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Aug. 31, 2016CBE4016

공지 사항

• 사진: 2.5 x 3.0 cm

• 보낼 곳: 양태경 연구원

ytk0129net@naver.com

• 제출일: Sept. 1, 2016

• 강의자료: http://sgpml.sogang.ac.kr

목차

Chapter 1. 화학공업

Chapter 2. 정제공업

Chapter 3. 석유화학공업

Chapter 4. 신 석유자원 및 그린 에너지

Å 연구과제 소개

Å H2 ECONOMY

Å 프로젝트 설계

CBE4016

Introduction1

History2

이노베이션 기업5

목 차

Characteristics3

한국화학기업4

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1. Introuction

l 화학공업 (Chem. Industry): 적절한 장치 내에서원료를 화학적으로 변환시켜인류에게 필요한 물질을 생산하는 공업

§ 유기화학공업 (C, H, O, N): 석탄 cokes/coal tar/gas

§ 무기화학공업 (논외) : 석회석 아세틸렌

INORGANIC CHEMICALS

Chemical Products 1994 1995 1996 1997 1998 97-98 change

Ammonia 1,713 1,831 1,811 1,836 1,689 -8%

Ammonium sulfatea 1,710 1,771 1,756 1,780 1,618 nm

Calcium superphosphate 395 367 328 329 306 -7

Carbon black 698 757 757 776 723 -7

Chlorine, liquid 872 942 894 928 881 -5

Hydrochloric acid 2,370 2,469 2,416 2,539 2,420 -5

Nitrogenb 9,098 9,130 9,314 9,676 9,716 0

Oxygenb 8,277 8,598 8,904 9,795 9,188 -6

Sodium carbonate 1,050 1,049 926 801 722 -10

Sodium hydroxide 3,786 4,004 4,062 4,391 4,252 -3

Sodium silicate 831 836 800 795 765 -4

Sulfuric acid 6,594 6,888 6,851 6,828 6,733 -1

Titanium dioxide 238 249 238 241 251 4

ORGANIC CHEMICALS

Chemical Products 1994 1995 1996 1997 1998 97-98 change

Acetaldehyde 369 395 419 436 414 -5%Acetic acid 519 574 599 620 654 5Acetone 354 396 417 458 459 0

Acrylonitrile 610 663 675 730 667 -9Benzenec 3,620 4,013 4,177 4,502 4,203 -7Butadiene 856 991 1,025 1,052 977 -7Butanol 380 424 415 447 424 -5

Caprolactam 519 545 555 556 519 -7Cyclohexane 640 681 639 721 652 -10

Dioctyl phthalate 292 298 315 310 261 -16Ethylene 6,125 6,944 7,138 7,416 7,076 -5

Ethylene dichloride 2,792 2,932 3,116 3,491 3,491 0Ethylene glycol 567 709 751 886 920 4Ethylene oxide 716 803 840 952 953 0

Octanol 305 321 331 321 285 -11Phenol 675 771 768 833 851 2

Phthalic acid 308 316 342 330 301 -9Propylene 4,435 4,956 5,143 5,409 5,101 -6

Propylene glycol 283 304 296 295 274 -7Styrene 2,598 2,939 3,085 3,035 2,767 -9

Terephthalic acid 1,579 1,681 1,561 1,663 1,616 -3Toluenec 1,219 1,374 1,370 1,419 1,349 -5

Toluene diisocyanate 144 160 166 192 192 0Urea 694 719 771 760 703 -8

Xylenec 3,627 4,154 3,931 4,634 4,340 -6

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Rank Production Growth1977-1991(billion lbs)

1993 1997 Chemical 1993 1997 (% year)1 1 Sulfuric acid 80.31 68.80 1.0 2 6 Nitrogen 65.29 24.04 6.43 4 Oxygen 46.52 31.86 2.44 5 Ethylene 41.25 24.65 3.35 2 Lime 36.80 37.78 -0.26 3 Ammonia 34.50 32.35 0.47 8 Sodium hydroxide 25.71 21.00 1.38 7 Chlorine 24.06 21.30 0.89 Methyl tert-butyl ether 24.05

10 10 Phosphoric acid 23.04 15.60 2.511 13 Propylene 22.40 12.56 3.712 9 Sodium carbonate 19.80 15.97 1.413 15 Ethylene dichloride 17.95 10.48 3.414 11 Nitric acid 17.07 14.77 0.915 12 Ammonium nitrate 16.79 13.97 1.218 14 Benzene 12.32 11.25 0.622 19 Styrene 10.07 6.82 2.527 17 Toluene 6.38 7.73 -1.2

Total organics 257.4 Total inganics 427.9 2.3Grand Total 685.3

US Top 50 Highest Volume Chemical 1993

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화 학 화 학 공 학화학반응

화학합성 (새로운 합성론)연구

화학반응의있는 합성 기술

,

화학적 현상의

화학이론을 바탕으로에 관련된하기 위한

에 관련된 사항을 연구

화학과 화학공학의 비교

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Terminologyl Science: <Scientia (라틴어) : 지식, 안다>

v 과학이란 인간이 겪은 경험을 논리적인 체계로 통합하는 것: Einsteinv 과학은 조화로운 질서로 나타나는 자연의 미를 추구하는 것: H. 쁘왕캐르v

l Technology: <Teche : 기능, 솜씨> + <Logos : 조직화>v 물리적인 환경을 소재로 인간의 생존과 평안을 위해서 무엇인가를

