연료 전지 시장 - 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측, 유형별(PEMFC, SOFC, PAFC 및 기타), 응용 분야별(휴대용, 고정형 및 연료 전지 차량), 규모별(소규모 및 대규모), 지역별, 경쟁 2018-2028

시장 개요

글로벌 연료 전지 시장은 2022년에 51억 8천만 달러 규모로 평가되었으며 예측 기간 동안 19.75%의 CAGR로 성장하고 있습니다. 오프 그리드 및 원격 지역의 전기화를 위한 자금 증가와 더불어 청정 에너지 도입을 촉진하는 것을 목표로 한 유리한 규정 및 정책은 연료 전지 시장의 수익 성장을 촉진할 것입니다. 또한 분산형 발전 기술에 초점을 맞추기 위한 다양한 투자 프로그램의 실행은 시장 확장을 촉진할 것입니다. 또한, 온실 가스 배출을 완화하려는 소비자 인식이 높아지고 청정 에너지에 대한 강조가 커지면서 이 제품에 대한 수요가 자극될 것입니다.

주요 시장 동인

환경적 우려와 배출 감소

글로벌 연료 전지 시장 성장의 주요 동인 중 하나는 온실 가스 배출을 줄여야 할 시급한 필요성과 더불어 환경 문제에 대한 전 세계적인 인식과 우려가 높아지고 있다는 것입니다. 발전 및 운송을 위한 화석 연료의 연소는 대기 오염과 대기 중 온실 가스 축적에 크게 기여하여 궁극적으로 기후 변화로 이어졌습니다.

최소한의 배출로 전기화학적 공정을 통해 전기를 생성하는 연료 전지는 이러한 환경적 문제를 해결하는 유망한 솔루션으로 간주됩니다. 연료 전지, 특히 수소 연료 전지는 전기를 생성하는 동안 부산물로 수증기와 열만 생성합니다. 이러한 무공해 특성으로 인해 연료 전지는 대기 오염 물질을 줄이고 이산화탄소 배출을 완화하는 데 매력적인 선택이 되며, 파리 협정과 같은 국제 기후 협정과 일치합니다. 전 세계 정부가 더욱 엄격한 배출 규제를 시행하고 야심찬 지속 가능성 목표를 설정함에 따라 깨끗한 에너지 솔루션으로서 연료 전지에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다.

운송 부문에서 연료 전지 차량(FCV)은 자동차 산업의 탄소 발자국을 줄이는 수단으로 각광받고 있습니다. FCV는 긴 주행 거리, 빠른 연료 보급, 제로 테일파이프 배출을 제공하여 도시 대기 오염의 주요 원인 중 하나를 해결합니다. 정부와 자동차 제조업체는 FCV 기술에 투자하고, 인센티브를 제공하며, 수소 연료 보급 인프라를 개발하여 더 깨끗한 운송 수단으로의 전환을 지원하고 있습니다.

에너지 효율성 및 에너지 보안

연료 전지는 뛰어난 에너지 변환 효율성으로 널리 알려져 있으며, 이는 글로벌 연료 전지 시장의 주요 원동력입니다. 상당한 양의 에너지를 열로 소산하는 기존 연소 엔진과 달리 연료 전지는 열병합 발전(CHP) 응용 분야에서 활용될 경우 50% 이상의 에너지 효율성을 달성할 수 있습니다. 이러한 뛰어난 에너지 효율성은 에너지 소비와 온실 가스 배출을 줄일 뿐만 아니라 연료 자원 활용도 최적화합니다.

연료 전지의 효율성은 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고 재생 가능하고 저탄소 수소의 활용을 촉진하여 에너지 안보를 강화하는 데 중요한 역할을 합니다. 연료 전지에 일반적으로 사용되는 연료인 수소는 천연 가스, 바이오가스, 재생 가능 전기를 사용한 물의 전기 분해, 산업 부산물과 같은 다양한 출처에서 얻을 수 있습니다. 이러한 원료의 유연성은 연료원을 다양화하고 공급 중단에 대한 취약성을 완화하여 에너지 안보를 강화합니다.

