화학기업들은 자전거 시장이 성장하고 있는 가운데 관련소재 개발이 요구된다.
국내 자전거 판매량은 2010년 200만대에서 2013년 280만대로 증가했고 2016년까지 230만-240만대 수준을 유지했으나 최근 감소세로 접어들고 있다.
다만, 2018년 3월부터 전기자전거 규제가 완화됨에 따라 관련 소재 수요가 증가할 것으로 기대되고 있다.
국내 자전거 보급률은 30% 수준에 불과해 독일 87.3%, 네덜란드 98.3%, 일본 67.8%에 비해 크게 낮아 성장 가능성이 높은 것으로 나타나고 있다.
자전거 소재는 경량화 추세로 소재 전환이 요구되고 있으며, 타이어는 공기 비주입식 개발이 가속화돼 수명이 늘어나고 있다.
하지만, 국내 자전거 및 소재 생산기업들은 저가제품이 중국산 공세에 시달리고 고가제품은 유럽 및 미국시장에 주도권을 빼앗겨 고부가화 R&D(연구개발)가 시급한 것으로 지적되고 있다.
이에 따라 소재 생산기업들이 경량화 및 타이어 소재 개발에 집중하고 있고 2018년부터 전기자전거 활성화에 대비해 EP(Engineering Plastic), 2차전지 생산기업들도 전기자전거용 소재에 주목하고 있다.
뒤늦게 소재 개발에 착수하고…
국내 자전거 시장규모는 5000억원 이상으로 중장년층이 고급 자전거를 선호함에 따라 수요가 급증할 것으로 예상된다.
관세청이 집계한 수입 자전거 가격은 2009년 평균 77.7달러에서 2015년 110달러 수준으로 크게 상승했다.
고급 자전거 매출비중은 미국이 50%를 넘어선 반면 국내시장은 20%에 불과해 성장성이 높은 것으로 평가되고 있다.
자전거용 소재는 경량화 추세에 따라 고급 그레이드 채용이 확대되고 있어 국내기업들이 자전거용을 개발한 후 자동차, 항공기, 의료기기 등으로 시장영역을 확대할 수 있는 영업전략이 요구되고 있으나 저가 중국산과 일본, 미국, 유럽산에 뒤처지고 있다.
국내기업들은 뒤늦게 고급시장에 눈을 돌리며 고부가화 소재에 관심을 나타내고 있다.
삼천리자전거는 2015년부터 고급제품 출시를 확대하고 있으며, 영원무역은 스위스 고급자전거 생산기업인 스캇스포츠(Scott Sports)를 인수했고, 양궁 생산기업인 윈앤윈은 나노 카본소재를 투입한 자전거 사업에 뛰어들었다.
특히, 윈앤윈은 탄소섬유(Carbon Fiber) 프레임을 적용하기 위해 자전거 판매수익을 R&D에 대부분 투입함으로써 기술력을 강화하고 있다.
2016년에는 메이저의 고가제품 670-690g에 비해 가벼운 초경량 630g 프레임 생산에 성공했으며 OEM(주문자 상표부착생산)이 아닌 자체생산을 통해 품질관리를 강화하고 있다. 가격은 1100만원대로 해외 브랜드에 비해 20% 수준 저렴한 것으로 알려졌다.
안성공장 뿐만 아니라 중국 베이징(Beijing) 공장에서도 자체 생산에 착수함으로써 코스트 경쟁력을 강화하고 생산량을 하루 20대 수준에서 2-3배 확대하며 휠, 핸드바 등 프레임 외에 부품도 자체 생산할 계획이다.
삼천리자전거, R&D 소홀하며 “퇴보”
타이완 자이언트(Giant)가 소재 고부가화 R&D 투자를 강화함으로써 2015년 글로벌 매출 2조원을 돌파한 가운데 국내 메이저인 삼천리자전거는 매출이 1267억원에 불과해 비교되고 있다.
자이언트는 7년 동안 소재 개발에 집중해 2014년 독립 브랜드 「리브」를 출시했으며 프레임, 안장, 페달 등 자전거 부품을 여성의 신체특성에 맞추면서 여성 브랜드로 자리잡았다.
자이언트는 1980년대에 저가 중국산이 유입돼 수익성 악화에 시달렸으나 고급화 투자로 경영전략을 전환하면서 1987년부터 탄소섬유 프레임 개발에 집중했고 품질관리를 위해 OEM을 중단하고 타이완, 중국, 네덜란드 소재 자전거 공장을 통해 자체 생산하는 방식으로 전환했다.
반면, 삼천리자전거는 R&D를 등한시하고 코스트 경쟁력 확보와 마케팅 투자에 집중해 당장의 매출 증진에 집중함으로써 성장이 둔화된 것으로 파악되고 있다.
