시장 시나리오 

수소 에너지 저장 시장은 2024년에 미화 166억 달러로 평가되었으며, 2025~2033년 예측 기간 동안 CAGR 7.2%로 성장하여 2033년까지 미화 310억 4천만 달러의 시장 가치에 도달할 것으로 예상됩니다.

IEA에 따르면 전 세계 수소 소비량은 다양한 산업 전반에 걸쳐 증가하는 수요를 반영하여 2022년 약 9,500만 톤에 달했습니다. 2021년부터 2022년까지 소비는 3% 증가해 일관된 상승 추세를 나타냈다. 현재 전 세계 수소의 약 55%가 암모니아 생산에 사용되고 정제 공정은 약 25%를 차지합니다. 그러나 중공업 및 장거리 운송 분야에서 수소 에너지 저장 시장의 새로운 적용은 여전히 ​​전 세계 수요의 0.1% 미만을 차지합니다. 흥미롭게도 저배출 수소는 전체 생산량의 1% 미만으로 유지되어 녹색 솔루션의 초기 단계를 보여줍니다. 중국은 2022년에 석탄 유래 수소의 거의 90%를 소비하여 중요한 역할을 했으며, 이는 보다 깨끗한 경로로의 전환의 중요성을 강조했습니다. 수소 충전소의 수도 2014년 전 세계 181개에서 2020년 540개 이상으로 크게 늘었습니다. 이는 수소의 성장을 보여줍니다.

수소 확장을 주도하는 국가 중에서 중국은 2022년 현재 누적 전해조 용량이 거의 1.2GW에 달하며, 추가로 750MW가 건설 중인 국가로 두각을 나타내고 있습니다. 인도는 또한 수소 에너지 저장 시장에서 2030년까지 5Mt의 재생 가능 수소 생산을 목표로 하는 엄청난 목표를 세웠습니다. 한편 멕시코는 녹색 수소 수요가 2030년까지 230킬로톤, 2050년까지 2,700킬로톤으로 급증할 것으로 예상합니다. 이러한 야망은 이러한 야망을 반영합니다. 청정 에너지 전환에서 수소의 역할을 확대하려는 전 세계적인 노력입니다. 전통적인 수소 생산은 화석 연료에 의존하는 경우가 많지만, 새로운 전략은 재생 가능한 자원과 광범위한 사용 가능성에 초점을 맞추고 있습니다. 강력한 공급 경로를 추구하고 첨단 저장 인프라를 구축함으로써 국가들은 탈탄소화를 향한 공동의 움직임을 나타냅니다. 이는 미래의 산업 및 운송 요구 사항을 충족하기 위해 탄소 집약적인 방법을 보다 친환경적인 대안으로 대체하는 데 꾸준한 진전이 있음을 보여줍니다. 그러한 노력은 회복력 있는 변화를 만들어냅니다. 

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생산 시스템의 혁신 목표, 램프 시간 및 효율성 향상

수소 에너지 저장 시장에 대한 현재 기술 벤치마크는 진행 상황과 앞으로의 장애물을 보여줍니다. 수소 생산을 위한 최첨단 전력 소비량은 약 50kWh/kg이며, 2030년에는 이를 48kWh/kg으로 줄이는 것이 목표입니다. 마찬가지로 기존 스토리지 인프라에 대한 자본 비용은 kg/일당 €1,250에 육박하며 2030년까지 kg/일당 €800로 낮추는 것을 목표로 하고 있습니다. 운영 및 유지 관리(O&M) 비용도 면밀히 조사되어 kg당 €50에서 전환되었습니다. 동일한 기간 내에서 kg/일/년당 예상 €35까지. 비용 고려 사항 외에도 시스템 성능도 마찬가지로 중요합니다. 현재 60초의 핫 유휴 램프 시간은 특히 2030년에 설정된 10초 목표를 고려할 때 필요한 개선 사항을 강조합니다. 이러한 효율성 업그레이드를 달성하려면 지속적인 연구와 확장된 산업 협력이 필요할 것입니다. 이러한 목표는 생산의 모든 측면을 최적화하려는 업계의 추진력을 강조합니다.

