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HVDC 커패시터 시장 규모 및 점유율 분석: 2030년 전망
보고서 개요
고전압 직류(HVDC) 커패시터 시장은 제품 유형(플라스틱 필름 커패시터, 세라믹 커패시터, 알루미늄 전해 커패시터, 탄탈 습식 커패시터, 재구성 운모 종이 커패시터) 및 지역별로 세분화됩니다. Mordor Intelligence의 분석에 따르면, HVDC 커패시터 시장은 2019년부터 2030년까지의 연구 기간 동안 15.80%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것으로 예상됩니다. 예측 기간은 2025년부터 2030년까지이며, 과거 데이터는 2019년부터 2023년까지를 포함합니다. 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하는 시장으로, 북미 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 시장 집중도는 낮은 수준입니다.
시장 규모 및 성장 전망
HVDC 커패시터 시장은 예측 기간 동안 15.8%의 CAGR을 기록할 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 전력 전송 및 분배 과정에서의 에너지 손실 감소 요구 증대, 재생 에너지 활용 확대, 태양광 인버터 및 산업용 인버터 수요 증가 등 여러 주요 요인에 의해 주도됩니다. HVDC 커패시터는 HVDC 전송 시스템과 같이 높은 전류 펄스가 발생하는 애플리케이션에 사용되도록 설계되었습니다. 또한, 전력 회사가 과부하 상태를 피하고, 병렬 라인 간 전력 흐름을 개선하며, 시스템 안정성을 향상시키려는 노력이 HVDC 전송 시스템에서 전력 커패시터의 채택을 더욱 증가시킬 것입니다. 최근 기술 발전과 무정전 전력에 대한 수요로 인해 HVDC 시스템은 데이터 센터 및 전기차와 같은 산업에서도 채택이 증가하고 있습니다.
주요 시장 동인
전 세계 많은 정부가 재생 에너지를 주요 에너지원으로 삼기 위해 상당한 투자를 하고 있으며, EIA의 최근 전망 또한 재생 에너지가 주로 전력 생산에 사용될 것임을 시사합니다. 이러한 모든 요인은 다양한 전송 시스템의 구현으로 이어질 것입니다. HVDC 커패시터는 원격 태양광 발전소 및 해상 풍력 터빈과 같은 재생 에너지원과 사용자를 연결하는 전력 전송 분야에서 활용되고 있습니다. 따라서 재생 에너지원의 성장은 관련 시장 공급업체들에게 막대한 기회를 창출할 것입니다.
HVDC 커패시터는 전력 손실에 대한 우려가 커지면서 그 활용도가 높아지고 있습니다. 수요 변동과 비효율적인 전송 및 분배 인프라는 이러한 전력 손실의 주요 원인 중 일부입니다. 신흥국에서는 전력 손실이 훨씬 더 높기 때문에 HVDC 커패시터 제조업체에게 더 많은 기회가 있습니다. 예를 들어, 인도에서는 최근 COVID-19 봉쇄로 인해 전력 회사들이 500억 루피(약 5천억 원)의 손실을 입었습니다.
시장 제약 및 과제
그러나 시장 성장은 침해(encroachment)로 인해 제한될 수 있지만, 여전히 수십억 달러 규모의 시장으로 남을 것입니다. 서반구 공급업체들의 전략은 인수를 통해 이 귀중한 제품 라인의 점유율을 높이는 것인데, 다른 공급업체들은 탄탈륨 유형을 부담으로 여기기 때문입니다. 탄탈륨은 글로벌 시장의 과제를 더 잘 이해하는 기업들에게는 여전히 기회가 될 수 있습니다.
COVID-19의 확산은 공급망의 주요 부품 및 원자재 생산 시설 공급업체의 운영 수준 감소와 전 세계 시장에서의 판매 감소를 통해 수동 전자 부품 산업에 영향을 미쳤으며, 계속해서 영향을 미치고 있습니다. 이로 인해 많은 시장 공급업체들이 글로벌 매출 및 출하량 예측을 수정하게 되었습니다.