삼천리자전거는 마케팅에 집중함에 따라 2016년 기준 매출 중 판매관리비 비중이 20-25%를 차지했으나 자이언트는 13%에 불과했다. 반면, R&D 투자는 삼천리자전거 10억원, 자이언트가 270억원으로 고부가화 격차가 크게 벌어질 수밖에 없었다.
삼천리자전거는 중국 OEM 생산으로 전환해 판매량의 90% 이상을 중국에서 조달함으로써 코스트 경쟁력을 강화했으나 경쟁이 치열해짐에 따라 수익성이 악화되고 있다.
국내 자전거 생산은 2003년 47만대 수준이었으나 2010년에는 판매량 185만대 가운데 183만대가 OEM 및 수입제품으로 국내생산이 2만톤에 불과한 것으로 파악되고 있다.
삼천리자전거, 알톤스포츠, 참좋은레져 등은 중국, 타이완 OEM을 통해 국내시장 점유율 70%를 장악하고 있으나 고부가화제품은 글로벌기업에 뒤처지고 있다.
국내시장 점유율 1위인 삼천리자전거, 2위 알톤스포츠는 2016년 매출이 30% 이상 감소한 것으로 파악되고 있다.
국내 자전거 판매량은 2010년 200만대에서 2013년 280만대로 폭증했으나 2014년 이후 감소세로 접어들었고 2017년 상반기에는 판매량이 80만-90만대에 불과해 2017년 총 170만-180만대 수준으로 급감할 것이 확실시되고 있다.
시장 관계자는 “2017년에는 자전거 도로 활성화 사업이 주춤하고 미세먼지가 급증함에 따라 판매량이 급감했다”며 “자전거 판매는 대부분 봄이 성수기이지만 미세먼지와 대통령선거가 영향을 미쳤을 것”이라고 밝혔다.
50만-60만원대인 중국산 유입도 확대돼 고부가제품 개발이 요구되고 있으나 OEM이 중심인 메이저들은 국내시장을 장악하고도 고전을 면치 못하고 있다.
프레임, 스틸 대신 알루미늄·카본 “주목”
자전거 소재는 부품부터 대부분 중국 및 타이완산을 채용하고 있어 국내기업들이 진입하기 어려운 것으로 파악된다.
글로벌 자전거 소재 시장은 프레임 시장을 중심으로 경량화 소재 전환이 가속화됨에 따라 카본 및 알루미늄(Aluminium) 채용이 확대되고 있다.
프레임 소재는 스틸(Steel) 42.9%, 알루미늄 36.0%, 탄소섬유 등 카본 11.1%, 기타 10% 등이며 알루미늄, 카본의 성장세가 두드러지고 있다.
신규소재로는 티타늄(Titanium), 마그네슘(Magnesium) 등 금속, 대나무 등 셀룰로오스(Cellulose) 친환경소재, 플래스틱 등을 프레임 제조에 투입하고 있으나 티타늄을 제외하고는 폭넓게 채용되지 못하고 있다.
스틸은 스테인레스강을 극소수로 채용하며 대부분 고장력강(High Tensile Steel)과 크롬-몰리브덴강(Chrome Molybdenum Steel)을 채용하고 있다.
고장력강은 냉연강판을 말아 제조하고 있으며 저렴하고 용접이 쉬워 저가제품에 주로 투입되고 있다.
프레임이 무겁고 부식되기 쉬워 국내에서는 싸구려라는 부정적인 인식이 크게 작용해 수요가 감소하고 있다.
크롬-몰리브덴강은 고장력강에 비해 훨씬 가볍고 내식성이 우수해 오랫동안 자전거 프레임 소재로 채용됐다.
특히, 인장강도가 평방밀리미터당 1200-3000N 수준으로 알루미늄의 5배, 고장력강, 티타늄, 카본에 비해 2배 이상 높고 탄성계수는 평방밀리미터당 20만으로 알루미늄의 3배에 카본과 같은 수준으로 튼튼하며 탄성이 좋은 것으로 알려졌다.
높은 열을 가하면 고유의 특성이 변질돼 대량생산이 어려웠으나 용접기술이 발달함에 따라 최근에는 수요가 증가하고 있다.
알루미늄은 크롬, 구리 등 금속을 첨가하고 듀랄루민(Duralumin) 또는 스칸디움(Scandium) 등을 투입해 단단하고 녹도 슬지 않는 합금으로 제조해 채용하고 있으며 항공기 소재 뿐만 아니라 자동차 및 자전거용 투입도 확대되고 있다.
