전 세계 연료전지 시장 규모는 2022년 110억 7천만 달러였으며, 2031년에는 1,081억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 또한, 전 세계 연료전지 시장은 2023년부터 2031년까지 연평균 27.4%의 성장률을 보일 것으로 전망됩니다.  

전기화학 연료전지는 연료(주로 수소)와 산화제(일반적으로 산소)가 결합하여 두 가지 산화환원 반응을 통해 전기를 생성하는 장치입니다. 연료전지의 화학 반응에는 연료와 산소(대개 신선한 공기)의 지속적인 공급이 필요합니다. 반면, 배터리는 흐름 전지를 제외하고 전지 내에 이미 존재하는 금속 및 그 이온 또는 산화물로부터 화학 에너지를 얻습니다. 연료와 산소를 사용함으로써 연료전지는 전기를 지속적으로 생산할 수 있습니다.

연료 전지의 종류 

연료 전지에는 여러 종류가 있습니다. 주요 분류는 다음과 같습니다

고체산화물연료전지(SOFC): 고체산화물연료전지(SOFC)의 전해질은 견고하고 비다공성인 세라믹 화합물입니다. SOFC는 연료를 전기로 변환하는 효율이 약 60%입니다. 폐열을 포착하여 활용하는 열병합 발전 방식을 사용하면 전체 연료 효율을 85% 이상까지 높일 수 있습니다.

고체산화물 연료전지(SOFC)는 최대 1,830°F(1,830°C)의 고온에서 작동할 수 있습니다. 고온 공정에서는 귀금속 촉매가 필요하지 않으므로 공정 비용이 더 저렴합니다. 

인산 연료 전지: 인산 연료 전지(PAC)는 액체 인산을 전해질로 사용하며, 이 전해질은 테프론으로 결합된 탄화규소 매트릭스 내의 인산 잔류물입니다. 또한 백금 촉매가 포함된 다공성 탄소 전극을 사용합니다.

PAFC 연료전지는 연료 전지를 사용하여 고정형 장치에 전력을 공급하지만, 일부 연료 전지는 시내버스 같은 대형 차량에 전력을 공급할 수도 있습니다.

알칼리 연료 전지: 알칼리 연료 전지(AFC)는 최초의 연료 전지 유형으로, 전기 에너지를 생산하고 우주선용 물을 생산할 수 있는 최초의 연료 전지였습니다. 전극과 음극은 비귀금속으로 만들어지며, 전해질로 귀금속 용액을 사용하지 않습니다. 최근 몇 년 동안 AFC의 전해질로 고분자 멤브레인을 사용하는 사례가 증가하고 있습니다. 이 연료 전지는 산성 멤브레인 대신 알칼리성 멤브레인을 사용한다는 점을 제외하면 기존의 PEM 연료 전지와 유사합니다.

양성자 교환막 연료 전지:

양성자 교환막 연료 전지는 고분자 전해질막 연료 전지라고도 합니다. 이 연료 전지는 다른 유형의 연료 전지에 비해 출력 밀도가 높고 무게와 부피가 작다는 장점이 있습니다. 전해질은 고체 고분자로 구성되며, 전극은 백금 촉매를 포함하는 다공성 탄소로 이루어져 있습니다. 이 연료 전지는 수소, 공기 중의 산소, 그리고 물만을 연료로 사용합니다. 일반적으로 수소는 저장 탱크나 개질기에서 생산됩니다.

글로벌 연료전지 시장 동향

운전사: 

휴대용 기기 시장의 성장, 오염 수준 감소를 위한 정부 규제, 그리고 연료 전지 효율 향상이 이 시장을 이끄는 주요 요인입니다. 향후 몇 년 동안 연료 전지에 대한 인식이 높아질 것이며, 이는 연료 전지 시장에 더 큰 영향을 미칠 것입니다. 

제약 요인: 연료전지 시장과 산업은 촉매 비용이 높아 연료전지 가격이 상승하는 점, 연료전지 인프라가 부족한 점 등 여러 가지 장애물에 직면해 있습니다. 하지만 향후 기술 발전으로 연료전지 가격은 하락할 것으로 예상됩니다.

과제: 고효율 무선 기술을 최근 혁신 제품에 접목하면 더 많은 사람들이 해당 기술을 활용할 수 있을 것으로 예상됩니다. 여러 업체들이 혁신적인 제품을 시장에 출시하고 있으며, 향후에는 새로운 유형의 연료 전지와 같은 기술로 인해 경쟁이 더욱 치열해질 것입니다.

성장 잠재력: 연료전지는 전 세계적으로 상당한 발전 가능성을 지니고 있습니다. 시장이 성숙 단계에 접어들었음에도 불구하고, 향후 6년간 세계 경제에 상당한 기여를 할 것으로 예상됩니다.

