고온 초전도체(HTS) 시장 규모 - 재료 유형, 제품 형태, 응용 분야별 성장 예측, 2025년~2034년
보고서 ID: GMI13827 | 발행일: May 2025 | 보고서 형식: PDF
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고온 초전도체(HTS) 시장
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고온 초전도체 시장 규모
글로벌 고온 초전도체 시장 규모는 2024년 7억 2,960만 달러로 추산되었으며 2034년까지 16억 달러에 이를 것으로 예상되며 2025년부터 2034년까지 8.5%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다. 고온 초전도체는 나머지 초전도체보다 훨씬 더 높은 온도에서 초전도성을 나타내는 물질 또는 전통적인(저온) 초전도체로 분류됩니다. 액체 헬륨을 사용하여 거의 절대 영도의 온도(4켈빈 또는 -269°C)로 냉각해야 하는 초전도체와 달리 슈퍼 HTS 재료는 질소가 끓는 77켈빈(-196°C) 이상에서 작동하므로 냉각수로 작업하기가 훨씬 쉽습니다.
고온 초전도체 시장은 송전, 의료 영상, 운송, 과학 연구 등에서 에너지 효율적이고 고성능 기술에 대한 수요 증가로 인해 꾸준한 속도로 성장하고 있습니다. HTS 시장의 주목할만한 비즈니스 동인 중 하나는 고급 전력 전송 및 고장 전류 제한을 위한 초전도 시스템을 사용하여 전력 시스템 및 그리드 에너지 효율성의 현대화입니다. 노후화된 인프라에 초전도 케이블 및 장치를 배치하여 이러한 시스템에 대한 의존도 증가로 인한 전송 손실을 완화하고 인프라의 복원력을 강화하기 위한 정부와 유틸리티의 주목할 만한 조치가 있습니다.
또 다른 새로운 트렌드는 더 높은 온도와 더 혹독한 환경 조건에서 작동할 수 있는 차세대 HTS 소재를 개발하기 위한 공공 및 민간 조직의 R&D 투자가 증가하고 있다는 것입니다. 새로운 HTS 재료의 출현은 더욱 소형화와 비용 절감을 촉진하기 때문에 저렴하고 휴대가 간편한 MRI 기계를 개발하려는 노력에 의해 촉진되고 있습니다. 마찰과 에너지를 절약하는 정밀 추진에 대한 이 새로운 접근 방식은 자기부상열차 HTS 활용을 통해 빠른 이동을 위한 게임 체인저 역할을 합니다. HTS 시장은 주로 지속 가능성과 에너지 효율성에 대한 관심이 높아짐에 따라 주도되며, 이는 저항 및 에너지 손실이 없는 전기 전도라는 HTS의 특성과 일치합니다. 대도시 및 산업 지역에서 강력하고 가벼운 전기 부품에 대한 수요는 HTS의 채택을 가속화합니다.
더욱 증가하는 시장 수요는 핵융합 에너지 및 고자기장 자석의 응용 분야입니다. 국제 핵융합 연구는 플라즈마 가두기에 필요한 극도의 자기장을 생성하고 봉쇄하기 위해 HTS 재료에 의존하기 시작했습니다. 차세대 에너지 연구를 위해 HTS 자석은 저온 초전도체보다 더 작고 열 마진과 효율성이 우수하기 때문에 필수적입니다. 동시에 다른 연구 기관과 민간 기업은 우주 추진 시스템뿐만 아니라 고에너지 물리학의 다른 응용 분야에 HTS를 사용하지 않고 있습니다.
고온 초전도체 시장 동향
광범위한 그리드 현대화 이니셔티브: 그리드 현대화를 위한 전 세계적인 노력은 고온 초전도체에 대한 수요를 입증하는 요인 중 하나입니다. 전력망과 관련하여 초전도 HTS 기술은 전송 손실, 용량, 정전 민감성 등의 문제를 해결할 수 있습니다. HTS 재료는 전류 전달 기능에서 구리 및 알루미늄 와이어보다 성능이 우수하며, 이는 임계 온도 이상의 저항 없이 더 많은 에너지 소비를 견딜 수 있음을 의미합니다.
