되지 않은 공급을 가진 운영자들의 마진을 15-20%p 잠식했습니다. 재생에너지와의 공동 배치(co-location)는 이러한 위험을 완화할 수 있지만, 이러한 차익 거래 모델은 유럽, 호주 및 일부 미국 주와 같은 자유화된 전력 시장에만 적용 가능합니다. 중국, 인도와 같은 규제 시장에서는 고정된 요금이 운영자에게 가격 급등에 대한 완전한 노출을 안겨주어 투자 의욕을 저해합니다.
* 강화되는 탄소 발자국 규제: 유럽에서 톤당 80유로를 초과하는 배출권 가격과 같은 강화되는 탄소 발자국 규제는 ASU 운영자에게 추가적인 비용 부담을 안겨주며, 특히 유럽연합(EU)과 캘리포니아에서 장기적인 제약 요인으로 작용할 것입니다.
* 브레이징 알루미늄 열교환기 공급 병목 현상: 브레이징 알루미늄 열교환기 공급망 병목 현상은 아시아 태평양 및 북미 지역의 조립 지연을 초래하고 있습니다. 항저우 항양(Hangzhou Hangyang)의 새로운 진공 브레이징 용광로는 2027년까지 아시아 태평양 지역의 리드 타임을 16개월에서 12개월로 단축하는 것을 목표로 하고 있습니다.

4. 부문별 분석

4.1. 공정별

* 극저온 증류: 2025년 시장 가치의 73.5%를 차지하며, 통합 철강 및 석유화학 단지에 필수적인 공급원 역할을 합니다. 극저온 시스템 시장은 5.1%의 CAGR로 성장할 것으로 예상되며, 복합적인 가스 수요를 충족하는 다중 제품 생산 능력과 규모의 경제가 강점입니다. 2,000톤/일 이상의 극저온 플랜트는 산소, 질소, 아르곤의 대량 수요를 정당화하는 통합 단지에 주로 사용됩니다. 희귀 가스 회수 장치는 네온 및 크세논의 높은 가격을 활용하여 한국과 대만의 운영자들에게 연간 3천만~4천만 달러의 추가 수익을 제공합니다. Air Products가 특허를 낸 구조화된 패킹 컬럼은 에너지 소비를 10-15% 절감하여 모듈형 기술에 대한 경쟁력을 높입니다.
* 진공 압력 스윙 흡착(VPSA): 8.9%의 CAGR로 시장 평균을 3.5%p 상회하며 빠르게 성장하고 있습니다. 50-200톤/일 규모의 컨테이너형 VPSA 시스템은 서호주 및 칠레 아타카마 사막의 광산 현장과 같이 전력 공급이 부족하고 디젤 프리미엄 가격이 0.25 달러/kWh를 초과하는 지역에서 인기를 얻고 있습니다. Linde의 모듈형 라인은 500톤 미만 규모에서 산소 1노멀 입방미터당 0.3-0.4 kWh의 효율성을 제공하여 25-35%의 효율성 향상을 달성합니다.
* 멤브레인 분리: 2025년 매출의 5% 미만을 차지하지만, 공간 효율성이 중요한 해양 플랫폼에서 활용됩니다. Honeywell의 UOP Polybed PSA는 카타르 페트롤리엄(Qatar Petroleum) 가스 처리 트레인에 40bar에서 99.9%의 질소를 공급하여 다운스트림 압축기를 제거하고 설치 비용을 20-25% 절감했습니다.