코로나19가 세계 연료 시장에 미치는 영향

국제에너지기구(IEA)는 코로나19 사태가 재생에너지 발전 설비 증설에 상당한 영향을 미쳤다고 보고했습니다. 코로나19로 인한 세계적인 경기 침체와 IEA의 연구 결과가 맞물려, 신규 재생에너지 설비 설치 감소 전망으로 인해 2020년 전 세계 신규 재생에너지 설비 설치량이 감소할 것으로 예상됩니다. 

이번 사태는 수소 기반 기술의 글로벌 공급망에 영향을 미칠 것이며, 이를 위해서는 체계적인 공급망과 상당한 자본 투자가 필요합니다. 

국제에너지기구(IEA)는 현재 정유소, 철강 생산업체, 화학 회사들의 수소 수요가 코로나19 사태의 영향을 받을 것이라고 지적했습니다. IEA 보고서에 따르면 2020년까지 휘발유 소비는 9%, 경유는 6%, 항공유는 26% 감소할 것으로 예상되며, 수소를 원료로 하는 주요 화학물질(메탄올 등) 수요는 7% 감소할 것으로 전망됩니다. 

글로벌 연료전지 시장의 지역별 분석

2021년부터 2028년까지의 예측 기간 동안 아시아 태평양 지역은 신형 연료 전지 차량에 대한 높은 수요로 인해 최대 시장이 될 것입니다. 또한, 청정 에너지원의 발전량 증가는 이 지역의 연료 전지 기술 시장 발전을 촉진할 것으로 예상됩니다. 

글로벌 연료전지 시장의 주요 업체

글로벌 연료전지 시장의 주요 경쟁업체는 다음과 같습니다

• SFC 에너지
• 플러그 파워 주식회사.
• 프로톤 파워 시스템즈 PLC
• 유나이티드 테크놀로지스
• Itm Power PLC
• AFC 에너지 Plc
• 발라드 파워 시스템즈 주식회사.
• 연료 전지 에너지 주식회사.
• 수소학
• 후지 전기 인도 주식회사.
• 기타

글로벌 연료전지 시장의 주요 동향

• 2021년에 출시된 FC move-HD+는 버스, 중형 및 대형 트럭용으로 설계된 Ballard의 최신 고성능 전력 모듈로, 이 제품의 8세대 모델입니다.
• 2019년 10월, Ballard Power는 베를린에 본사를 둔 BEHALA와 100킬로와트(kW)급 FCveloCity 연료전지 모듈 3개 공급 계약을 체결했습니다. 이 연료전지는 Elektra에서 무공해 예인선 생산에 사용될 예정입니다. 이 예인선은 베를린과 함부르크 간 화물 운송뿐만 아니라 여객 운송에도 활용될 것입니다.
• 2019년 10월, SFC 에너지는 핀란드 에너지 기업인 오로라헛(Aurorahut)과 ​​계약을 체결했습니다. 이 계약에 따라 오로라헛은 맞춤형 휴가를 위한 새로운 사계절 이글루 하우스보트에 EFOY 연료전지를 사용할 예정입니다. 연료전지는 모든 이글루에 조용하고 친환경적이며 완전 자동화된 전력을 제공합니다.
• 2019년 3월, 플러그 파워(Plug Power)는 수소 기반 연료 전지를 제품 라인업에 추가했습니다. 프로젠(ProGen) 30kW 엔진은 높은 활용률, 긴 주행 ​​거리, 열악한 환경에서의 안정적인 성능, 빠른 연료 공급, 무공해 배출 등 오늘날 전기차(EV)에 필요한 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 프로젠의 업계 선도적인 제품은 OEM(주문자 생산 방식) 업체들이 지속 가능한 연료 전지 동력을 손쉽게 도입할 수 있도록 지원합니다.

연료전지 시장의 세분화 분석

글로벌 연료전지 시장은 유형, 적용 분야 및 지역별로 세분화됩니다.

유형 기반 세분화

• 고체산화물 연료 전지
• 양성자 교환막 연료 전지
• 용융 탄산염 연료 전지(MCFC)
• 인산 연료 전지(PAFC)
• 기타
  • 직접 메탄올 연료 전지(DMFC)
  • 알칼리 연료 전지(AFC)
  • 직접 탄소 연료 전지(DCFC)

애플리케이션 기반 세분화

• 가지고 다닐 수 있는
• 변화 없는
• 수송

지역 기반 세분화

북아메리카

• 미국
• 캐나다
• 멕시코

유럽

• 서유럽
  • 영국
  • 독일
  • 프랑스
  • 이탈리아
  • 스페인
  • 서유럽의 나머지 지역
• 동유럽
  • 폴란드
  • 러시아 제국
  • 나머지 동유럽

아시아 태평양

• 중국
• 인도
• 일본
• 호주 및 뉴질랜드
• 아세안
• 아시아 태평양 지역

중동 및 아프리카(MEA)

• UAE
• 사우디아라비아
• 남아프리카
• MEA의 나머지 부분

남아메리카

• 브라질
• 아르헨티나
• 남아메리카의 나머지 지역