평면 고체 산화물 연료 전지 시장 – 최종 사용자(상업용, 데이터 센터 및 기타), 애플리케이션(고정형, 운송, 휴대용)별, 지역별, 경쟁별 글로벌 산업 규모, 점유율, 추세, 기회 및 예측 2018-2028

시장 개요

글로벌 평면형 고체 산화물 연료 전지 시장

평면형 SOFC에서 연료(일반적으로 수소 또는 탄화수소 기반 연료)는 양극에서 산화되어 전자를 방출합니다. 이 전자는 외부 회로를 통과하여 전력을 생성한 다음 음극에서 공기의 산소 이온과 결합하여 수증기를 형성합니다. 평면형 SOFC의 주요 특징은 평평하고 얇으며 겹겹이 쌓인 디자인으로, 높은 작동 온도(일반적으로 500°C~1000°C)에서 효율적인 전력 생성을 용이하게 합니다. 글로벌 평면 고체 산화물 연료 전지 시장은 평면 SOFC 및 관련 기술의 생산, 판매 및 배치를 포함합니다.

이 시장은 다음을 포함한 다양한 부문에서 깨끗하고 효율적인 에너지 솔루션에 대한 수요가 증가함에 따라 주도되었습니다. 평면 SOFC는 고정 및 분산 전력 애플리케이션 모두에 고효율, 저배출 전력 생성 솔루션을 제공할 수 있는 잠재력이 있습니다. SOFC는 전기 자동차(연료 전지 차량) 및 장거리 상업용 운송을 위한 보조 전원 장치에서 사용하기 위해 연구되고 있습니다. SOFC는 산업 공정 및 열병합 발전(CHP) 시스템에 통합하여 에너지 효율성을 높이고 온실 가스 배출을 줄일 수 있습니다. SOFC는 주거 및 상업용 난방 애플리케이션에 사용할 수 있으며 효율적이고 깨끗한 공간 난방 및 온수 생성을 제공합니다. 평면 SOFC는 소형 크기와 높은 에너지 밀도로 인해 다양한 군사 및 항공 우주 애플리케이션에 고려됩니다. SOFC는 원격 위치에서 안정적인 전력을 제공하고 중요한 인프라의 백업 전원으로 적합합니다. 평면 SOFC 시장의 성장은 정부 인센티브, 환경 규제, 소재 및 제조 기술의 발전, 깨끗하고 효율적인 에너지 생산의 이점에 대한 인식 증가와 같은 요인의 영향을 받습니다. 또한 연료 전지 제조업체와 최종 사용자 간의 파트너십과 협업은 시장 확장에 중요한 역할을 합니다.

주요 시장 동인

깨끗한 에너지에 대한 수요 증가

환경 문제에 대한 우려가 커지고 온실 가스 배출을 줄여야 할 필요성이 커지면서 깨끗하고 지속 가능한 에너지 솔루션에 대한 수요가 증가했습니다. 높은 효율성과 낮은 배출로 유명한 평면 SOFC는 이러한 수요를 충족할 수 있는 좋은 위치에 있습니다. 평면 SOFC는 최대 60% 이상의 효율성 수준에 도달할 수 있는 잠재력을 가진 고효율 에너지 변환 장치입니다. 이러한 효율성으로 인해 발전, 운송 및 열병합 시스템을 포함한 다양한 응용 분야에 매력적입니다. 정부와 산업은 에너지원을 다양화하여 에너지 안보를 개선하는 데 점점 더 집중하고 있습니다. 평면 SOFC는 신뢰할 수 있고 현장에 있는 발전 솔루션을 제공하여 에너지 안보를 달성하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 전 세계 많은 정부가 연료 전지를 포함한 청정 에너지 기술의 개발 및 도입을 촉진하기 위해 인센티브, 보조금 및 보조금을 제공합니다. 이러한 인센티브는 평면 SOFC 시장을 크게 활성화할 수 있습니다. 지속적인 연구 및 개발 노력으로 SOFC 소재 및 제조 기술이 발전했습니다. 이러한 발전으로 인해 비용이 절감되고 성능이 개선되었으며 평면 SOFC의 상업적 실행 가능성이 높아졌습니다. 전기 자동차(EV) 및 수소 연료 전지 자동차를 포함한 운송 부문의 전기화로 인해 운송 애플리케이션의 잠재적인 전력원으로 SOFC에 대한 관심이 높아졌습니다. 평면 SOFC는 범위, 재급유 시간 및 효율성 측면에서 이점을 제공합니다.