주요 시장 동향 및 통찰
1. 에너지 및 전력 부문의 지배적 시장 점유율:
HVDC 커패시터는 에너지 및 전력 부문에서 가장 높은 전기적 및 기계적 요구 사항을 충족하며, 에너지의 생산, 분배 및 전송을 포함하여 다양한 산업에 기여합니다. 이들은 가장 다양한 애플리케이션에 사용되며 가장 엄격한 환경 조건에서도 작동할 수 있습니다. 고전압 전력 커패시터는 전송 용량과 네트워크 안정성을 향상시키고 이산화탄소 배출량을 크게 줄이는 데 기여합니다.
전력 생산 과정은 1차 에너지의 제한된 존재로 인해 다양한 변화를 겪으며, 이는 많은 양의 에너지를 필요로 하여 소비를 증가시키고 HVDC 커패시터의 필요성을 높입니다. 에너지 및 전력 부문의 이러한 기술적 한계는 HVDC 커패시터의 관련성을 유지하고 수요를 촉진했습니다.
지난 10년간 비주거 부문의 전력 수요는 제조업의 신규 진입과 화학, 전자, 자동차를 포함한 다양한 산업의 생산 활동 증가로 인해 상승했으며, 이는 시장을 더욱 활성화시킬 것으로 예상됩니다. 또한, 2020년에 더 많은 국가들이 기후 목표를 강화할 계획임에 따라 전력 부문의 탈탄소화가 중요한 역할을 할 것입니다. 존스 홉킨스 대학교와 메릴랜드 대학교가 142개국의 전송 및 분배 인프라에 대해 실시한 조사에 따르면, 글로벌 그리드 효율성을 개선함으로써 약 5억 미터톤의 이산화탄소를 줄일 수 있다고 보고되었습니다. 비효율적인 글로벌 전력 전송 및 분배 인프라는 손실을 보상하기 위해 추가적인 전력 생산을 필요로 하며, 이는 비용을 더욱 증가시킵니다. 화석 연료의 환경적 영향에 대한 인식이 높아짐에 따라 재생 에너지원을 통한 전력 생산은 기하급수적인 성장을 보일 것으로 예상되며, 이는 시장 성장을 더욱 촉진할 것입니다.
2. 미주 지역의 상당한 시장 점유율:
미주 지역은 주로 북미와 라틴 아메리카로 구성됩니다. 이 지역은 HVDC 전송 시스템의 높은 채택률로 인해 관련 시장의 주요 채택자이자 투자자 중 하나입니다. 예를 들어, 미국의 주거, 상업 및 산업 소비자는 전송 용량과 네트워크 안정성을 향상시키기 위해 HVDC 커패시터의 채택을 계속 주도하고 있습니다.
또한, 이 지역은 최근 몇 년간 HVDC 전송 라인에 상당한 투자를 하고 있으며, 이는 해외 공급업체를 유치하고 현지 제조업체의 성장을 촉진했습니다. GE와 같은 현지 기업들은 글로벌 HVDC 시스템 시장에서 입지를 강화하기 위해 과거에 상위 3개 HVDC 솔루션 제공업체 중 하나를 인수했습니다.
미국 국립 재생 에너지 연구소(NREL)의 연구에 따르면, 미국 전역에 장거리 HVDC 전송이 추가될 경우 2038년까지 태양광 설치의 비용 최적량이 변화할 것이라고 합니다. 캐나다 태평양 철도와 협력하는 Direct Connect Development Company의 중서부 프로젝트는 지멘스의 HVDC 컨버터 기술을 활용하여 철도 통행권을 사용하고 있습니다.
또한, HVDC는 라틴 아메리카 지역에서 장거리 대량 전력 공급을 위한 선호되는 전송 기술로 부상하고 있습니다. 브라질은 세계에서 가장 긴 3개의 전력 전송 라인을 보유하고 있습니다. 이와 더불어, 이 지역의 스마트 팩토리에서 에너지 소비의 실시간 모니터링 추세와 높은 자동화 수준은 HVAC를 포함한 에너지 소비 장비의 실시간 모니터링을 가능하게 했으며, 이는 예측 기간 동안 시장 성장을 도울 것으로 예상됩니다.
