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수소 연료 전지 시장 조사, 2031년
전 세계 수소 연료 전지 시장 규모는 2021년 27억 달러로 추산되었으며, 2031년에는 57억 달러에 이를 것으로 예상되며, 2022년부터 2031년까지 연평균 8.1%의 성장률을 보일 것으로 전망됩니다.
수소 연료 전지 시장
수소 연료 전지는 수소와 산소를 물로 변환하는 동시에 전기를 생산하는 장치입니다. 수소 연료 전지 장치에서는 화학 물질이 지속적으로 전지로 펌핑되어 배터리가 소진되는 것을 방지합니다. 수소 연료 전지 시장은 전기 자동차에 대한 수요 증가로 인해 성장하고 있습니다. 수소 연료 전지 시장의 기업들은 수소 연료 전지의 무게, 제조 비용, 부품 요구 사항을 줄이기 위한 새로운 기술을 개발하고 있습니다. 기술의 발전은 수소 연료 전지의 효율성을 향상시킵니다.
예를 들어, 2021년 7월, 미국에 본사를 둔 제로-에미션 수소 연료 전지로 구동되는 상용차 제조업체인 Hyzon Motors Inc.는 Hyzon의 수소 연료 전지로 구동되는 상용차의 무게와 제조 비용을 줄일 수 있는 새로운 상용차를 발표했습니다.
탄소 배출량의 증가로 인해 정부는 전기 자동차 사용에 관심을 기울이고 있습니다. 시장에 영향을 미치는 또 다른 요인은 환경에 대한 관심이 높아지고 있다는 것입니다. 화석 연료의 과도한 개발로 인해 유해 가스 배출로 인한 환경 문제가 발생하고 있습니다. 석유와 디젤에 대한 의존도를 줄여야 한다는 요구가 시장의 수요를 촉진하고 있습니다. 그러나 이 기술로 전환하는 데 드는 높은 비용과 적은 수의 수소 충전소 때문에 시장 성장이 제한되고 있습니다.
또한, 연료 전지 전기 자동차에 대한 수요 증가에 비해 시장 수익 성장세는 계속 견조하게 유지될 것으로 예상됩니다. 전기 자동차의 인기가 높아지면서 여러 정부에서 탄소 배출량과 탄소 발자국을 줄일 수 있는 가능성에 주목하고 있습니다. 시장 수익 성장을 뒷받침하는 또 다른 측면은 환경 문제가 계속해서 대두됨에 따라 제조업체들이 수소 연료 전지 생산에 주력하고 있다는 점입니다. 수소 연료 전지의 또 다른 이점은 연료 전지 스택을 형성하기 위해 확장할 수 있다는 점입니다. 예를 들어, 이러한 시스템에는 스마트폰 충전용 모바일 장치, 전기 자동차, 그리고 전력망에 직접 전기를 공급하는 대규모 멀티메가와트 설치가 포함됩니다.
수소 연료 전지 시장은 양자교환막 연료 전지 부문이 주도하고 있습니다. 양자교환막 연료 전지는 백금과 같은 귀금속을 촉매용 폴리머와 함께 사용합니다. 이 기술은 화씨 80도에서 200도 사이의 낮은 온도에서 작동할 수 있기 때문에 다른 기술보다 더 선호되는 것으로 알려져 있습니다. 40%-60%의 효율로 작동하며, 전력 출력의 갑작스러운 큰 변화에도 대처할 수 있습니다. 또한, 통신, 주거 시장, 데이터 센터에서도 사용됩니다.
2022년 2월, 한 프로젝트에서 고온 양성자 교환막 연료 전지(HT-PEMFC)가 효과적인 열 방출로 인해 대형 차량 및 기타 대규모 이동성 응용 분야에 매력적인 솔루션을 제공한다는 사실이 밝혀졌습니다.