또한 에너지 소비는 높지만 공간이 매우 작은 대도시에서 사용하는 것이 더 바람직합니다. HTS를 장착하면 열 초전도체 고장 전류 제한기가 더 큰 시스템 보안을 제공합니다. HTS로 활성화된 이러한 리미터는 예기치 않은 서지 전류를 제어하여 전력을 줄여 고가의 장비 손상을 방지하고 정전 가능성을 최소화합니다.
의료 이미징 애플리케이션의 확장: MRI 기술의 개별 부분이 발전함에 따라 CAT 및 CT 스캔과 같은 진단 기계의 사용이 증가하고 있습니다. 수요를 충족시키기 위해 실무자들 사이에서 점점 더 보편화되고 있는 "벨트" MRI 기계에는 액체 헬륨으로 냉각해야 하는 LTS 자석이 있습니다. 액체 헬륨은 비용이 많이 들고 관리하기 어렵습니다. 그러나 HTS는 접근성이 더 높은 더 높은 온도에서 작동하며 일반적으로 질소 수조가 필요합니다. 따라서 HTS 시스템은 MRI를 컴팩트하게 만드는 동시에 비용, 에너지 및 공간을 절약합니다.
이는 의료 시스템이 비용을 절감하면서 진단을 개선하기 위해 노력하는 현재 시대에 매우 중요합니다. 초전도 MRI는 니오븀-티타늄(NbTi)과 같은 저온 초전도체(LTS)를 사용하며, 이는 수술 수준의 온도 동안 드물고 비용이 많이 드는 초전도체인 액체 헬륨을 사용한 극저온 냉각에 의존합니다. 고온 초전도체(HTS)는 훨씬 더 경제적이며 약 20-77K(YBCO – 이트륨, 바륨, 구리 산화물 또는 Bi-2212 – 비스무트, 스트론튬, 칼슘, 구리 산화물)에서 작동하며 저렴하고 관리하기 쉬운 질소 또는 극저온 냉각기를 사용합니다. 이를 통해 냉각 및 인프라 시스템을 강화하고 병원 및 이미징 센터의 유지 관리 및 운영 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.
고온 초전도체 시장 분석
고온 초전도체 산업은 의료, 에너지, 운송 및 양자 컴퓨팅 부문에서 컴팩트하고 성능이 뛰어나며 효율적인 전자 및 전력 시스템에 대한 요구가 증가함에 따라 지속적으로 성장하고 있습니다. 이 분야의 중요한 성장 동력 중 하나는 북미 및 유럽 일부 지역과 같은 지역의 전력망 현대화로, HTS 전원 케이블, 변압기 및 고장 전류 제한기를 사용하여 그리드 안정성을 향상시키고 송전 손실을 줄입니다.
에너지 부문은 특히 도시 인프라 개발 및 스마트 그리드 시스템에서 에너지 효율성에 대한 요구가 높아짐에 따라 주요 응용 분야로 남아 있습니다. 동시에 의료 부문의 MRI 및 NMR 시스템에서 HTS를 채택하는 방향으로 전환되었는데, 이러한 기계는 더 낮은 비용으로 더 높은 자기장에서 작동할 수 있기 때문입니다.
YBCO(이트륨 바륨 구리 산화물) 부문은 2024년 35.1%의 점유율을 차지했으며 2024년 11억 달러로 평가되었습니다. 고온 초전도체는 액체 질소의 끓는점을 초과하는 약 90K의 성능 우수성으로 인해 시장에서 이트륨 바륨 구리 산화물(YBCO)을 주로 선보였습니다. 기존의 저온 초전도체와 비교할 때 YBCO는 더 높은 온도에서 기능하기 때문에 더 쉽고 비용 효율적인 냉각 기술을 제공합니다. 또한 YBCO는 높은 임계 전류 밀도와 강력한 자기장을 견딜 수 있는 놀라운 강도를 가지고 있어 전력 또는 자석 기반 기술의 전망을 넓힙니다.