경쟁 환경
Eaton Corporation Plc., ABB Ltd., Epcos – TDK Corporation, Siemens AG, General Atomics Inc., Maxwell Technologies Inc., Alstom Company, Vishay Intertechnology 등 여러 고가치 공급업체들이 시장에 존재합니다. 주요 업체들 간의 경쟁이 치열하기 때문에 시장 집중도는 중간 정도로 낮게 유지될 것으로 예상됩니다.
2020년 4월, ABB는 남미 최대 전력 회사인 Interconexion Electrica SA E.S.P. (ISA)와 약 1억 달러 규모의 5년 프레임워크 계약을 체결했습니다. ISA는 현재 62,000km 이상의 전력 전송 인프라를 운영하고 있으며, 7,000km 이상이 추가로 건설 중입니다.
주요 HVDC 커패시터 산업 리더로는 Eaton Corporation Plc., ABB Ltd., TDK Electronics AG, Siemens AG, General Atomics Inc. 등이 있습니다.
본 보고서는 고전압 직류(HVDC) 커패시터 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. HVDC 커패시터는 기존 고전압 교류(HVAC) 기술 대비 장거리, 지점 간 전력 전송에 사용되며, 최근 기술 발전으로 그리드 문제 해결을 위한 기능과 적용 가능성이 확대되고 있습니다.
보고서는 시장 개요, 산업 가치 사슬 분석, 그리고 신규 진입자의 위협, 구매자/소비자의 교섭력, 공급업체의 교섭력, 대체 제품의 위협, 경쟁 강도 등을 포함하는 Porter의 5가지 경쟁 요인 분석을 통해 산업 매력도를 심층적으로 평가합니다. 시장 성장의 주요 동인으로는 HVDC 송전 시스템의 증가, 재생 에너지원의 채택 확대, 그리고 최종 사용자 애플리케이션 범위의 확장이 제시됩니다. 동시에 시장 성장을 저해하는 요인들도 함께 분석됩니다.
기술적 측면에서는 LCC(Line Commutated Converter) 및 VSC(Voltage Source Converter) 기술 현황을 다룹니다. 시장은 제품 유형별로 플라스틱 필름 커패시터, 세라믹 커패시터, 알루미늄 전해 커패시터, 탄탈 습식 커패시터, 재구성 운모 종이 커패시터 및 기타 유형으로 세분화됩니다. 지리적으로는 북미, 유럽 및 중동, 일본, 한국, 중국, 그리고 기타 지역으로 나뉘어 분석됩니다. 또한, HVDC 송전 시스템을 위한 향후 프로젝트와 HVDC 커패시터의 잠재적 신흥 애플리케이션에 대한 정보도 포함되어 있습니다.
경쟁 환경 분석에서는 Eaton Corporation Plc., ABB Ltd., TDK Electronics AG, Siemens AG, General Atomics Inc. 등 주요 시장 참여 기업들의 프로필을 제공합니다.
보고서에 따르면, HVDC 커패시터 시장은 예측 기간(2025-2030년) 동안 연평균 성장률(CAGR) 15.8%를 기록할 것으로 전망됩니다. 역사적 시장 규모는 2019년부터 2024년까지, 예측 시장 규모는 2025년부터 2030년까지 다룹니다. 지역별로는 아시아 태평양 지역이 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보이며 빠르게 성장할 것으로 예상되며, 2025년에는 북미 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 분석됩니다.