만드는 행위 : 브로노브스키v 인간의 생존과 평화를 위해서 물질적인 대상을 만드는 사람들의

수단의 총체 : 피셔v

l Engineering: >

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Terminologyl Engineering: <ingenium>라는 로마 군장비에서 기원

<ingeniarors: 중세 기계조작병>

v 인류의 이익을 위하여 에서 얻어진 과자연의 지식, 재료와 자연의 힘을 으로 이용하는 방법을 찾아내는종합 학문: Accreditation Board for Engineering and Technology

최선의 방법 ≒ 화폐가치로 환산 인간에 의해 적용

v 과학적 지식과 기술적 수단, 그리고 인간의 지성과 감성을 총동원하여가장 경제적인 방법으로 현실사회가 요구하는 문제를 해결하는종합학문이요, 종합예술

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화학공학과

세부관련학과화학공학전공, 화학생물공학부, 생명·화학공학부, 화공생명공학부, 화학공학부, 응용화학공학부, 바이오화학공학과, 생명화학공학과, 신소재·화공시스템공학부, 신소재화학공학과, 에너지화학공학과, 응용화학공학과, 화공생명공학과, 화공생물공학과, 화공시스템공학과, 화학공학과, 화학공학부(나노화학공학전공), 화학시스템공학과, 나노소재공학부 화학공학전공, 생명화학공학부, 응용화학생명공학부, 화공생명공학계, 화공생명공학전공, 화공생명학과, 화학공학부(생명화학공학전공), 화학공학부(에너지화학공학전공), 화학공학전공.

학과 특성화학 물질 (인류의 삶)과화학공정에 대한 분석력과 응용력을 갖춘 화공엔지니어를 양성고분자공학, 에너지공학, 환경공학, 생명공학 등 관련 분야까지 다루는 종합 학문,

화학공학자: 유니버설 엔지니어 (Universal Engineer) - 광범위한 기술적 문제를 다룸이는 화학공학이 기본 분야로서 대부분의 다른 공학 분야에도 널리 활용되기 때문입니다. 즉, 화학공학과는 응용 분야가 많다는 특징이 있고, 향후 과학 발전에 따라 활용분야도 광범위해질 전망입니다.

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성별 비율

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Salaries by Degree

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2014 Salaries, USA

http://cen.acs.org/articles/92/i35/2014-Salaries-Employment.html

WEF15 10대미래기술

연료전지차(FCEV)

차세대 로봇

열경화성 고분자(recyclable)

유전공학 기술

첨삭가공

분산 제조업

드론(감지와 회피)

뉴로모픽 기술

인공지능

디지털 게놈

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'5월의 봄'을 도둑 맞았다

달궈진지구… H2 Economy

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H2 Economy: 탈탄소화

1. 친환경적이고, 풍부화석연료의 개질, 산업 활동의 부산물 수집, 물분해 등

2. 에너지의 저장, 운반이 용이: 수소 인프라 구축46 public stations: near completion in CAa couple of dozen in Europe, and 74 should be ready in Japan by early 2016

3. 에너지 효율이 높음에너지 밀도 및 전지효율

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테슬라, EV

전기차의 시대를 앞당겼다넉넉한 실내공간과 세련된 디자인, 빠른 속도, 탁월한 안전성, 유해가스 배출·기름값 제로모델S: 10만대 이상 판매 (‘혁신의 아이콘’)

로드스터(2008), 모델S(2012), 모델X(2015)

0-60mph(약 96km/h)/6초215마일(약 346km)

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전기차 개발

모델 X 소나타급 SUV3000만원대 ‘중형 전기차’… 1회 충전에 482km 질주90 kWh 배터리2만대 예약 (9/29/2015)

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갤럭시노트7 배터리 폭발

• '충전 중' 혹은 '충전 케이블을 뺀 시점'에 폭발ü 배터리 자체의 불량: separator손상 가능성ü 충전 과정에서의 문제ü 고속충전의 문제

• 배타리 (삼성 SDI) 전량 리콜 (40만대)

조선일보 160901

FCV

Main Applications of PEMFC to FCV

FCV: Fuel Cell Vehicle

Paradigm Shift in Auto Industry

ICE (H)EV FCV

introduction Growth Maturity Decline

Introduction Growth Maturity

(H)EV

FCV

Up to 90% of total sales

2005 2010 2020 2030 2040

8,000

10,000

6000

4000No

of C

ars

(X 1

04)

2015

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Revolution in FCV

ØHYUNDIA TUCSON IX: SUV• The first FCV in the World

(2013.02)• Mileage: 415 km• Charging time: ~ 10 min

ØTOYOTA MIRAI: SEDAN• 2014.12 • Millage: 480 km • 58,325 $ • Opened a new horizon in FCV• 2,000 units to customer in 2016it’s powered by rubbish, too!