1세대(1G) HTS 전선 부문은 2034년까지 7억 6,180만 달러에 이를 것으로 예상되며 예측 기간 동안 11.6% CAGR로 확장될 가능성이 높습니다. 주로 Bi-2223과 같은 BSCCO 화합물에 초점을 맞춘 1세대 고온(1G) HTS 와이어는 고온 초전도체의 상업적 가용성을 보여줍니다. 이러한 전선에는 PIT(Powder-In-Tube) 방법이 자주 사용됩니다. 그것은 초전도 분말을 은 합금 튜브에 채워 넣은 다음 얇은 필라멘트로 끌어당기는 것을 포함합니다. 1G HTS 와이어의 주요 이점 중 하나는 제조 공정이 잘 개발되어 파일럿 프로젝트 및 소규모 상용 애플리케이션에 사용할 수 있다는 것입니다. 냉각 비용을 절감하여 기존 초전도체와 비교하여 이러한 와이어로 작동할 때 액체 질소 온도(~77K)를 사용할 수 있습니다.
에너지 부문은 2024년 11억 달러로 평가되었으며 2025년부터 2034년까지 CAGR 12%를 달성하여 35.4%의 시장 점유율을 차지했습니다.
에너지 부문에서 고온 초전도체(HTS)는 극저온에서 저항과 에너지 손실이 없는 전기를 전도할 수 있는 능력으로 인해 전 세계적으로 전력의 생성, 전송 및 제어를 변화시키고 있습니다. HTS 재료, 특히 2세대(2G) 테이프 형태는 이제 동일한 거리에서 구리 또는 알루미늄 와이어보다 훨씬 더 많은 전류를 전달할 수 있고 훨씬 더 효율적으로 수행할 수 있는 고급 전원 케이블에 사용됩니다. 이 케이블은 공간 제약과 높은 에너지 요구 사항이 있는 인구 밀도가 높은 도시 지역에 유용합니다.
미국 고온 초전도체 시장은 2024년에 9억 8,640만 달러로 평가되었으며 2025년부터 2034년까지 12.4%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다.
미국에서는 그리드의 현대화, 에너지 최적화 및 방위 기술과 관련하여 고온 초전도체에 대한 투자가 증가하고 있습니다. 미국 에너지부(DOE)는 연구 기관 및 민간 기업과 협력하여 고장 전류 제한기, 초전도 케이블, 소형 변압기 및 노후화된 전력망을 개선하고 강화하는 것을 목표로 하는 기타 장치를 포함한 HTS 기반 전력 기술을 구현하는 R&D 프로젝트에 자금을 지원합니다. 이러한 이니셔티브는 청정 에너지로의 전환 및 인프라 업그레이드와 관련된 광범위한 연방 정책을 준수합니다.
고온 초전도체 시장 점유율
상위 5개 회사로는 미국 초전도체인 Bruker Fujikura High Temperature Superconductors가 있으며 IBM은 고온 초전도체 산업에 침투할 수 있는 입지를 구축했습니다. 고온 초전도체 시장의 경쟁 구도는 평균적인 관심사이며, 이는 소수의 선별된 경쟁업체가 첨단 R&D, 수직 통합 구조 및 업계 내 충분한 협력으로 세계 무대를 지배하고 있음을 의미합니다.
AMSC(American Superconductor Corporation)는 HTS용 UST 시장에서 지배적인 위치를 차지하고 있으며 2세대(2G) HTS 와이어(Amperium)와 선박용 그리드 현대화, 모터 및 추진 시스템에 사용되어 시장에서 막대한 점유율을 차지하고 있습니다. 또한 Furukawa Electric의 자회사인 SuperPower는 REBCO 기반 HTS 테이프의 주요 공급업체 중 하나이며 에너지 및 연구 분야의 국제 HTS 프로젝트에 크게 기여하고 있습니다. Bruker와 그 사업부 BEST(Bruker Energy & Supercon Technologies)는 MRI 시스템과 같은 과학 및 의료 기기에 주로 HTS를 공급하는 이 분야의 핵심 업체이기도 하며, Bruker의 정밀 기기 사업의 산하에 Bruker의 정밀 기기 사업에 속해 있습니다.