보고서는 시장에 대한 투자 분석과 미래 전망을 제시하여 이해관계자들이 전략적 의사결정을 내릴 수 있도록 지원합니다. 특정 섹션 구매 및 맞춤형 보고서 요청도 가능합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 통찰력
- 4.1 시장 개요
- 4.2 산업 가치 사슬 분석
- 4.3 산업 매력도 – 포터의 5가지 경쟁 요인 분석
- 4.3.1 신규 진입자의 위협
- 4.3.2 구매자/소비자의 교섭력
- 4.3.3 공급업체의 교섭력
- 4.3.4 대체 제품의 위협
- 4.3.5 경쟁 강도
- 4.4 시장 동인
- 4.4.1 HVDC 송전 시스템의 성장
- 4.4.2 재생 에너지원의 채택 증가
- 4.4.3 최종 사용자 애플리케이션 범위 확장
- 4.5 시장 제약
5. 기술 스냅샷 (LCC & VCS)
6. 시장 세분화
- 6.1 제품 유형
- 6.1.1 플라스틱 필름 커패시터
- 6.1.2 세라믹 커패시터
- 6.1.3 알루미늄 전해 커패시터
- 6.1.4 탄탈 습식 커패시터
- 6.1.5 재구성 운모 종이 커패시터
- 6.1.6 기타 제품 유형
- 6.2 지역
- 6.2.1 북미
- 6.2.2 유럽 및 중동
- 6.2.3 일본
- 6.2.4 대한민국
- 6.2.5 중국
- 6.2.6 기타 지역
- 6.3 HVDC 송전 시스템의 향후 프로젝트
- 6.4 HVDC 커패시터의 잠재적 신흥 애플리케이션
7. 경쟁 환경
- 7.1 회사 프로필
- 7.1.1 Eaton Corporation PLC
- 7.1.2 ABB Ltd
- 7.1.3 RTDS Technologies Inc.
- 7.1.4 Alstom SA
- 7.1.5 Maxwell Technologies Inc
- 7.1.6 Siemens AG
- 7.1.7 Sieyuan Electric Co. Ltd
- 7.1.8 Vishay Intertechnology Inc
- 7.1.9 TDK Corporation
- 7.1.10 AVX Corporation (Kyocera Corporation)
- *목록은 전체가 아님
8. 투자 분석
9. 시장의 미래
HVDC 커패시터는 고전압 직류(High Voltage Direct Current, HVDC) 송전 시스템에서 핵심적인 역할을 수행하는 전력용 커패시터입니다. 이는 일반적인 교류(AC) 시스템용 커패시터와 달리, 수백 킬로볼트(kV)에 달하는 높은 직류 전압 환경에서 안정적으로 동작하도록 특별히 설계됩니다. HVDC 시스템의 효율성과 신뢰성을 보장하는 데 필수적인 부품으로서, 전압 평활화, 무효 전력 보상, 고조파 필터링, 전압 분배 등 다양한 기능을 수행합니다. HVDC 커패시터는 높은 직류 전압 스트레스에 견딜 수 있는 절연 강도, 낮은 손실, 긴 수명, 그리고 높은 신뢰성을 요구받습니다.
HVDC 커패시터의 종류는 그 용도와 기능에 따라 다양하게 분류됩니다. 첫째, 필터 커패시터는 HVDC 컨버터 스테이션에서 발생하는 고조파를 제거하여 전력 품질을 향상시키는 역할을 합니다. 이는 교류 측 고조파를 제거하는 AC 필터와 직류 측 리플 성분을 줄이는 DC 필터로 나뉩니다. 둘째, 스무딩 커패시터는 직류 전압의 리플 성분을 감소시켜 전압을 평활화하고 시스템의 안정성을 높입니다. 셋째, 전압 분배 커패시터는 고전압을 측정 가능한 수준으로 분배하는 데 사용됩니다. 넷째, 스너버 커패시터는 스위칭 소자를 보호하고 과전압을 억제하는 기능을 합니다. 마지막으로, DC 링크 커패시터는 전력 변환 장치의 DC 링크단에 위치하여 에너지 저장 및 전압 안정화에 기여합니다. 재료 측면에서는 폴리프로필렌 필름을 유전체로 사용하는 필름 커패시터가 낮은 손실, 높은 절연 강도, 우수한 온도 특성으로 인해 HVDC 시스템에 주로 활용됩니다.