이 시스템에는 스마트폰, 전기 자동차, 대규모 메가와트급 설비를 충전하는 모바일 장치가 포함됩니다. 이 시장은 주로 연료 전지 분야의 연구 개발(R&D) 활동이 증가함에 따라 성장하고 있으며, 이로 인해 리튬 이온 배터리 같은 경쟁 제품에 비해 몇 가지 기술적 이점이 생겼습니다. 예를 들어, 더 높은 전력 밀도, 더 빠른 충전 시간, 더 긴 저장 내구성, 그리고 양성자 교환막 연료 전지의 더 긴 수명 등이 있습니다. 이로 인해 양성자 교환막 연료 전지 구동 차량의 채택이 촉진되고 있으며, 따라서 예측 기간 동안 시장이 성장할 것으로 예상됩니다.
해양 부문에서 연료 전지 선박은 다양한 부문(페리, 셔틀 등)에서 시범 운영 단계에 있으며, 규제 강화로 인해 더 빠른 개발이 가능해질 것으로 예상됩니다. 수소 연료 전지는 현재 디젤이나 연료유를 기반으로 하는 선박 내 및 육상 전력 공급을 대체하여 항구에서 오염 물질(NOX, SOX 및 입자상 물질) 배출을 제거하는 동시에 항구에서 전기 연결을 위한 고비용의 설치 비용을 피할 수 있습니다. 장거리 선박 운항을 위해, 액화 수소는 현재 국제해사기구의 온실가스(GHG) 배출량 2050년까지 50% 감축 목표(UNFCCC, 2018)를 달성하기 위한 잠재적 옵션으로 고려되고 있습니다.
아시아 태평양 수소 연료 전지 시장 전망은 석탄과 천연가스 같은 전통적인 에너지원의 환경적 영향에 대한 우려로 인해 청정에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 확대될 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 연료 전지 시장의 발전은 상대적으로 높은 비용과 신기술이라는 이유로 부분적으로 제약을 받아 왔습니다. 수소 자동차에 대한 투자 증가, 이 지역 내 연료 전지 기반 차량의 증가 등 다양한 요인으로 인해 운송 부문은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 글로벌 개발을 유지하기 위한 전기 에너지에 대한 수요 증가로 인해 에너지 효율적이고 청정한 에너지 원에 대한 지속적인 대규모 투자가 필요합니다. 일본은 연료 전지 시장의 확장을 주도하고 있습니다.
일본은 데이터 센터의 백업 서비스, 가정용 열병합 발전, 자동차 부문 등 다양한 분야에서 연료 전지를 폭넓게 활용하고 있는 지역 내 선도국입니다. 2015년, 일본은 가장 효과적인 연료 전지 상용화 이니셔티브 중 하나인 Ene-farm 프로그램을 시작했습니다. 이 캠페인에 힘입어 12만 개 이상의 가정용 연료 전지 시스템이 설치되었습니다. Ene-farm 프로그램에 따라 일본은 2018년에 약 50,000개의 가정용 마이크로 CHP 연료 전지 장치를 추가했습니다(약 35MW).
미국의 수소 연료 전지 시장은 주로 연방 정부의 투자와 미국 내 연료 전지 제조 및 채택에 대한 정부의 우호적인 계획 및 정책에 의해 주도되고 있습니다. 수소 충전 인프라 개발에 대한 꾸준한 투자와 상업 및 주거 시설 전반에 걸친 공간 난방에 대한 수요 증가가 수소 연료 전지 시장의 성장을 이끌 것으로 예상됩니다. 2016년 미국 에너지부는 저비용 수소 생산 및 저장을 발견하고 개발하기 위한 목적으로 설계된 30개의 프로젝트와 경량 차량용 연료 전지를 포함하는 3천만 달러의 투자를 발표했습니다.
중국, 대한민국, 일본, 독일은 수소 솔루션 개발의 선두 주자로 자주 언급됩니다. 유럽은 특히 대규모 산업 규모에서 가장 많은 수의 프로젝트를 진행하고 있습니다(Hydrogen Council and McKinsey, 2021). 2020년, 유럽 위원회는 2050년까지의 수소 전략과 로드맵을 발표했는데, 여기에는 녹색 수소의 생산과 사용에 대한 야심 찬 계획이 요약되어 있습니다. 독일에서는 30개 이상의 전력-가스 전환 시범 프로젝트가 진행되고 있습니다.