수소車, 2018년엔 3000만원대

• 취득·등록세 경감 (400만원) • 구매 보조금 2,750만원• 2030년 63만대 보급 (63만대, 10%)

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위기 돌파, R&D가 답이다

• 100대 상장기업• 10년간 R&D 투자 증가율… 매출액

증가율의 2배 육박

삼성전자: 글로벌 IT 일류기업의 지위를 확고2011년부터 매년 10조원 이상 투자3단계의 R&D 조직 운영

현대자동차그룹: 산업 혁신 선도 미래 경쟁력 확보스마트카와 친환경차 주력

LG그룹: 도전적이면서 혁신적인 목표를 설정R&D 역량을 강화 및 핵심 인재 확보(석·박사급 이공계 인재 확보)

GS그룹: R&D 역량 강화친환경 기술 개발 등에 적극

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예산

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분야별 재정지원

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재정수지

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화학공업: chemicals 생산

Natural resources (coal, limestone)(petroleum, NG, shale gas )(biomass)(metal, mineral)

Chem. Conversion (상업화) (processing) (화학반응공정)

(분리, 정제공정)

Product (chemicals)

Further treatments

End products (플라스틱, paint, medicine, cosmetics, adhesive)(반도체 및 바이오 산업 등)

übasic research by chemistütechnology development by

engineer

ü unit reactionü unit operation

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화학산업

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화학공업의 특징 (3D ??)1) 의식주 소재의 대량 공급

l limited resourcesl

l 타산업 부가가치 제고에 결정적 역할

l 기술수준에 따라 이 급격•

2) 환경보전기술 보급l 듀퐁사: 프레온 대체품, l 국내: 식물성 유지를 사용한l 생물공학적 방법에 의한

3) 자본집약적이며 두뇌집약적 산업: (석유화학) (정밀화학)

4) 선진국의 기술 및 시장독점 경향

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Top 10 Problems

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융복합 연구

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화학공업 vs. 석유화학공업

석유공업 (Petroleum Industry): 유화산업

petroleum, NG

Refining

화학원료

화학반응/전환공정

Chemicals

최종제품

Chemical Industry (화학공업)Natural resources (coal, limestone)

(petroleum, NG)(biomass)(metal, mineral)

Chem. Conv. (processing) (화학반응공정)

(분리, 정제공정)

Products (chemicals)

Further treatments

End products

연료유

석유화학산업

정유산업

(플라스틱, 전자재료, 고분자전해질, 멤브레인)

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글로벌 화학산업

(43.8%)

(35.8%)

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Specialty Chemicals

• 무기화학 - 공업용가스, 산/알칼리 화학품 등

• 소비재 화학품 - 세제, 화장품 등

• 농화학 - 비료, 농약 등

• 기타 스페셜티 –

점·접착제, 촉매, 전자재료, 오일필드 화학첨가제, 수처리 화학품, 플라스틱/고무/식품 등의 첨가제

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화학공업 vs. 석유화학공업

• 화학공학의 기본지식

• 구조∙물성∙가공간의 상관관계

• 고분자신소재 + 경량성/가공성 고분자 > 90%(고부가가치)

§ 항공산업: §자동차산업: 고성능 고분자

§ 전자산업:

금속/세라믹 대체

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화학산업과 석유화학산업 비중

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글로벌 화학산업

2014년 상반기 실적도 2013년과 유사한 수준의 양호(경영성과는 기업가치 변화에도 그대로 반영)

• 미국: 최고 수준의 기업가치• 유럽: 화학기업도 기업가치를 유지• 일본: 사업 고부가화를 위한 노력/• 한국과 대만: 수익성이 악화/기업가치가 하락한 뒤 회복되지 못하고 있는 상황

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2010년 상반기 글로벌 화학기업 실적 변동

(십억 달러, %)

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EBIT: Earning Before Interest and Tax

• a measure of a firm's profit

• the difference between

Net sales- Cost of goods sold- Depreciation

EBIT- Interest paid- Taxable income- Tax

Net incomeCBE4016

Global Top 50 Chemical Companies1 BASF Germany/Diversified

2 Dow Chemical U.S./Diversified

3 Sinopec China/Petrochemicals

4 SABIC Saudi Arabia/Petrochemicals

5 +1 Formosa Plastics Taiwan/Petrochemicals

6 +3 Ineos Group Holdings Switzerland/Petrochemicals

7 -2 ExxonMobil U.S./Petrochemicals

8 -1 LyondellBasell Industries U.S./Petrochemicals

9 +2 Mitsubishi Chemical Japan/Diversified

10 -2 DuPont U.S./Diversified

11 +2 LG Chem South Korea/Diversified

12 +3 Air Liquide France/Industrial gases

13 +4 Linde Germany/Industrial gases

14 +2 Akzo Nobel Netherlands/Diversified

15 +6 Toray Industries Japan/Diversified

16 +4 Evonik Industries Germany/Diversified

17 +7 PPG Industries U.S./Diversified

18 -4 Braskem Brazil/Petrochemicals

19 +4 Yara Norway/Agrochemicals

20 Covestro Germany/Diversified

2014 Ranking 20131 Dow Chemical 12 ExxonMobil 23 DuPont 34 PPG Industries 45 Chevron Phillips 56 Praxair 67 Huntsman Corp. 7

8 Air Products & Chemicals +1 9

9 Eastman Chemical +1 10

10 Mosaic -2 811 Ecolab +2 1312 Honeywell -1 1113 Lubrizol +1 1414 Celanese -2 1215 Dow Corning +1 1616 Hexion +3 1917 Trinseo +1 1818 Monsanto +3 21

19 Occidental Petroleum +1 20

20 CF Industries -3 17

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2014

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Global Top 50

cheap oil (49 $/barrel in 2015 down from $93 in 2014):