또한 연료 전지는 분산형 에너지 생성의 잠재력을 가지고 있어 그리드 회복력을 강화하고 송전 손실을 최소화할 수 있습니다. 정전이 발생하기 쉬운 지역이나 기존 전력망 인프라에 대한 접근성이 제한적인 외딴 지역에서 연료 전지는 안정적인 백업 전원으로 작용하여 에너지 보안과 안정성에 기여합니다.

기술 발전 및 혁신

연료 전지 기술의 지속적인 발전은 글로벌 연료 전지 시장을 주도하는 데 중요한 역할을 합니다. 지속적인 연구 및 개발 노력으로 연료 전지 효율성, 내구성 및 비용 효율성이 향상되었습니다. 이러한 발전으로 인해 적용 범위가 확대되었고 기존 에너지 기술에 비해 연료 전지의 경쟁력이 높아졌습니다.

재료 과학, 촉매 개발 및 제조 기술의 발전으로 연료 전지 구성 요소, 특히 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC) 및 고체 산화물 연료 전지(SOFC)의 비용이 효과적으로 감소했습니다. 비용 절감으로 연료 전지는 경제적으로 실행 가능해졌고, 고정 발전, 운송 및 기타 부문에서 새로운 기회가 열렸습니다.

연료 전지 기술의 혁신으로 더욱 견고하고 내구성 있는 시스템이 만들어져 작동 수명이 연장되고 유지 관리 요구 사항이 감소했습니다. 내구성이 개선되어 연료 전지는 중장비 운송, 분산 발전 및 오프 그리드 전력 솔루션을 포함한 광범위한 응용 분야에 적합합니다.

또한 재생 가능한 자원에서 생산된 녹색 수소와 같은 대체적이고 지속 가능한 수소 생산 방법에 대한 연구는 연료 전지 기술의 지속 가능성과 경쟁력에 기여했습니다. 이러한 기술적 발전과 혁신은 글로벌 연료 전지 시장의 성장과 다양한 산업에서의 채택을 지속적으로 촉진하고 있습니다.

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주요 시장

높은 제조 및 인프라 비용

글로벌 연료 전지 시장이 직면한 주요 과제 중 하나는 연료 전지 기술과 관련된 비교적 높은 제조 및 인프라 비용입니다. 이러한 비용은 광범위한 채택에 걸림돌이 되고 기존 에너지 기술에 비해 연료 전지의 경쟁력을 저해합니다.

연료 전지는 백금과 같은 촉매를 포함하여 정밀한 제조 공정과 재료가 필요하며 이는 비용이 많이 들 수 있습니다. 백금은 전기를 생성하는 전기화학 반응을 촉진하기 위해 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC)에서 촉매로 사용됩니다. 백금과 같은 귀금속에 대한 의존도를 줄이는 것은 연료 전지를 보다 비용 효율적으로 만드는 데 중요한 과제입니다.

또한 생산, 저장 및 유통 시설을 포함하는 수소 인프라를 구축하려면 상당한 자본 투자가 필요합니다. 연료 전지 차량(FCV)을 위한 포괄적인 수소 충전소 네트워크를 구축하려면 상당한 재정 지원이 필요하며 인프라의 제한된 가용성은 FCV의 시장 침투를 제한할 수 있습니다.

이 과제를 해결하려면 제조 비용을 낮출 수 있는 대체 재료 및 촉매를 목표로 하는 연구 개발 노력이 필요합니다. 제조 공정의 혁신, 생산 규모 확대, 규모의 경제성 달성도 연료 전지 시스템의 전체 비용을 줄이는 데 기여할 수 있습니다. 또한 정부의 인센티브와 보조금은 초기 투자 비용을 상쇄하고 연료 전지 기술의 배포를 촉진하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.

수소 공급 및 유통

다양한 유형의 연료 전지에 필수적인 연료인 수소의 가용성과 유통은 글로벌 연료 전지 시장에 상당한 과제를 안겨줍니다. 수소 생산 방법, 저장 및 유통 인프라의 개발은 아직 초기 단계에 있으며 종종 물류 및 경제적 장애물에 부딪힙니다.