“수소는 미래의 지속가능성 기술의 핵심으로 간주되고 있으며, 독일 정부는 수소 개발을 지원하기 위해 2030년까지 70억 유로를 할당했습니다(Godske, 2021a). 2021년 초, 연방 교육연구부는 전기분해 장치의 연속 생산, 해상 풍력 발전기에서 직접 생산되는 수소, 수소 저장을 위한 고압 탱크와 파이프 개발 등 세 가지 주요 프로젝트를 지원하기 위해 7억 유로를 할당했습니다(BMBF, 2021).
러시아-우크라이나 전쟁은 적어도 단기적으로는 코로나19 팬데믹으로부터의 글로벌 경제 회복의 기회를 방해했습니다. 이 두 나라 간의 전쟁은 여러 나라에 대한 경제 제재, 상품 가격의 급등, 공급망의 붕괴로 이어졌고, 이로 인해 상품과 서비스 전반에 걸쳐 인플레이션이 발생하여 전 세계의 많은 시장에 영향을 미쳤습니다. 녹색 수소는 기록적인 고온 속에서 탄소 배출량을 줄이고, 석유와 가스 생산국인 러시아의 우크라이나 침공으로 타격을 입은 에너지 공급을 보호하기 위해 각국 정부가 집중적으로 연구하고 있는 분야입니다.
청정 수소 가속화 이니셔티브에는 청정 수소 경제의 발전을 가속화하기 위해 노력하는 공공 및 민간 이해관계자를 포함하여 60개 조직의 200명 이상의 회원이 참여하고 있습니다. 이 이니셔티브는 수소 분야에서 협력하기 위해 글로벌 조직의 네트워크를 활용합니다. 파트너의 예로는 IRENA, IEA, 수소위원회, Mission Possible Partnership, First Movers Coalition 등이 있습니다. 전 세계적으로 산업은 에너지 소비 측면에서 가장 큰 최종 사용 부문으로, 전체 에너지 수요의 38%를 차지합니다. 전체 에너지 수요의 약 6%가 수소 생산에 사용되며, 수소는 주로 암모니아와 기타 화학물질 생산에 사용됩니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면, 2020년 전 세계 산업 부문에서 수소에 대한 수요는 90 MMT 중 51 MMT에 달했습니다.
Ballard Power Systems는 광산 물류 및 운송을 위한 수소 연료 전지 전기 트럭(FCET)을 개발하기 위한 시범 프로젝트를 시작하기 위해 Adani Enterprises Limited(AEL) 및 Ashok Leyland와 계약을 체결했습니다. 이 협력은 아시아 최초의 계획된 수소 동력 광산 트럭을 의미합니다.
이 시범 프로젝트는 채굴 작업과 수소 공급, 수송, 수소 충전 인프라 구축을 위한 녹색 수소 프로젝트 개발에 주력하는 기업인 AEL이 주도할 것으로 예상됩니다. 업계를 선도하는 PEM 연료 전지 엔진 제조업체인 Ballard는 수소 트럭에 FCmoveTM 연료 전지 엔진을 공급할 것으로 예상되며, 세계 최대 버스 제조업체 중 하나인 Ashok Leyland는 차량 플랫폼과 기술 지원을 제공할 것입니다. FCET는 2023년에 인도에서 출시될 예정입니다.
수소 연료 전지 시장 분석은 유형, 용도, 최종 사용자, 지역별로 세분화됩니다. 유형에 따라 양성자 교환막 연료 전지, 인산 연료 전지, 고체 산화물 연료 전지, 용융 탄산염 연료 전지 등으로 세분화됩니다. 용도에 따라 시장은 고정형, 운송용, 휴대용으로 나뉩니다. 최종 사용자를 기준으로, 글로벌 수소 연료 전지 시장은 연료 전지 차량, 유틸리티, 방위 산업으로 분류됩니다. 지역별로, 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, LAMEA를 대상으로 연구됩니다. 현재, 아시아 태평양 지역이 가장 큰 수소 연료 전지 시장 점유율을 차지하고 있으며, 그 뒤를 유럽과 북미가 따르고 있습니다.