자전거 프레임에는 고경도 특성을 보유하기 위해 6000-7000번대의 합금을 주로 채용하고 있다.
특히, 알루미늄은 가공법이 다양하게 개발돼 대량생산이 용이해짐에 따라 자전거 주요소재로 채용이 확대되고 있다.
탄소섬유, 자전거용 프레임에 관심을…
카본 프레임은 탄소섬유 수지를 채용해 고온 압축해 생산하며 모양과 두께를 자유롭게 조절할 수 있어 다양한 형태의 프레임을 생산할 수 있다.
가볍고 탄성이 뛰어나 승차감이 좋고 튼튼해 최근에는 최고급 자전거 채용이 확대되고 있다.
하지만, 대량생산이 어려워 높은 제조코스트가 치명적인 단점으로 지적되고 있으며 특정부위에 받은 충격이 한계치를 넘어서면 휘거나 구부러지지 않고 절개돼 채용이 어려운 것으로 파악되고 있다.
시장 관계자는 “자전거용 탄소섬유는 가격 및 충격문제가 발생하고 있지만 자동차에 비해 자체 생산이 수월하고 충격문제도 개선해 채용이 확대되고 있다”고 밝혔다.
이어 “자동차용에 투입하기 어려운 생산기업들이 자전거용을 개발하면서 생산기술을 향상시킬 필요가 있다”고 덧붙였다.
탄소섬유 프레임은 다양하게 제조할 수 있는 생산기업이 자이언트 등 세계 2곳에 불과해 국내기업들의 진입이 요구된다.
자이언트는 저가 자전거를 생산했으나 탄소섬유 프레임을 개발함으로써 프리미엄 시장에 진출할 수 있었고 매출이 2005년 9473억원에서 2015년 2조1593억원으로 10년만에 2배 이상 급증한 것으로 파악된다.
효성, 태광산업이 탄소섬유를 개발했으나 일본산이 기존시장을 장악함에 따라 신규 응용제품인 자전거용 프레임 개발이 요구된다.
티타늄은 부식이 전혀 없고 내구성이 뛰어나며 가벼워 최적의 프레임 소재로 평가되고 있으나 제조·가공이 어렵고 가격이 매우 높아 채용률이 높지 않은 것으로 파악된다.
시장 관계자는 “티타늄은 제조공정이 매우 까다로워 수제로 작업하고 있으며 숙련된 작업자가 아니면 용접과정에서 결함이 발생할 가능성이 매우 높다”고 밝혔다.
국내시장은 티타늄 가공기술이 부족해 수입제품에 의존할 수 밖에 없는 것으로 알려졌다.
일부에서는 EP 채용도 검토했으나 내구성 문제가 발생해 채용에 실패한 것으로 파악되고 있다.
전기자전거, 자전거 소재의 “희망”
국내 전기자전거 시장은 1만-1만5000대 수준으로 정체돼 있으나 2018년 3월부터 규제가 완화됨에 따라 수요가 증가할 것으로 기대된다.
유럽, 일본, 중국에는 규제가 없으나 국내에서는 도로교통법에 따라 2륜자동차로 분류돼 원동기 면허가 있어야 탈 수 있고 자전거 도로에 진입할 수 없어 시장 성장이 제한적이었던 것으로 파악된다.
하지만, 2017년 3월 「자전거 이용 활성화에 관한 법률」 개정안이 통과돼 2018년 3월부터 면허없이 속도 시속 25km 이하, 중량 30kg 미만인 전기자전거를 누구나 이용할 수 있고 자전거 도로도 이용이 가능한 것으로 파악된다.
시장 관계자는 “일본 전기자동차 시장규모가 40만대인 것을 감안하면 국내시장은 최소 10만대 수준으로 증가할 것으로 예상된다”고 밝혔다.
국내 배터리 생산기업들은 급성장하고 있는 전기자전거 시장을 주목하고 있으며 화학소재 생산기업들은 배터리 무게를 상쇄하기 위해 프레임을 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), 알루미늄 등으로 대체할 것으로 예상됨에 따라 채용 전환을 기대하고 있다.
세계 전기자전거용 배터리 시장규모는 2017년 2억5200만셀로 전년대비 약 18% 늘어나며 2013년에 비해 2배 이상 확대될 것으로 예상되고 있다. 판매대수는 2012년 3206만대에서 2015년 4000만대로 25% 가량 증가했으며 2017년에는 5000만대를 넘어서는 등 4년째 25%의 높은 성장률을 나타낼 것으로 예상된다.
특히, 중국과 유럽 등 자전거 시장이 활성화된 국가를 중심으로 판매량이 늘어나고 있으며 노르웨이는 2016년 판매대수가 약 36만대로 전년대비 2배 가량 폭증한 것으로 나타났다.