분산형 에너지 생산

분산형 에너지 생산 및 마이크로그리드에 대한 추세는 평면 SOFC에 대한 기회를 창출하고 있습니다. 분산형 에너지 시스템에 배치하여 가정, 기업 및 원격 지역에 전기와 난방을 제공할 수 있습니다. 자연 재해와 전력망 중단에 직면한 안정적인 백업 전원 솔루션에 대한 필요성은 중요한 인프라와 주거용 애플리케이션의 백업 전원으로서 평면 SOFC에 대한 관심을 불러일으켰습니다. 평면 SOFC는 높은 에너지 밀도, 소형 크기, 원격 및 까다로운 환경에서 전력을 공급할 수 있는 잠재력으로 인해 항공우주 및 군사 애플리케이션에서 사용하기 위해 연구되고 있습니다. 연료 전지 제조업체, 연구 기관 및 최종 사용자 간의 협업을 통해 다양한 애플리케이션에 대한 평면 SOFC의 개발 및 상용화가 용이해졌습니다.

평면 SOFC 시장은 역동적이며 마지막 업데이트 이후 새로운 동인이 등장했을 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 또한 시장 상황은 지역 및 애플리케이션에 따라 다를 수 있습니다. 글로벌 평면 SOFC 시장과 그 원동력의 현재 상태를 종합적으로 이해하려면 업계 보고서, 시장 조사 및 뉴스 소스를 참조하여 최신 정보를 얻는 것이 좋습니다.

정부 규제의 엄격성 증가

정부 규제의 엄격성 증가와 에너지 가격 상승은 평면 고체 산화물 연료 전지 시장에서 관찰되는 주요 추세 중 하나입니다. 대체 에너지원에 대한 인식이 급증함에 따라 연소 기반 전기 발전기는 에너지 변환에서 더 높은 효율성을 보이는 태양광 패널과 같은 재생 에너지 시스템으로 대체되고 있습니다. 또한, 이러한 장치에 사용되는 연료 전지는 유해한 배출물을 발생시키지 않으므로 운송, 고정/백업 및 휴대용 전원 응용 분야에 적합합니다.

또한, 석유 및 가스 산업에서 이러한 제품의 적용 기반이 증가함에 따라 시장에 수익성 있는 성장 기회가 제공됩니다. 예를 들어, 현장에서 추출된 천연 가스는 직접 연료 전지(DFC) 발전소의 연료로 쉽게 사용할 수 있습니다. 이를 통해 DFC 발전소에서 생성된 전력을 추출 프로세스를 지원하는 데 활용할 수 있습니다. 또한 DFC 발전소는 깨끗한 에너지원으로 사용되며 향상된 석유 회수를 위해 지하에 주입할 수 있는 전력을 제공할 수 있습니다. 따라서 글로벌 고체 산화물 연료 전지 시장은 앞으로 몇 년 동안 수많은 성장 기회가 있습니다.

주요 시장 과제

2022년 9월 현재 글로벌 평면 고체 산화물 연료 전지(SOFC) 시장은 여러 가지 과제에 직면했습니다. 이러한 과제는 그 이후로 진화하거나 변경되었을 수 있지만 업계가 직면한 일반적인 장애물에 대한 통찰력을 제공합니다. 다음은 글로벌 평면 SOFC 시장의 몇 가지 주요 과제입니다. 높은 작동 온도평면 SOFC는 일반적으로 고온에서 작동하며, 종종 500°C를 초과합니다. 이러한 높은 작동 온도는 재료의 열화로 이어지고, 제조 복잡성을 증가시키며, 사용할 수 있는 재료의 범위를 제한할 수 있습니다.

비용 및 제조 확장성

평면 SOFC의 초기 자본 비용은 비교적 높았습니다. 천연 가스 복합 사이클 발전소와 같은 다른 에너지 기술과의 비용 경쟁력을 달성하는 것은 여전히 중요한 과제입니다. 또한, 품질과 일관성을 유지하면서 시장 수요를 충족하기 위해 제조 공정을 확장하는 것도 어려운 일입니다. 다양한 작동 조건에서 평면 SOFC의 장기적 내구성과 신뢰성을 보장하는 것은 중요한 과제입니다. 고온과 열 사이클은 셀 재료의 열화로 이어져 성능과 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 운송 및 고정 발전에 평면 SOFC를 널리 채택하는 것은 수소나 천연 가스와 같은 적합한 연료의 가용성에 달려 있습니다. 일부 지역에서는 연료 공급 인프라를 개발하고 유지하는 것이 어려울 수 있습니다.