과제 중 하나는 수소 원료 조달에 있습니다. 수소는 천연 가스, 물 전기 분해, 바이오매스와 같은 다양한 출처에서 얻을 수 있지만 생산 방법은 환경적으로 지속 가능하고 경제적으로 실행 가능해야 합니다. 예를 들어 화석 연료에서 수소를 생산하면 탄소 배출이 발생할 수 있으며, 이는 연료 전지의 환경적 이점에 상쇄됩니다.

수소의 운송 및 유통도 과제를 안겨줍니다. 수소는 밀도가 낮아 가솔린이나 디젤과 같은 연료에 비해 에너지 밀도가 낮습니다. 따라서 수소의 효율적이고 안전한 운송 및 보관에는 전문 인프라가 필요하며, 이를 구축하고 유지하는 데 비용이 많이 들 수 있습니다.

게다가 FCV용 수소 충전 네트워크를 구축하는 데는 입지, 안전 규정 및 자금 조달과 관련된 과제가 있습니다. 이 과제를 해결하기 위한 노력에는 친환경 수소 생산 방법의 발전, 수소 저장 솔루션의 확장 및 포괄적인 수소 유통 인프라 구축이 포함됩니다. 이러한 장애물을 극복하고 안정적이고 지속 가능한 수소 공급망을 보장하려면 정부, 산업 이해 관계자 및 연구 기관 간의 협력이 필수적입니다.

주요 시장 동향

수소 인프라 확장

글로벌 연료 전지 시장의 두드러진 동향 중 하나는 수소 인프라의 상당한 확장입니다. 연료 전지, 특히 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC)는 수소를 주요 연료원으로 사용하므로 수소 충전소와 생산 시설의 가용성과 접근성은 연료 전지 기술의 광범위한 채택에 매우 중요합니다.

정부와 민간 부문 이해 관계자는 연료 전지 차량(FCV)과 고정형 연료 전지 애플리케이션에 대한 증가하는 수요를 지원하기 위해 수소 인프라 개발에 상당한 투자를 하고 있습니다. 더 긴 주행 범위, 빠른 연료 보급, 제로 테일파이프 배출을 제공하는 FCV의 인기가 높아지면서 정부와 에너지 회사는 수소 충전소 네트워크를 구축하게 되었습니다. 유럽, 일본, 한국, 캘리포니아와 같은 지역에서는 수소 충전 인프라가 상당히 확장되고 있습니다.

재생 에너지원과 전기 분해를 사용하여 생산된 녹색 수소를 포함한 수소 생산 방법의 혁신은 보다 지속 가능하고 비용 효율적인 수소 공급망에 기여하고 있습니다. 재생 전기로 구동되는 전해조는 연료 전지를 위한 깨끗한 수소를 생산하는 데 중요한 역할을 합니다. 수소 생태계는 다양한 산업을 지원하기 위해 진화하고 있습니다. 운송 외에도 수소는 산업 공정, 에너지 저장 및 그리드 지원에 적용하기 위해 탐색되고 있으며, 이는 인프라 확장의 필요성을 더욱 강조합니다.

탈탄소화 및 지속 가능성 이니셔티브

글로벌 연료 전지 시장의 또 다른 중요한 추세는 탈탄소화 및 지속 가능성 이니셔티브에 대한 관심이 높아지고 있다는 것입니다. 정부, 기업 및 개인은 에너지 생산 및 소비의 환경적 영향에 대해 점점 더 인식하고 있습니다. 최소 배출 및 높은 효율성으로 유명한 연료 전지는 이러한 지속 가능성 목표와 잘 일치합니다.

연료 전지 차량(FCV)은 운송 부문의 온실 가스 배출을 완화하는 수단으로 주목을 받고 있습니다. 정부와 자동차 제조업체는 내연 기관 차량에서 벗어나기 위해 FCV 기술에 투자하고 있습니다.