Fujikura Ltd.와 Japan Superconductor Technology Inc(JASTEC)는 아시아 HTS 생태계에서 두각을 나타내는 일본 정부의 혁신 이니셔티브의 강력한 지원을 받기 때문에 초전도 케이블, 전력 시스템 및 의료 기기의 주요 대상입니다. IBM은 양자 프로세서의 초전도 회로 및 박막 기술을 통해 양자 컴퓨팅에 이러한 재료를 적용하여 이 분야에서 선두 자리를 유지하고 있습니다. 넥상스는 HTS를 그리드 솔루션에 통합하고 EU가 자금을 지원하는 HTS 전력 케이블 시연 프로젝트에 참여하여 에너지 전송 시스템 산업에서 입지를 강화하는 EU 운영업체입니다.
HTS 산업은 정교한 인프라를 갖춘 대기업과 소규모 기술을 갖춘 틈새 혁신업체로 특징지어집니다. 학계, 산업계, 정부 사업의 전략적 결합과 업계의 변화하는 요구는 의료 및 에너지를 발전시켜 재료 과학 분야에서 경쟁력 있는 마케팅을 유지하는 데 필수적입니다.
무역 영향
고온 초전도체(HTS)는 트럼프 행정부의 관세로 인해 주로 공급망, 재료 비용 및 연구 자금과 관련된 여러 문제에 직면해 있습니다. 트럼프 대통령은 2025년 대만산 반도체에 최대 100%의 관세를 부과할 것을 권고하고, 이미 미국 반도체 및 전자 부문에 4,500억 달러가 넘는 투자를 촉발한 이미 업계를 촉진하고 있는 초당적 칩법(CHIPS Act)을 승인하지 않을 것을 권고했다. 여러 HTS 시스템은 전자 장치를 제어하기 위해 정교한 반도체에 의존하고 있으며, 비용 상승으로 인해 핵융합로(예: ITER) 또는 입자 가속기 프로젝트가 느려질 수 있습니다. 철강 및 알루미늄 수입에 25%의 관세를 부과하면 HTS 구현에 필요한 극저온 시스템 및 인프라에 대한 비용이 증가합니다.
예를 들어, 초전도 자석용 냉각 장치는 일반적으로 알루미늄 부품에 의존하며, 이제 조달 비용이 더 많이 듭니다. 반도체에 대해 제안된 관세의 25%는 높은 수준의 제어 전자 장치에 의존하는 핵융합(예: ITER 프로젝트 자석) 및 입자 가속기와 같은 HTS 응용 분야에 간접적으로 영향을 미칩니다. 이러한 구성 요소에 대한 비용 증가로 인해 대량 시장 HTS 프로젝트가 지연될 수 있습니다. 트럼프의 관세는 자재 비용을 증가시키고, 전 세계 공급망을 뒤엎고, R&D 예산을 과도하게 늘림으로써 HTS 채택을 가로막는 다른 장벽을 강화한다.
고온 초전도체 시장 회사
고온 초전도체 산업에서 활동하는 주요 업체는 다음과 같습니다.
고온 초전도체 산업 뉴스
이 고온 초전도체 시장 조사 보고서에는 다음 부문에 대한 2021년부터 2034년까지 수익(미화 10억 달러) 및 볼륨(킬로 톤) 측면에서 추정 및 예측과 함께 업계에 대한 심층적인 적용 범위가 포함되어 있습니다.
시장, 재료 유형별
시장, 제품 형태별
응용 프로그램별 시장
위의 정보는 다음 지역 및 국가에 대해 제공됩니다.