Another factor influencing the ranking is the strong dollar

The year 2015 wasn’t a bad year for chemical companies, though unusual in spite of the trudging

global economy.• Sales: • Profits

• Profit margins:

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Global Top 50 Chemical sales and profits slumped in a difficult 2012leading chemical firms are pausing after a period of growth[Sales: 961.8 B$ (-1.8%); Profits: 87.4 B$ (-15.5%): Profit margins (-9.8%)]but profit margins are still stronger than in most of the past 20 years

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글로벌 화학기업

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글로벌 화학기업 실적

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범용기업 실적 비교

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스페셜티 기업 실적비교

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다각화 기업 실적 비교

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분기별 실적 및 성장 추이

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국 내

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국내 제조업 생산액 및 비중

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화학산업의 위상: 국내

91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000

생산액화 학 7.9 8.5 8.2 8.2 8.3 7.9 8.4 9.9 8.7 9.8석유화학 2.8 3.4 3.1 3.4 3.8 3.4 4.0 5.8 5.3 5.5

부 가가 치

화 학 8.0 8.6 8.8 8.7 8.2 8.2 8.7 11.5 9.5 10.2석유화학 2.0 2.7 2.6 3.0 3.4 2.8 3.3 4.3 3.4 4.2

(제조업 비중: %)

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

생산액화 학 9.5 9.7 10.1 10.5 10.3 11.3 11.2 11.5 11.5석유화학 5.3 5.4 5.4 6.2 6.1 5.8 6.0 6.5 6.3

부 가가 치

화 학 10.3 10.8 10.4 11.4 11.6 11.4 11.6 11.5 11.5석유화학 4.2 4.6 4.3 4.4 4.2 3.4 3.8 3.8 3.8

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제조업 생산액 2011

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국내 제조업

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제조업 생산액 2011

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국내총생산 중 제조업 비중

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제조업 비중

• 제조업 30% 법칙

• 탈제조업 딜레마: 내수성장과 수출을 통한 소득 창출

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제조업 위기: 탈출구?1. 국내 제조업 양적 성장의 한계에 봉착○ 제조업은 현재 및 도달○ 대부분의 산업은 를 뛰어넘지 못한 도달

2. 금융, 서비스, S/W 산업으로의 산업구조 개편은 근본적인 해결책이 될 수 없음○ 제조업 비중이 높은 국가가 균형 없이 를 꾀하거나,

의 지위를 잃게 되었을 때 위기에 봉착○ 독일과 스위스: 제조업 중심의 산업구조를 유지·강화

3. 제조업 First Mover 전략 추구○ 최근 일어나고 있는 를 명확히 인식하고, 핵심 이슈

를 중심으로 필요○ 제조업의 과 을 정확히 파악하고, 미

래 관점의 필요○ 글로벌 제조 환경 변화에 맞춰 새로운 을 발굴하기 위한 산업 생태계

측면의 유인과 자원 배치가 이루어져야 함

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스위스의 GDP 대비 산업별 생산비중(‘12)

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국내 GDP

201420142/4

20143/4

20144/4

20151/4

20152/4

국내총생산(명목GDP)

1,485,078 369,596 376,331 385,687 368,742 387,875

경제성장률(실질GDP성장률)

3.3 3.4 3.3 2.7 2.5 2.2

[단위 : 십억원, 전년동기비 %]

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진입시기

~ 20개국: GDP > 1조 $

소득, 인구지표와 경제 키워드

성공요인: 집중력의 극대화

§ 일사불란한

§ 우수한

§ 전략의 채택

§ 산업구조를 하고 단순한 모방을 넘어

§ 선택

§ 를 달성

제조업 경쟁력 확보를 위한 중요 요소

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제조업 대응방안- 1st Mover

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제조업 대응방안- 1st Mover

중국발 세계경제 위기

§대중수츨 (25%) 감소로 전체 수출 역성장• 대중 수출폭 감소 커져•• 살아나던 내수에도 찬물• 중국발 위기가 신흥국 (수출비중 57%)으로 확산 가능성

§중국토종기업과의 글로벌시장에서 경쟁 더 치열• 위안화 평가절하• 조선 Ÿ철강 엎친데 덥친 격• 토종업체들의 중국내수시장에서의 공세

§관광 등 내수 회복세에도 영향• 7월 25,6만명 (-63%), 8월 완만한 회복세•

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2015 성장률 2.6% 전망

Ÿ 수출 부진과 고용 둔화 본격화• 원화강세 (1,120원/달러. 엔화 및 유로화 약세)

• 은퇴연령층의 취업 한계, 제조업, 청년고용 문제 등

Ÿ 메르스 충격: (GDP의 - 0.3%)

Ÿ 소비성향 저하 이어지면서 민간소비 완만한 회복

Ÿ 설비투자 활력 감소

Ÿ 주택건설 하반기 반등 예상

Ÿ 소비자물가, 3분기까지 0%대 상승률 이어질 전망

Ÿ 시중금리 완만한 상승 (미국 출구전략)

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Introduction1

History2

이노베이션 기업5

목 차

Characteristics3

한국화학기업4

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2. History and Future

• 5000년 전: Egypt: 포도주 여과, 바닷물의 담수화• 7C 경 : Greece: 화약제조• 17C : 문예부흥시대

§

§ 질소비료• 1900’s : 정유공장 가솔린• 1920 : propylene

• 2차 대전 : 페니실린의 산업화합성섬유

세 계

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2-2. History and Future

• 1960’s: 비료산업, - 1964 정유공장 35000 bbl/d- 1972

• 1970’s:• 1980’s:

정밀화학산업(자급율 ~80%)cf. 글락소: 잔탁 > 30억$ 세계시장

• 1990’s: • 2000’s: • 2010’s: 첨단산업 (반도체 영역)

국 내

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Green Chemistry

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Green Chemical Growth in Markets

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E Factor

(1) Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO• + OH–

(2) Fe3+ + H2O2 → Fe2+ + HOO• + H+

Reagent: Fenton's reagentadded to a system in order to bring about a chemical reaction, or added to see if a reaction occurs

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E Factors

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Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 704

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Introduction1

History2

이노베이션 기업5

목 차

Characteristics3

한국화학기업4

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3. Characteristics

1)Maturity2)Participation in International Trade3)Capital Intensity and Economies of Scale4)Freedom of Market Entry5)Dislocations6)Strong Regulations7)High R&D Expenditure

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3. Characteristics1) Maturity

- intense competition,

- slow in change:

· Before 1980: )1954 – 1974 US 8.5~9.0% (1976 17%)1974 Japan 11.7%1975 W. Europe 9.7%

l 1980’s 고도성장에 대한 후유증

l 1990’s Government regulations

• happened in chemical industry (particularly with commodity chemicals)

•

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1) Maturity

l Why mature? ① Market saturation (demand < production)

Ø reduction in personnel by attrition, ØØ alignment of biz segment

②③ Off-shore competition

l Why chronic overcapacity?① Capital intensive with high fixed and low variable costs.

② More economic to run ③ Competition from developing country: VA products rather than energy

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Restructuring

UC: polyether glycol ARCOMajor manuf. of PO (à PEG)

• more captive use of PO• increased its biz well above critical

mass

PO + HO CH2CHOH

CH3

H2O +O

CH3

POPropylene glycol

H2O +O

CH3

PO

CH3 CHOH

O

CH3

CH2OH

+

Propylene glycol

HOCHCH2

CH3

O CH2CH

CH3

OHn

(Difunctional)polyether glycol

HOCHCH2

CH3

OCH2CH OH

CH3

n

diisocyanate

Purethane

(small and barely profitable)

● Selling:

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l Selling

l Trade in 1992: much impact in major bizICI DuPont

(Imperial Chem . Industries)European Nylon biz

MMA biz

l Combination in 1994• Montedison’s polyolefin biz (1st) • Shell’s polyolefin biz (2nd)

Merge and Acquisition

5 times large than 3rd producer(AMOCO)

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Growth Rate

v Before 1980; stressed the growth1954 ~ 1974 US 8.5 ~ 9.0% (1976 17%)1974 Japan: 11.7%

W. Europe: 9.7%v 1980’s Ramification of maturity

v 1990’s government regulation

v 2008~ 대공항 이후의 최악의 상태(중국 ~ 13%; others ~ 0% during 2112 ~ 2013)

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화학산업 M&A 트렌드

대규모 M&A로 화학산업 경쟁구도 재편글로벌 화학기업 매출순위 Top 10

§ 외국: - BASF - 매츨성장 47조원에서 92조원 (16조원 by M&A, 2001)- Dow: BASF와 유사; SABIC: 50%+ by M&A

§

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화학산업 M&A 1.0

v 시기: 90년대 후반

v 배경: • 메이저 기업들간의 확장으로 경쟁 심화

• 선진국 시장의 로 90년대 성장이 크게 둔화(10년간: ~ 2%/년 성장율)

• 사우디와 동아시아지역 후발 기업의 대규모 투자

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화학산업 M&A 1.0: 다각화 구조 해체

1.

- BASF/Dow: 제약사업 정리; Hoechst/Rhone-Poulenc: 화학사업을 분사·매각- DuPont: 석유/가스/제약을 매각 - 추후 석유화학사업까지 분사 (구조개혁)

2. 사업별 대형화 (석유화학):- Exxon/Mobil, BP/Amoco 등: - BASF/Shell: 유럽 범용플라스틱 통합기업인 Basell 설립

(세계 최대 폴리올레핀 기업)

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화학산업 M&A 동향

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화학산업 M&A 2.0:

v 시기: 2000년대 중반

v 배경: • 원유가격 폭등• 중동의 화학기업들의 급성장• 선진 화학기업:

v 특징: •- 수익 변동성 축소와 후발 기업과의 코스트 경쟁 회피- DuPont: 석유화학사업을 매각(2004)하고 완전 철수

• 사모펀드 M&A 참여:

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화학산업 M&A 3.0

v 시기: 세계 경제 위기 이후

v 배경: •

•(경기 불투명, 원자재 가격의 폭등과 폭락, 산업의 예측 가능성 매우 낮음)

• 화학기업의 풍부한 현금보유에 의한 적극적 투자

• 미국 행동주의 투자자의 M&A 관심 증가

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투자자의 M&A 관심 증가

American Pacific, Ferro, Ashland와 같은 미국 중견 화학기업부터DuPont, Dow Chemical 같은 대형 화학기업까지도 압력

- Ashland (미국 스페셜티 전문기업): 글로벌 사업 전반의 비용 구조를개선하고 포트폴리오 리스트럭쳐링 계획을 발표 (2013)