일반적으로 녹색 수소라고 하는 재생 에너지원을 사용하여 수소를 생산하는 데 대한 강조가 커지고 있습니다. 이 접근 방식은 연료 전지에 사용되는 수소 연료가 최소한의 탄소 발자국을 가지도록 보장하여 탈탄소화 노력에 기여합니다.

연료 전지, 특히 고체 산화물 연료 전지(SOFC)는 분산형 에너지 생산 시스템에 통합되고 있습니다. 이를 통해 재생 가능 에너지원이나 바이오가스를 사용하여 현장에서 전력을 생산할 수 있어 중앙 집중형 화석 연료 발전소에 대한 의존도가 줄어듭니다. 연료 전지의 높은 에너지 변환 효율은 주거 및 상업용 건물의 열병합 발전(CHP) 시스템과 같이 에너지 절약과 지속 가능성이 가장 중요한 응용 분야에서 매우 높이 평가됩니다.

세그먼트별 통찰력

유형별 통찰력

양성자 교환 막 연료 전지(PEMFC) 세그먼트는 글로벌 연료 전지 시장에서 상당한 시장 점유율을 차지하고 있습니다. PEMFC는 뛰어난 에너지 효율성, 낮은 배출 및 다양한 응용 분야에 대한 다재다능함으로 인정받고 있습니다. PEMFC는 빠른 연료 보급, 연장된 주행 거리, 제로 테일파이프 배출과 같은 이점을 제공하여 FCV에서 중요한 역할을 합니다.

수소 구동 차량에 대한 관심이 증가함에 따라 PEMFC 채택에 대한 상당한 기회가 제공됩니다. 게다가 PEMFC는 데이터 센터, 병원, 통신 인프라를 포함한 중요한 애플리케이션에 안정적인 백업 전원을 제공합니다. 빠른 시동과 높은 에너지 밀도로 인해 이러한 목적에 매우 적합합니다.

또한 PEMFC는 스마트폰, 랩톱 및 기타 전자 기기의 휴대용 연료 전지 충전기에 사용됩니다. 기존 배터리에 비해 작동 시간이 길어 장시간 기기를 사용해야 하는 사용자에게 선호됩니다.

창고와 유통 센터에서 PEMFC 구동 지게차는 빠른 연료 보급, 단일 탱크에서 더 긴 작동, 제로 배출과 같은 장점으로 인해 인기를 얻고 있습니다. 이러한 이점은 운영 효율성을 개선하는 데 기여합니다. 또한 PEMFC는 높은 에너지 변환 효율로 유명하여 에너지 효율이 중요한 다양한 응용 분야에 매력적인 옵션입니다.

마지막으로 PEMFC는 최소한의 배출물, 주로 수증기를 생성한다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 이러한 특성으로 인해 환경 친화적이며 배출 규정이 엄격한 도시 지역의 응용 분야에 적합합니다.

크기

소규모

연료 전지는 기존 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 높아 스마트폰, 랩톱, 태블릿과 같이 긴 배터리 수명이 핵심 판매 포인트인 휴대용 전자 제품에 적합합니다. 소규모 연료 전지는 통신 장비, 원격 기상 관측소, 안정적이고 중단 없는 전력 공급이 필수적인 비상 대응 시스템을 포함하여 정전이 잦은 지역의 중요한 응용 분야에 대한 백업 전원으로도 사용됩니다.

수소 연료 전지는 창고 및 물류 센터에서 지게차 및 기타 자재 취급 장비에 전력을 공급하는 데 점점 더 많이 사용되고 있으며, 빠른 연료 보급 및 무공해와 같은 이점을 제공하여 운영 효율성을 개선합니다.

또한 소규모 연료 전지 CHP(열병합 발전) 시스템은 전기와 난방을 모두 가정에 공급하여 전기 생산 중에 발생하는 폐열을 공간 난방 및 온수에 활용하여 높은 에너지 효율을 달성하고 전체 에너지 소비를 줄입니다. 연료 전지는 또한 선박 및 레크리에이션 차량의 전원으로 연구되고 있으며, 보트 타기 및 캠핑 애호가에게 소음, 배출 감소 및 확장된 작동 범위와 같은 이점을 제공합니다.