전해질 재료 및 다른 에너지 기술과의 경쟁

낮은 온도에서 작동할 수 있는 고성능 및 내구성 있는 전해질 재료의 개발은 지속적인 과제입니다. 필요한 작동 온도를 낮추면 내구성을 개선하고 제조 비용을 낮출 수 있습니다. 플랜트 구성 요소 및 제어 시스템을 포함하여 개별 평면 SOFC 스택을 더 큰 시스템에 통합하는 것은 복잡할 수 있습니다. 원활한 통합을 달성하고 시스템 성능을 최적화하는 것은 과제입니다. 안전 표준 및 배출 규정을 포함한 규제 환경은 평면 SOFC의 배포 및 채택에 영향을 미칠 수 있습니다. 정책 지원, 인센티브 및 시장 접근은 시장 성장에 중요합니다. 평면 SOFC는 태양광, 풍력 및 리튬 이온 배터리와 같은 다른 청정 에너지 기술과의 경쟁에 직면해 있습니다. 이러한 기술은 특정 응용 분야 또는 시장 부문에서 이점이 있을 수 있습니다.

주요 시장 동향

소재 및 제조 기술의 발전

소재 과학 및 제조 기술의 발전은 평면 SOFC 개발에 근본이 되었습니다. 연구자들은 전극, 전해질 및 상호 연결에 대한 새로운 소재를 발견하고 설계하는 데 주력했습니다. 이러한 소재의 발전으로 SOFC의 성능이 향상되고 제조 비용이 절감되었으며 신뢰성이 높아졌습니다. 예를 들어 전해질용 새로운 세라믹 소재를 개발하여 작동 온도를 낮추고 열 응력을 완화하며 내구성을 향상시켰습니다. 더욱 견고한 소재에 대한 이러한 추세는 SOFC의 수명을 연장하고 비용 경쟁력을 높이는 데 중요합니다.

연료 유연성 및 수소 생산

평면 SOFC 시장의 중요한 추세 중 하나는 더 큰 연료 유연성을 추구하는 것입니다. 수소는 SOFC의 주요 연료원으로 남아 있지만, 연구 개발 노력은 호환 연료 범위를 확대하는 데 집중되어 있습니다. 여기에는 탄화수소, 바이오 연료 및 암모니아 사용이 포함됩니다. 또한, SOFC는 고온 전기 분해를 통해 수소를 생산할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 "공전해" 공정은 물과 이산화탄소를 수소와 일산화탄소로 전환할 수 있으며, 이를 다양한 산업의 연료 또는 원료로 사용할 수 있습니다. 수소 생산은 글로벌 수소 경제의 맥락에서 중요성을 얻고 있습니다.

연료 전지 하이브리드 시스템

평면 SOFC와 다른 에너지 기술을 결합한 하이브리드 에너지 시스템이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 이러한 하이브리드 시스템은 에너지 효율을 극대화하고 시스템 안정성을 높이며 지속적인 전력 공급을 보장하는 것을 목표로 합니다. 주요 조합에는 SOFC와 배터리, 태양광 패널, 심지어 마이크로터빈이 있습니다. 이러한 하이브리드 설정에서 평면 SOFC는 주요 발전원으로 사용되는 반면 배터리는 최대 수요 기간 동안 에너지를 저장하고 태양광 패널은 일광 시간 동안 기여합니다. 다양한 기술을 통합하면 일정하고 안정적인 전력 공급의 이점을 제공하여 그리드에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.

분산형 에너지 생산 및 마이크로그리드

분산형 에너지 생산 및 마이크로그리드에 대한 추세는 분산형 에너지 시스템에서 평면 SOFC의 채택을 촉진하고 있습니다. 이러한 시스템은 사용 지점 또는 그 근처에 배치되어 주거, 상업 및 산업 지역에 전기와 난방을 제공할 수 있습니다. 평면 SOFC는 높은 효율성과 열병합 발전(CHP)을 제공할 수 있는 능력으로 인해 마이크로그리드 애플리케이션에 적합합니다. SOFC로 구동되는 마이크로그리드는 특히 그리드 정전이나 극한 기상 현상이 발생하기 쉬운 지역에서 그리드 회복력을 향상시킵니다. 이들은 에너지 자립의 잠재력을 제공하고 중앙 집중형 전력 인프라에 대한 의존도를 낮춥니다.