- DuPont/Dow Chemical: 비핵심 사업의 매각계획을 발표

2011

> 3.6%p

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M&A 3.0:

1.산업 전반의 ‘저성장’과 과도한 ‘불확실성’

2.우량 스페셜티 소재사업 M&A 거래 증가

3.미래형 신사업에 대한 인수는 더욱 적극적

4.화학산업에서 중동·중국 기업의 주도권 상승

5.미래형 소재의 상용화도 가속화

(산업의 저성장/셰일 혁명 등 불확실성)

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M&A 3.01.산업 전반의 ‘저성장’과 과도한 ‘불확실성’

• 화학산업 경기 변동의 과도한 불확실성 (신흥국 의존도 절대적 상승)•• 성장의 불균형: 북미 대규모 투자/중국·중동: 외국 자본 진출 제한 강화

2012 ~ 2013년:연속 제로 수준

(유가상승/중국의 고속성장)

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실적 비교

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글로벌 화학기업 분기별 실적

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글로벌

기업 실적 추정치 (‘09 Q2)

한국

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향후 M&A 전개 방향: M&A 3.02. 우량 스페셜티 소재사업 M&A 거래 증가 전망

지속 가능한 미래 성장시장 선점

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향후 M&A 전개 방향: M&A 3.03. 미래형 신사업 (미래형 소재)에 대한 적극적 인수

주 : 매출 50억 달러 이상의 기업/사업 거래 기준, 2000년 1월부터 2013년 10월까지 기준 (2013년은 발표 기준)회색부분은 최근 7년의 거래 건수 증가율이 100%를 넘는 분야

• 2010년을 전후로 꾸준히 증가하며, 투자 범위와 규모가 증가 추세

• 석유·가스 개발 관련 화학제품(Oilfield Chemicals)과 수처리 약품및 소재도 새로운 미래형 소재로부상

•

• 미래형 소재산업: 서구기업들간(vs. 중국/한국)

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향후 M&A 전개 방향: M&A 3.04. 화학산업에서 중동·중국 기업의 주도권 상승

•• M&A 3.0으로 스페셜티 사업에서도 영향력이 가속화 예정•• 중국기업들의 글로벌 M&A 공격적 참여: 부족한 핵심기술 보완•

Solvay: Chemlogics 인수(석유/가스정 화학제품)

Toray: Zoltek 인수 (탄소섬유 복합재료)(성장잠재력/과열경쟁 리스크 사전 차단)

EBITDA: Earnings before Interest, Taxes and Amortization• 법인세/이자/감가상각비 차감 전 영업이익• 기업이 영업활동을 통해 벌어들인 현금창출

능력을 나타내는 수익성 지표 (a measure of efficiency and profitability)

• EBITDA 배수: 기업의 가치를 평가할 때 한 해현금영업이익의 몇 배로 볼 것인가의 지표

• EBITDA 배수가 높을수록 기업 가치가 높음

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향후 M&A 전개 방향: M&A 3.05. 미래형 소재의 상용화도 가속화

• 과거: 벤처기업이나 중소 전문기업의 사업영역상용화를 위한 공격적 투자와 시장 접촉이 불충분

• 최근: 선진 화학기업들은 관련 기술을 보유한 중소 사업들을 통합적극적이고 장기적인 투자기존 네트워크를 기반으로 한 고객과의 협업으로 상용화

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M&A 전개 방향

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한국 화학기업의 과제

1. 환경변화에 대한 통찰과 위기의 본질에 대한 철저한 고민• 서구기업의 사업구조 재편과 미래형 소재사업에 대한 투자: why?• M&A를 성장을 위한 수단과 동시에 사업고도화를 위한 수단•

• 아직 경험 부족: 걸림돌이 되어서는 안됨

2. 명확한 전략목표와 구체적인 대안에 기반한 M&A • 전략적 방향성의 명확한 수립/성장과 함께 합리화 및 효율성도 제고

3. M&A에 대한 인식에서 오류나 편견• 과점화로 수익성 개선•

산업환경 변화에 대한 위기의식은 인지구체적 대응에서는 아직 과거와 비슷

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Dupont 사업구조 재편 사례

· 안전·보호 소재: 아라미드 등초고강도/고내열 소재

· 기능성 소재: 슈퍼엔지니어링플라스틱, 복합재료 등

· 기능성 화학: 백색안료, 불소화합물 등

· 전자통신재료: 반도체, 디스플레이 재료

사업구조 고도화 및 차별적 우위의 사업구조로 변신을 지속• 적극적인 R&D 투자: 기술기반의 성장• 새로운 시장 개척: 사업구조 재편이 더 적극적이고 선도적• M&A의 적절한 활용

종합화학기업

점진적 분사 매각 추진

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(2) Participation in International Trade

● USA : 2 advantages - ample NG (C2 /C3)à steam cracking of ethane (cheaper)- ample propylene by

utilization of byproducts (e.g. propylene):

l W. Europe:

l Japan: no competition

l Competition from developing country:

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(3) Capital Intensity and Economies of Scale

① Mass production:

②• Before World War II, used more general purpose equipment and operated

batch process (a little investment and high labor cost)• After World War II, refining industry developed 1st continuous process

on a large scale and applied to chem. industry1951 1972 Early 1990

70 M lb/year 1 B lb/yr 1.5 B lb/yr• Economies of scale arises from improved technology/geometric factors

cf. heat exchanger ∝control system ∝

③• size and complexity high capital investment

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(4) Freedom of Market Entry ● Turn-key plants ß

● Applies to large volume basic chemicals or chemical groups and their 1st derivatives

• Pharmaceutical industry:ex. 글락소 잔탁: 3 B$/yr (200 M$/drug for development:1990s)

• Detergent industry:

v Other barriers beyond basic chemicals①

§ Dupont : HMDA by hydrocyanation of butadiene § AKZO : Aramid business by finding loopholes of Dupont’s patent

②

PMMA생산 à acrylic sheet à Molders에 판매③

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Hexamethylene diamine (HMDA)

(expensive)

(cacinogenic)Cl2

(costly)

1)

2)

3)

(cheaper than NaCN)

(Major application of butadiene to HMDA)

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Nylon 66

n H2N-(CH2)6-NH2 + n HOOC-(CH2)4-COOH

[-OC-( CH2)4-CO-NH-(CH2)6-NH-]n

- 2n H2O

polyamide, condensation polymer

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Aramid

High T-resistant polymer:Fire-resistant cloth for fire fighters and

racer car drivers and more recently plant worker’s clothing

• Spun into fibers in concentrated H2SO4 solution

• The 1st LCP: rigid chains maintain crystalline structure in the melt and the solution

Main application: Asbestos replacement,

Others: tire cord for large vehicles, reinforcement for bullet-proof vests and military helmets

Combined with epoxy resin for canoe and for boat sails as cloth

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Aramid

• Fiber: stronger than steelliquid crystalline polymer (the 1st) either in melt or in sol’nspun in conc’n H2SO4 solution

• Applications: replacement of asbestos tire cord (for large vehicles)reinforcement for epoxy for canoe manufacture and cloth for boat sails

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Dupont/코오롱: 아라미드 섬유

코오롱: 연간 5,000 톤고강도/고내열:방탄복, 방탄헬멧, 고성능 타이어 등

시장 규모: 급성장

2010년 2조원

2011년 3조원

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Kevlar 특허 소송

§ 코오롱 (002020) (21,950원▼ 150 -0.68%) 상대로 방탄복 관련 특수 섬유 판매금지 소송에서 승소 (2012년 8월 31일 조선)

§ 케블라 섬유 기술을 빼내 합성섬유를 만들었다는 이유로 미국 법원으로부터 9억1900 만달러 지급 (2010)

§ 향후 20년간 관련 제품의 생산과 사용, 광고, 판매 등 일체의 영업행위가 허용되지 않음

§ 경쟁업체에 자사의 기술을 빼내 제품화하는 것은 절대 용납할 수없다는 분명한 메시지를 전달

다국적 기업인 듀폰 승소

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THF

③ Low price of products (low profitability) deter market entry• ex.1 furfural: so cheap when introduced

(no competition during its life cycle but later competition from China)

• ex. 2. Monsanto: herbicides (out of 7 patents)~ pricing low after patents are expired

Resin as binder of foundry core for molding

PTMG: polyether with -OH ends(component of elastomeric

fiber, Spandex)

(oligomerization)

polymerization

Decarbonylation/hydrogenation

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Polyurethane

furfural

THF

polyurethane

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Sugar

Glucose(dextrose or grape sugar)

C6H12O6

Cm(H2O)n

sweet, short-chain, soluble carbohydrates, composed of C, H and OMonosaccharides: the most basic units of carbohydrates,

Sucrose(Disaccharide)

sweetest

Fructoseisomeric with glucose

Sweeter

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(5) Dislocations

v

① Unleaded gasoline: made tetraalkyl lead obsolete in USA • Etyl Corp - victim of dislocation (90 M$ profit à 20 M$ à )

but specialized and semi-commodity biz

• ARCO: windfall (MTBE)

Propylene + C

OOH

CH3

CH3H3C

t-butyl hydroperoxide

O

CH3

+ C

OH

CH3

CH3H3C

t-butanol (byproduct)

Propylene glycol

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ARCO: 2 for 1 process

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(5) Dislocations② Clean air act (1991): unleaded gasoline

§

③ Phillips Petroleum Co. § 미국 (1970’s): LPG cracker naphtha/gas oil cracking ??

(butadiene 수율 )

§ Saudi Arabia: 수반 gas의 ethane만을 사용 à 가장 값싼 LPG공급

that accommodate various dislocations: affected by new technology and new environment, etc.

(예: steam cracking시에 feed stock이 unstable할 경우 gas/liquid HC 동시 사용)

2CH2=CHCH3 CH2=CH2 + CH3CH=CHCH3 -H2butadiene

Propylene(cheap) Expensive

* metathesis :

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(6) Strong Regulations① Chem. industries: ② Why?

in early 1990’s : 20% of capital investmentin 1990, 3.8 B$, 60% red’n in pollution

③ Table 1.8 regulations( 9) l clean air act (2) : 25 B$/yr costØ removal of Asbestos (Table1.9) Ø more cost than N1H budget(9.2B$)

FDA : short fiber asbestos and dioxineà harmful but little danger to general population

11.5B$

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US Environmental Regulations