HVDC 커패시터는 다양한 전력 시스템에 광범위하게 적용됩니다. 가장 대표적인 용도는 HVDC 컨버터 스테이션입니다. 이곳에서 HVDC 커패시터는 AC-DC 및 DC-AC 변환 과정에서 발생하는 고조파를 제거하고, 직류 전압을 평활화하며, 무효 전력을 보상하여 전체 시스템의 안정성과 효율을 극대화합니다. 또한, 유연송전시스템(FACTS) 장치인 STATCOM(정지형 동기 보상기)이나 SVC(정지형 무효전력 보상장치) 등에서도 무효 전력 보상 및 전압 안정화를 위해 사용됩니다. 재생에너지 발전원인 풍력 및 태양광 발전소를 계통에 연계할 때 발생하는 전력 품질 문제를 해결하고 안정적인 전력 공급을 지원하는 데에도 필수적입니다. 이 외에도 전기차 충전 인프라, 산업용 고전압 전력 변환 장치 등 다양한 분야에서 DC 링크 커패시터로서 활용도가 높아지고 있습니다.
HVDC 커패시터와 관련된 기술은 HVDC 송전 기술의 발전과 궤를 같이합니다. 특히, 전압형 컨버터(VSC) 기반의 HVDC 시스템은 기존 전류형 컨버터(LCC) 방식에 비해 HVDC 커패시터, 특히 DC 링크 커패시터의 중요성을 더욱 부각시킵니다. 전력 반도체 소자(IGBT, Thyristor 등)의 발전은 HVDC 시스템의 효율과 성능을 향상시키며, 이는 커패시터의 요구 사양에도 직접적인 영향을 미칩니다. 고전압 환경에서의 안정적인 동작을 위한 절연 재료 및 구조 설계 기술, 대용량 커패시터의 발열 관리를 위한 공랭식 및 유냉식 냉각 기술, 그리고 커패시터의 상태를 실시간으로 감시하고 수명을 예측하는 모니터링 및 진단 기술 또한 HVDC 커패시터의 신뢰성과 유지보수 효율성을 높이는 데 기여합니다.
HVDC 커패시터 시장은 전 세계적인 에너지 전환 정책과 전력망 현대화 추세에 힘입어 지속적인 성장을 보이고 있습니다. 장거리 대용량 전력 전송 수요 증가, 재생에너지 발전 확대 및 계통 연계 필요성 증대, 스마트 그리드 구축 및 전력망 안정화 요구, 그리고 해상풍력 등 해상 전력망 연계 프로젝트의 증가가 주요 성장 동력입니다. ABB, Siemens, GE와 같은 글로벌 전력 장비 기업들과 TDK, Eaton, Vishay, EPCOS 등 전문 부품 제조사들이 시장을 주도하고 있으며, 국내 기업들도 HVDC 시스템 및 관련 부품 개발에 적극적으로 참여하고 있습니다. 시장의 기술 트렌드는 고전압, 고용량, 소형화, 경량화, 고신뢰성, 그리고 장수명화를 지향하고 있습니다.
미래 HVDC 커패시터 시장은 전 세계적인 탄소 중립 목표 달성을 위한 HVDC 송전망 확충과 재생에너지 연계 수요 증가에 따라 꾸준히 성장할 것으로 전망됩니다. 기술 발전 측면에서는 더 높은 에너지 밀도와 효율을 갖는 신소재 개발, 고온 특성 개선, 유전율 향상 등이 기대됩니다. 또한, 모듈화 및 표준화를 통해 설치 및 유지보수 용이성을 높이고, 자가 진단 및 예측 유지보수 기능이 강화된 스마트 커패시터의 등장이 예상됩니다. 환경 친화적인 소재 및 제조 공정 도입 또한 중요한 과제가 될 것입니다. 그러나 높은 초기 투자 비용, 기술 표준화 및 상호 운용성 확보, 극한 환경에서의 신뢰성 확보, 그리고 경쟁 심화로 인한 가격 압력은 미래 시장에서 극복해야 할 도전 과제로 남아 있습니다. 이러한 도전 과제들을 해결하며 HVDC 커패시터는 미래 전력 시스템의 핵심 부품으로서 그 중요성을 더욱 확대해 나갈 것입니다.