데이터 센터 및 백업 전원 및 작동 온도 낮추기

데이터 센터에 대한 의존도가 높아지고 무정전 전원 공급에 대한 절실한 필요성으로 인해 평면 SOFC가 기본 및 백업 전원으로 채택되었습니다. 이러한 연료 전지는 데이터 센터 운영에 매우 안정적이고 효율적인 전원을 제공하여 전력 중단 시 데이터 손실 및 가동 중단 위험을 줄일 수 있습니다. 평면 SOFC의 빠른 시동 시간과 긴 런타임은 의료 시설, 통신 및 비상 대응 센터를 포함한 다양한 중요한 응용 분야의 백업 전원 시스템으로 사용하기에 적합합니다. 고온에서 작동하는 것은 재료 열화 및 제조 복잡성으로 인해 평면 SOFC의 과제였습니다. 시장의 중요한 추세는 효율성을 유지하면서 SOFC의 작동 온도를 낮추려는 지속적인 노력입니다. 작동 온도를 낮추면 SOFC의 내구성과 수명이 향상되고 재료의 열 응력이 줄어들며 시스템 통합이 간소화됩니다. 이러한 추세는 다양한 응용 분야에서 SOFC를 보다 접근하기 쉽고 다재다능하게 만드는 더 광범위한 목표와 일치합니다.

세그먼트별 통찰력

최종 사용 통찰력

예측 기간 동안 데이터 센터 시장은 성장할 것으로 예상되며, 이와 함께 전원 백업 시스템 시장도 성장할 것으로 예상됩니다. 데이터 센터 정전의 33%는 정전으로 인해 발생하며, 정전은 운영되는 데이터 센터에 많은 비용을 초래합니다. 고효율, 대용량, 연속 발전 능력으로 인해 평면 고체 산화물 연료 전지는 전원 백업 및 전압 변동에 더 선호되는 선택이 되었습니다. 인도는 세계에서 가장 빠르게 성장하는 경제 중 하나이며, 퍼블릭 클라우드 기반 데이터 센터의 성장을 촉진할 가능성이 높습니다. IT 산업은 데이터 센터가 널리 사용되는 인도에서 가장 큰 민간 부문 고용주로서 인도 시장을 지배하여 평면 고체 산화물 연료 전지 시장 성장을 촉진합니다. 데이터 센터에서 평면 고체 산화물 연료 전지 사용에 대한 연구 및 파일럿 테스트가 엄청나게 증가했습니다. 따라서 인터넷 사용이 증가하고 평면 고체 산화물 연료 전지에 대한 연구가 진행됨에 따라 예측 기간 동안 시장이 성장할 것으로 예상됩니다.

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지역 통찰력

아시아 태평양 지역은 2022년에 상당한 매출 점유율을 기록하며 글로벌 평면 고체 산화물 연료 전지 시장의 리더로 자리매김했습니다.

최근 개발

• 중국은 연간 100,000~200,000톤의 재생 수소를 생산하고 2025년까지 수소 연료 차량을 50,000대 보유할 계획입니다. 중국은 현재 연료 전지 트럭 및 버스 분야에서 세계 최대 시장이며 연료 전지 전기 자동차 분야에서는 세 번째로 큰 시장입니다. (FCEV).
• 인도 과학자들은 효율적인 절차를 통해 연료 전지용 백금 기반 전기 촉매를 국내에서 개발했습니다. 이 전기 촉매는 상업적으로 판매되는 전기 촉매와 비슷한 특성을 보였으며 연료 전지 스택 성능의 수명을 향상시킬 수 있습니다.
• 2022년 8월미국 재생 에너지 연구소(NREL)는 Toyota Motor North America(Toyota)와 협력 연구 개발 계약을 통해 NREL의 Flatirons 캠퍼스에 1메가와트(MW) 양성자 교환막(PEM) 연료 전지 발전 시스템을 구축, 설치 및 평가하기 시작했습니다.

주요 시장 참여자

• Bloom Energy
• Ceres Power
• Solid Power
• FuelCell 에너지
• Siemens Energy
• Ultra Electronics
• Atrex Energy
• Ceramic Fuel Cells Limited
• Kyocera
• Versa Power Systems