4.2. 가스별

* 질소: 2025년 매출의 43.3%를 차지하며 가장 큰 비중을 차지했습니다.
* 산소: 블루 수소, 산소 연료 시멘트 및 유리 파일럿 프로젝트 증가에 힘입어 2031년까지 7.5%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 전 세계적으로 2030년까지 1억 톤의 수소 생산이 목표로 설정됨에 따라, 산소 수요는 연간 9천만 톤에 이를 수 있으며, 2031년까지 산소 시장 규모만 30억 달러에 달할 수 있습니다.
* 아르곤: 스테인리스강 공정의 아르곤-산소 탈탄로(AOD) 전환으로 크롬 손실을 줄이고 수율을 높이면서 6.5% 성장하고 있습니다.
* 희귀 가스: 2% 미만의 물량 점유율에도 불구하고 6%의 매출을 기록했습니다. 2024년 우크라이나 공급 중단 이후 네온 부족 현상이 발생하면서 일본, 한국, 대만에서 새로운 정제 시설 투자가 이루어져 지역 자급률이 향상되고 있습니다.

4.3. 최종 사용자별

* 철강 및 야금: 2025년 매출의 36.9%를 차지했지만, 고로 자본 지출이 둔화되면서 4.1%의 완만한 CAGR로 성장했습니다.
* 전자 및 반도체: 99.9999% 순도에 대한 40-60%의 가격 프리미엄에 힘입어 연간 8.2%의 가장 빠른 성장을 보입니다. 애리조나, 오하이오, 구자라트의 메가 팹이 완전 가동됨에 따라 전자 부문의 ASU 시장 점유율은 2031년까지 15%를 넘어설 수 있습니다.
* 화학 및 석유화학: 산소 강화 개질(oxygen-enriched reforming) 채택으로 수소 수율이 8-12% 증가하면서 5.5% 성장하고 있습니다.
* 의료 및 의학: 2024-2025년에 두 자릿수 성장을 기록했으며, WHO 지침이 50병상 이상 시설에 대한 현장 산소 발생을 선호함에 따라 수요가 계속 증가할 것입니다.

5. 지역별 분석

* 아시아 태평양: 2025년 시장 가치의 43.1%를 차지하며 가장 큰 시장입니다. 중국의 10.2억 톤 철강 생산량과 인도의 100억 달러 반도체 인센티브(가스 인프라 자본 지출의 30-40% 환급)가 성장을 견인합니다. Yingde Gases, Sichuan Air Separation과 같은 지역 전문 기업들은 12-18개월의 짧은 납기 주기로 글로벌 주요 기업들과 중규모 프로젝트에서 경쟁하고 있습니다.
* 북미: 매출의 약 22%를 차지하며 5.8% 성장했습니다. CHIPS 및 과학법의 527억 달러 보조금 지원이 TSMC 및 Intel 현장의 통합 가스 시스템 구축을 지원합니다. ExxonMobil과 Air Liquide의 Baytown 플랜트는 정유 시설 통합 시너지를 통해 상업용 가스 구매를 95% 절감하는 사례를 보여줍니다.
* 유럽: 수요의 18-20%를 차지하며 4.2% 성장했습니다. 높은 전력 요금과 80-90유로의 탄소 가격이 마진에 압력을 가하지만, REPowerEU의 1,000만 톤 국내 수소 목표가 새로운 생산 능력의 기반이 됩니다.
* 중동 및 아프리카: 6.6%의 가장 빠른 CAGR을 기록할 것입니다. Air Products의 84억 달러 규모 NEOM 단지에는 15개의 대형 극저온 장치가 필요하며, ADNOC의 Ruwais 업그레이드는 2024년에 3,개의 대규모 산업 가스 생산 단지를 완공할 예정입니다.

* 아시아 태평양: 전 세계 산업 가스 시장의 약 40%를 차지하는 가장 큰 시장입니다. 중국과 인도의 강력한 산업화와 인프라 개발이 성장을 주도하며, 특히 반도체, 전자, 화학 산업의 확장이 수요를 견인합니다. 한국과 대만은 첨단 기술 제조 분야에서 높은 순도를 요구하는 특수 가스 수요를 창출하고 있습니다.
* 남미: 2023년에는 3.5%의 성장률을 기록했습니다. 브라질과 멕시코가 주요 시장이며, 광업 및 금속 산업의 회복과 에너지 전환 프로젝트가 수요를 증가시키고 있습니다. 특히 녹색 수소 생산을 위한 잠재력이 크며, 이는 장기적인 성장 동력이 될 것입니다.