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지역 통찰력

아시아 태평양 지역은 예측 기간 동안 시장을 지배할 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 증가하는 에너지 수요, 증가하는 환경 문제, 청정 에너지 기술을 장려하는 정부 이니셔티브와 같은 요인에 의해 추진되는 글로벌 연료 전지 시장에서 중요한 역할을 합니다. 일본, 한국, 중국을 포함한 아시아 태평양 지역의 여러 국가는 연료 전지 기술 도입을 촉진하기 위해 지원 정책과 인센티브를 시행했습니다. 이러한 정책에는 보조금, 피드인 관세, 세금 인센티브, 연구 자금이 포함됩니다.

아시아 태평양 국가 내에서 연료 전지 연구 및 개발에 대한 광범위한 투자로 인해 연료 전지 효율성, 내구성 및 비용 효율성이 눈에 띄게 향상되었습니다. 정부, 학계 및 산업계 간의 협력은 이 부문의 혁신을 주도하는 데 중요한 역할을 했습니다. 자동차, 전자, 에너지 부문을 아우르는 강력한 산업 기반을 갖춘 아시아 태평양 지역은 다양한 응용 분야에서 연료 전지 제조 및 배포에서 중요한 역할을 할 수 있는 전략적 위치에 있습니다. 특히 일본과 한국과 같은 국가는 FCV 개발 및 인프라에 상당한 투자를 했습니다.

FCV에 대한 관심 증가는 연료 전지 제조업체와 수소 인프라 공급업체에게 수익성 있는 기회를 제공합니다. 연료 전지는 특히 열병합 발전(CHP) 분야에서 주거, 상업 및 산업 부문에 분산형 에너지 생성 솔루션을 제공하여 에너지 회복력과 효율성을 향상하려는 노력과 일치합니다.

결론적으로 아시아 태평양 지역은 지원 정책, 강력한 R&D 노력, 강력한 산업 기반, 운송 부문에서의 채택 증가, 환경 문제 증가에 힘입어 글로벌 연료 전지 시장에서 가장 중요한 역할을 담당합니다. 연료 전지 기술과 수소 개발에 대한 이 지역의 확고한 의지는 깨끗하고 지속 가능한 에너지 솔루션으로의 글로벌 전환에 크게 기여하는 지역으로 자리 매김하고 있습니다.

최근 개발

• 2023년 2월, 수소 및 메탄올 연료 전지 공급업체인 SFC Energy AG는 FC TecNrgy Pvt Ltd와 전략적 협력 계약을 체결하여 인도에 수소 및 메탄올 연료 전지 제조 시설을 설립했습니다. SFC Energy AG는 연료 전지 제조 및 품질 보증을 감독하고 FC TecNrgy Pvt. Ltd.는 맞춤형 연료 전지 솔루션의 개발, 설치 및 통합에 집중할 것입니다. 이 개발은 탄소 배출을 줄이고 깨끗한 에너지를 촉진하는 것을 목표로 하는 인도의 국가 녹색 수소 사명과 일치합니다.
• 2022년 8월, Bosch는 사우스캐롤라이나 공장에서 연료 전지 스택을 제조하는 데 2억 달러 이상을 투자한다고 발표했습니다. 이 투자는 미국에서 수소 연료 전기 상용 트럭용 연료 전지 개발을 지원합니다. 연료 전지 생산은 2026년에 시작될 예정입니다. Bosch는 2024년까지 연료 전지 기술을 발전시키기 위해 전 세계적으로 약 10억 달러를 투자할 계획입니다.

주요 시장 참여자

• Ballard Power Systems Inc.
• Horizon Fuel Cell Technologies Pte. Ltd.
• Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
• FuelCell Energy Inc.
• Plug Power Inc.
• Nuvera Fuel Cells LLC
• Intelligent Energy Limited
• SFC Energy AG
• Mitsubishi Power Ltd.
• Cummins Inc.