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(6) Strong Regulations

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(6) Strong Regulations

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다이옥신 구조

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다이옥신

v 다이옥신: l 지방에 잘 녹기 때문에 체외로 배출되지 않고 지방조직에 축적됨l 2, 3, 7, 8 -사염화다이옥신 (TCDD: 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin): 가장

유독한 물질임v 다이옥신의 생성과 환경 배출

l 염소를 함유한 유기화합물이 탈 때 다이옥신이 생성l

v

l

l 내분비계교란물질-에스트로겐 관련 내분비계에 작용하여 독성 나타냄l

v 관련사건l 1949년: 미국, 염소살균제 공장 폭발사고 à 피부질환 발생l 1963년: 제초제 공장 폭발사고 - 4명 사망, 50여명 건강이상

à 이 공장에서 생산된 고엽제는 베트남전에 사용l 1999년: 벨기에, 동물사료에서 다이옥신 검출l 2000년: 한국, 모유에서 높은 수준의 다이옥신 검출

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청산가리

시안화칼륨 (KCN)

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(7) High R&D Expenditure: black hole ?

Research Intensive (hires > 15% graduates of all scientists and engineers in USA)

① R&D budget: • 3 ~ 4% of sales: normal, 국내: 2%• 10 ~ 15% of sales: research-based pharmaceutical

industry research:• ¾ to • ¼

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R&D Expenditure

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화학기업의 R&D 투자와 영업이익

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유형 1 기업

●

전통적인 화학 기술에 생물학, 바이오, 나노기술 등의 신기술을 결합 한 신제품 개발 및 신사업분야로의 진출을 적극 추진

(2003년 최대 매출처 이자 기반 사업이던 섬유사업을 분리) 기술 집약적이고 성장 지향적인 기업으로의 변신을 추구

자사의 핵심 기술인 화학 및 필름 박막 기술에 나노기술, 바이오기술과 같은 신기술을 융·복합화

BASF: 바이오 소재와 바이오 촉매(미생물 또는 효소 등을 이용해서 재생 가능한 제품을 생산해 내는 공정) 개발을 신사업화

● 보다 고객 지향적인 R&D로의 변화 vs.

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범용 화학기업의 R&D 추이

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스페셜티 화학기업의 R&D 추이

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화학기업 R&D 투자액 (2004년 기준, M$)

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2014

CBE4016 CBE4016

(7) High R&D Expenditure

② Research: risky & expensive biz§ Initially: technology push à TV, sulfonamides, laser, nylon, etc.

(2차대전 중,후) ß

§ 1940-1965 : à appl. such as corrosion inhibitors, electronics chem.

and food antioxidants

• Mid-1960’s: àhard-water compatible detergents jumbo jets auto w/low exhaust emissionsisobutene for MTBE by cat. cracking cat.

• 1990’s: à ecologically oriented projects

• 최근:

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R&D Trendv 1st Generation R&D

l little participation by management (when a project reached development and marketing stages, management is required)

l Researchers =

v 2nd Generation: strong participation by marketing branch but not by top management

v 3rd Generation:

① Internal development or thru licensing or strategic alliances (make-or-buy decision) in manufacturing

ex. DuPont (1958) : Maleic acid process à Spandex(Lycra®)Join with Monsanto (largest maleic anhydride producer)

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Polyurethane: Block Copolymer

TP elastomer:repel each other segments(hard/soft)

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Maleic anhydride :

n-butane(very cheap)

3.5 O2 O

O

O

+ 4H2O

Maleic anhydride

Cat.H2 O

THF

Oligomerization

HO (C4H8O)n H

PTMG

NCOdiisocyanate

Spandex(PU)

: rapid increase in use in 1980's and early 1990'swhen tights became fashionable

Maleic Anhydride

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②● ~ 25 process patents for 1,4 butanediol and propylene oxide

(intercompany competition)● In 1993, 51 ENPLA manufacturing Co’s

(interpolymer competition)• 60% of biz enjoyed by only 5 companies(GE, Dupont, Bayer, Hoechst Celanese, BASF)

• 19% by 8 (Allied, Monsanto, Asahi Chem., Mitsubishi Chem., Tiejin, Mitsubishi Chem., DSM and Toray)

• 21% by 37 companies (à no critical mass for profitability) à waste * (Linear) polyurethane elastomer

(CH2)n NHC

O

On

HO P OH + OCN R NCO + HO R' OHglycol

P OCNH R NHCO[R' OCNH R NHCO]n

O O O O

polyol segment(soft) pu hard segment

R&D Trend

Block copolymer

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R&D Trendv 4th Generation R&D

§

§

• R&D 생산성 향상: 산업간 협업§ Navigation (computer/satellite tech) § design of auto

• 연구개발 반복 방지•

v

1) sharing of idea and R&D program § 3M: 순환보직 (폐쇠성 극복) new plastics (~ B$ market)

2) § P&G bought motorized tooth brush (0.15 B$ market in 1 year)

3) CBE4016

Summary:

Ø

- in 19C/early 20C: as a gauge of industrial development(grandfather of economic indicators)

- at present: production as a yardstick of industrial sophistication *

Ø not replaceable:

• Display: 소비재비중 40-50% (소재시장 22조원)• 2차전지: 전기자동차용 à PEMFC (10조원)• 반도체: 20-30% (25조원)• Printer: color printer 급신장(12조원)/3D printer

(의약 > 90% (신약), 고부가가치 30-40%, 성숙산업 1-4%)