타이완 Merida 등 글로벌 자전거 생산기업들도 전기자전거 생산 비중을 높이고 있으며 2016년 하반기 공장 증설을 완료해 생산능력을 월 5000대에서 1만대로 확대했다.
삼성·LG, 전기자전거용 배터리 “군침”
국내 전기자전거용 배터리 시장은 삼성SDI가 점유율 27%로 1위를 차지했으며 LG화학이 25%로 뒤를 잇고 있다.
양사는 전기자전거용 배터리 매출이 소형배터리 전체 매출의 5% 미만을 차지하고 있으나 전기자전거 시장 확대에 따라 대폭 증가할 것으로 예상된다.
전기자동차(EV)에 투입되는 2세대 원통형 배터리를 양산하기 위해 우선 전동공구, 전기자전거 등 기존 수요처에게 원통형 배터리를 공급한 후 EV로 영역을 확대할 방침이기 때문이다.
원통형배터리는 전동공구, 노트북, 전기자전거, 전기오토바이, 보조배터리, 무선청소기, 정원공구 등 휴대용 기기에 사용되며 삼성SDI가 주요 용도인 전동공구용 배터리 시장을 약 50% 장악하고 있다.
LG화학은 만도와 2016년 하반기부터 가격, 품질, 기술개발 방향을 두고 협의해 2017년 하반기 만도 원주공장에서 생산하는 내수·수출용 전기자전거에 배터리를 공급할 예정이다.
배터리 가격은 와트당 1000원으로 전기자전거 1대당 47만원 수준이며, 만도가 신형 전기자전거 연간 판매목표치로 2000대를 제시함에 따라 10억원에 가까운 9억4000만원의 매출이 발생할 것으로 기대된다.
LG화학은 소형전지 사업 성장이 둔화되고 있어 무선청소기, 전기자전거 등에 공급을 확대하고 있는 것으로 파악되고 있다.
타이어, 합성고무에서 PU·메탈로센 “전환”
자전거 타이어는 자동차용과 같이 합성고무 및 천연고무를 50대50 수준으로 혼합해 생산했었으나 공기 비주입식인 튜브리스(Tubeless) 타이어 개발이 가속화됨에 따라 폴리우레탄(Polyurethane), 메탈로센(Metallocene)계 엘라스토머(Elastomer) 채용이 확대될 것으로 예상된다.
국내 자전거 타이어는 정부에서 임대 자전거 사업을 확대함에 따라 보수비용을 최소화하기 위해 튜브리스계 채용이 확대될 것으로 기대되고 있다.
시장 관계자는 “임대 자전거 보수는 대부분 타이어 펑크를 해결하는 것이 대부분이며 튜브리스를 채용하면 펑크 위험이 없어 보수비용이 줄어든다”며 “2010년 이후 정부에서 국책과제로 개발을 지원해 채용을 확대하고 있다”고 밝혔다.
BASF는 폴리우레탄 미공성 발포소재인 「엘라스토판」을 투입해 Tubeless 자전거 타이어를 개발했다.
미끄럼 및 노화 방지 성능이 우수하고 합성고무에 비해 가볍고 진동을 최소화해 승차감을 최적화시킨 것으로 파악된다.
국내 중소기업인 화인케미칼은 2008년 정부 국책과제를 통해 튜브리스 타이어를 개발했으며 「Tannus」 브랜드를 출시해 공급을 확대하고 있다.
자전거용 발포 타이어는 미세한 셀로 형성돼 외부 자극에도 원형으로 복원되며 급제동과 고속주행도 가능해 일반로드용, 산악용, 레저용 자전거에 채용되고 있다.
화인케미칼은 2010년 올레핀(Olefin)계 사출발포 자전거용 타이어를 상업화해 국내 및 일본시장에 공급하고 있으며 편마모가 발생해 내마모성 등 물리적 강도를 랜덤 에틸렌-옥텐 코폴리머(Random Ethylene-Octene Copolymer) 등 메탈로센 엘라스토머, SEBS(Styrene Ethylene Styrene Block Copolymer), SOE(Hydrogenated Styrene-Butadiene Block Copolymer), EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer), 천연고무 등을 혼합해 최적의 배합비를 연구해 개선하고 있다.
올레핀계 사출발포 타이어는 메탈로센 PE와 EPDM를 가교해 130-140%로 발포함에 따라 내마모성, 탄성, 승차감 등이 우레탄계 발포자전거 타이어에 비해 우수한 것으로 파악되고 있다. 발포제는 ADCA(Modified Azodicarbonamide)를 채용했다.<허웅 선임기자: hw@chemlocus.com>