유형별 수소 연료 전지 시장
수소연료전지 시장에서는 양성자 교환막 연료전지 부문이 가장 높은 매출을 기록했습니다. 양성자 교환막 연료전지는 온실가스 배출 감소와 같은 잠재적인 환경적 영향 때문에 운송 분야에서 주로 사용됩니다. 그 밖의 응용 분야로는 고정식 및 휴대용 발전이 있습니다. 다른 유형의 연료전지에 비해 높은 전력 밀도와 우수한 동적 특성을 가지고 있기 때문에, 대부분의 주요 자동차 제조업체들은 전적으로 양성자 교환막 연료전지에 집중하고 있습니다.
수소연료전지 시장 응용 분야별
운송 부문은 시장 수익에 가장 큰 기여를 했습니다. 전 세계 운송 부문은 이산화탄소 배출과 소음 공해로 인해 연료 사용을 줄여야 하는 강력한 이유를 가지고 있습니다. 전기 자동차(EV)와 같은 대체 운송 기술로의 전환은 자동차 산업에서 점점 더 많은 관심을 받고 있습니다.
최종 사용자별 수소 연료 전지 시장
연료 전지 차량 부문은 시장 수익에 가장 큰 기여를 했습니다. 수소 연료 전지 기술과 관련된 연구 개발 활동의 증가는 HFCV 시장 채택과 관련된 공동 개발 및 파트너십의 증가로 이어졌습니다.
지역별 수소 연료 전지 시장
아시아 태평양 지역은 가장 높은 매출을 기록했으며, 예측 기간 동안 가장 빠른 속도로 성장할 것으로 예상됩니다. 경제 성장과 생활 수준 향상으로 인해 에너지 수요가 증가하고 있습니다. 또한, 이 지역의 급속한 경제 성장은 세계 최고의 오염 원인이기도 합니다. 수소 연료 전지는 탄소 배출을 줄이고 에너지 수요를 효율적으로 충족하기 위한 다른 기존 화석 연료 에너지 원에 대한 최고의 대안으로 여겨지고 있습니다.
제1장: 서론
제2장: 요약
제3장: 시장 개요
제4장: 수소 연료 전지 시장, 유형별
4.1. 개요
4.1.1. 시장 규모 및 예측
4.2. 양성자 교환막 연료 전지
4.2.1. 주요 시장 동향, 성장 요인 및 기회
4.2.2. 지역별 시장 규모 및 예측
4.2.3. 국가별 시장 점유율 분석
4.3. 인산 연료 전지
4.3.1. 주요 시장 동향, 성장 요인 및 기회
4.3.2. 지역별 시장 규모 및 예측
4.3.3. 국가별 시장 점유율 분석
4.4. 고체 산화물 연료 전지
4.4.1. 주요 시장 동향, 성장 요인 및 기회
4.4.2. 지역별 시장 규모 및 예측
4.4.3. 국가별 시장 점유율 분석
4.5. 용융 탄산 연료 전지
4.5.1. 주요 시장 동향, 성장 요인 및 기회
4.5.2. 지역별 시장 규모 및 예측
4.5.3. 국가별 시장 점유율 분석
4.6. 기타
4.6.1. 주요 시장 동향, 성장 요인 및 기회
4.6.2. 지역별 시장 규모 및 예측
4.6.3. 국가별 시장 점유율 분석
제5장: 응용 분야별 수소 연료 전지 시장
제6장: 최종 사용자별 수소 연료 전지 시장
제7장: 지역별 수소 연료 전지 시장
8장: 경쟁 구도
9장: 회사 프로필
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