본 보고서는 대기에서 질소, 산소, 아르곤 등의 가스를 분리하는 데 사용되는 공기 분리 장치(Air Separation Unit, ASU) 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. 연구는 시장 정의, 범위, 연구 방법론, 주요 요약, 시장 환경, 시장 규모 및 성장 예측, 경쟁 환경, 시장 기회 및 미래 전망을 포함합니다.

ASU 시장은 2031년까지 80.8억 달러 규모에 도달할 것으로 예상됩니다. 시장 성장의 주요 동력으로는 반도체 등급 가스 수요의 급증, 철강 및 화학 산업의 생산 능력 확장, 코로나19 이후 의료용 산소 사용의 구조적 증가, LNG 및 블루 수소 프로젝트 구축에 따른 질소 및 산소 수요, 재생 에너지 기반 ASU 및 LAES(액화 공기 에너지 저장) 통합, 그리고 원격 산업을 위한 모듈형 현장 미니 ASU의 확산 등이 있습니다.

반면, 시장의 주요 제약 요인으로는 극저온 ASU의 높은 초기 투자 비용과 에너지 집약도, 전력 가격 변동성 위험, ASU에 대한 탄소 발자국 규제 강화, 그리고 브레이징 알루미늄 열교환기 공급 병목 현상이 지적됩니다. 특히, 전력 비용은 극저온 플랜트 운영 비용의 최대 70%를 차지하므로, 특정 전력 요금 이상에서는 장기 구매 계약을 통한 자금 조달 확보가 중요합니다.

시장은 공정(극저온 증류, 압력 변동 흡착(PSA), 진공 PSA(VPSA), 막 분리), 가스(질소, 산소, 아르곤, 희귀 가스), 최종 사용자(철강 및 야금, 화학 및 석유화학, 석유 및 가스 및 정제, 헬스케어 및 의료, 전자 및 반도체, 식음료, 에너지 및 발전 등), 그리고 지역(북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카)별로 세분화되어 분석됩니다.

공정별로는 극저온 증류가 2025년 매출의 73.5%를 차지하며 여전히 지배적인 기술로 남아있습니다. 최종 사용자 부문에서는 전자 및 반도체 플랜트가 2031년까지 연평균 8.2%로 가장 빠른 성장을 보일 것으로 전망됩니다. 이는 첨단 노드에 필요한 99.9999% 순도의 아르곤 및 질소 수요와 현장 전용 장치를 통한 오염 및 운송 위험 제거의 필요성 때문입니다. 지역별로는 중동 및 아프리카 지역이 대규모 수소 프로젝트에 힘입어 연평균 6.6%로 가장 높은 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.

경쟁 환경 분석에는 Linde plc, Air Liquide SA, Air Products & Chemicals Inc., Nippon Sanso Holdings 등 주요 기업들의 시장 집중도, 전략적 움직임(M&A, 파트너십), 시장 점유율 및 기업 프로필이 포함됩니다. 본 보고서는 이러한 심층 분석을 통해 시장 참여자들이 미래 기회를 식별하고 전략을 수립하는 데 필요한 통찰력을 제공합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 환경

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 급증하는 반도체 등급 가스 수요
  • 4.2.2 철강 및 화학 분야의 생산 능력 증대
  • 4.2.3 코로나19 이후 의료용 O₂ 사용의 구조적 증가
  • 4.2.4 LNG/블루 수소 구축에 필요한 N₂ 및 O₂
  • 4.2.5 재생 에너지 기반 ASU 및 LAES 통합
  • 4.2.6 원격 산업을 위한 모듈형 현장 미니 ASU
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 극저온 ASU의 높은 자본 지출 및 에너지 집약도
  • 4.3.2 전기 요금 변동성 위험
  • 4.3.3 ASU에 대한 탄소 발자국 규제 강화
  • 4.3.4 브레이징 알루미늄 열교환기 공급 병목 현상
• 4.4 공급망 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인
  • 4.7.1 공급업체의 교섭력
  • 4.7.2 소비자의 교섭력
  • 4.7.3 신규 진입자의 위협
  • 4.7.4 대체재의 위협
  • 4.7.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측

• 5.1 공정별
  • 5.1.1 극저온 증류
  • 5.1.2 압력 변동 흡착 (PSA)
  • 5.1.3 진공 PSA (VPSA)
  • 5.1.4 막 분리
• 5.2 가스별
  • 5.2.1 질소
  • 5.2.2 산소
  • 5.2.3 아르곤
  • 5.2.4 희귀 가스 (Ne, Kr, Xe)
• 5.3 최종 사용자별
  • 5.3.1 철강 및 야금
  • 5.3.2 화학 및 석유화학
  • 5.3.3 석유 및 가스 및 정제
  • 5.3.4 헬스케어 및 의료
  • 5.3.5 전자 및 반도체
  • 5.3.6 식음료
  • 5.3.7 에너지 및 발전
  • 5.3.8 기타
• 5.4 지역별
  • 5.4.1 북미
  • 5.4.1.1 미국
  • 5.4.1.2 캐나다
  • 5.4.1.3 멕시코
  • 5.4.2 유럽
  • 5.4.2.1 독일
  • 5.4.2.2 영국
  • 5.4.2.3 프랑스
  • 5.4.2.4 이탈리아
  • 5.4.2.5 스페인
  • 5.4.2.6 북유럽 국가
  • 5.4.2.7 러시아
  • 5.4.2.8 기타 유럽
  • 5.4.3 아시아 태평양
  • 5.4.3.1 중국
  • 5.4.3.2 인도
  • 5.4.3.3 일본
  • 5.4.3.4 대한민국
  • 5.4.3.5 아세안 국가
  • 5.4.3.6 호주 및 뉴질랜드
  • 5.4.3.7 기타 아시아 태평양
  • 5.4.4 남미
  • 5.4.4.1 브라질
  • 5.4.4.2 아르헨티나
  • 5.4.4.3 콜롬비아
  • 5.4.4.4 기타 남미
  • 5.4.5 중동 및 아프리카
  • 5.4.5.1 사우디아라비아
  • 5.4.5.2 아랍에미리트
  • 5.4.5.3 남아프리카
  • 5.4.5.4 이집트
  • 5.4.5.5 기타 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임 (M&A, 파트너십, PPA)
• 6.3 시장 점유율 분석 (주요 기업의 시장 순위/점유율)
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 제품 및 서비스, 최근 동향 포함)
  • 6.4.1 린데 plc
  • 6.4.2 에어리퀴드 SA
  • 6.4.3 에어 프로덕츠 & 케미컬스 Inc.
  • 6.4.4 닛폰 산소 홀딩스 (타이요 닛폰 산소)
  • 6.4.5 메써 SE & Co. KGaA
  • 6.4.6 SIAD 마키네 임피안티 SpA
  • 6.4.7 항저우 항양 Co.
  • 6.4.8 잉더 가스 그룹
  • 6.4.9 이녹스 에어 프로덕츠 Ltd
  • 6.4.10 에어 워터 Inc.
  • 6.4.11 유니버설 인더스트리얼 가스 LLC
  • 6.4.12 PKU 파이오니어 테크놀로지
  • 6.4.13 테크넥스 Ltd
  • 6.4.14 쓰촨 공기 분리 플랜트 그룹
  • 6.4.15 유니버설 인더스트리얼 플랜츠 (UIPL)
  • 6.4.16 상하이 친렌지 가스
  • 6.4.17 크리오겐마쉬 OJSC
  • 6.4.18 보루카 가스 Ltd
  • 6.4.19 AMCS Corp.
  • 6.4.20 DEAR 공기 분리

7. 시장 기회 및 미래 전망