수소 에너지 저장 시장의 또 다른 중요한 매개변수는 콜드 스타트 ​​램프 시간입니다. 이는 현재 3,600초이며, 2030년까지 300초를 목표로 하고 있습니다. 시스템 성능 저하율은 시스템이 1,000당 0.12%의 효율성 손실을 견디기 때문에 장기적인 생산성에도 영향을 미칩니다. 영업 시간을 향후 목표인 0.1%와 비교한 수치입니다. 기술 향상은 전기분해 셀 전류 밀도까지 더욱 확장되어 10년 내에 현재 0.6A/cm²에서 1.0A/cm²로 이동합니다. 한편, 중요한 원자재 사용량은 잠정적으로 0.6 mg/W로 설정되었지만 이를 완전히 제거하려는 전략적 추진력이 있습니다. 열과 전기를 합친 전체 시스템 에너지 사용량은 현재 64kWh/kg이며 목표는 57kWh/kg입니다. 또한, 천연가스로부터의 균일화된 수소 생산 비용은 0.50~US$ 1.70/kg인 반면, 수소를 고체 형태로 저장하는 비용은 고유량에서 약 US$ 2.1/kg입니다. 발전은 여전히 ​​중요합니다.

비용 요소, 환경 영향 및 주요 생산 경로 벤치마크 확인

수소의 광범위한 영향을 평가할 때 비용 요소는 생태학적 우선순위와 수렴됩니다. 화석 연료를 이용한 전통적인 수소 생산은 수소 1kg당 약 10~14kg의 CO2 등가물을 생성할 수 있는 반면, 청정 생산 전략은 배출량을 크게 줄입니다. 실제로, 수소 에너지 저장 시장에서 탄소 포집이 부족한 방법은 여전히 ​​줄어들지 않는 화석 접근 방식에 비해 방출된 온실 가스를 50~90%까지 줄였습니다. 지속 가능성의 순 이익을 달성하려면 지질 저장 장치를 활용하는 것도 필요하며 비용은 kWh당 약 $0.08입니다. 왕복 효율성은 여전히 ​​지속적인 과제로 남아 있습니다. 수소 저장 시스템은 종종 40% 가까이 등록되는 반면, 리튬 이온 배터리는 90%를 초과합니다. 또한 2050년까지 전기분해를 통해 필요한 모든 수소를 생산하면 연간 1.2기가톤의 CO2를 절약할 수 있어 엄청난 환경적 이점을 얻을 수 있습니다. 해당 부문이 지속적으로 비용 구조를 개선하고 탄소 배출량을 줄인다면 수소는 철강에서 장거리 운송에 이르기까지 다양한 산업을 변화시킬 준비가 되어 있습니다. 지속 가능한 전환에서 수소의 역할을 향상시키는 조치입니다.

수소 에너지 저장 시장의 생산을 넘어 대규모 저장 프로젝트는 수소의 관련성이 높아지고 있음을 강조합니다. Uniper Energy Storage는 최대 17,000갤런의 액체 수소를 보유할 수 있는 SwRI의 현장 능력을 보완하여 2030년까지 작업 용량이 250~600GWh인 소금 동굴을 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다. 시간이 지남에 따라 녹색 수소 생산 비용은 킬로그램당 2달러 미만으로 낮아져 다양한 부문에서 더 쉽게 접근할 수 있을 것으로 예상됩니다. 그러나 블루 수소 운영에서 60%의 탄소 포집률은 단기적인 기후 이점을 15~50%까지 감소시킬 수 있습니다. 미국 에너지부는 수소 시장을 확장하는 데 필요한 자본의 절반이 미드스트림 인프라 및 최종 사용 애플리케이션에 투입되어야 한다고 계산합니다. 이러한 변화와 함께 압축 저장에 대한 재료 에너지 비용은 관리 가능한 상태로 유지되며, 새로운 목표는 전력 소비를 2kWh/kg 줄이는 동시에 열화율을 0.02% 낮추는 것을 목표로 합니다. 상당한 추진력.

전해조 용량, 미래 전망 및 전 세계적으로 떠오르는 수소 저장 애플리케이션

유럽은 수소 에너지 저장 시장에서 청정 에너지 전략의 초석으로 수소를 통합하려는 노력을 강화하고 있습니다. 유럽연합은 2030년까지 40GW의 전해조 용량을 구축하여 생산 능력의 중추적인 확장을 계획하고 있습니다. 산업용 애플리케이션은 특별한 견인력을 보였으며, 이는 2023년에 이 부문이 전체 수소 관련 수익의 40% 이상을 차지했다는 사실에서 입증됩니다. 한편, 탄소가 많은 프로세스를 교체하거나 개조하려는 원동력은 일관된 정책 지원과 강력한 기술 혁신에 달려 있습니다. 비용 절감이 가속화됨에 따라 제조업체는 기존의 화석 기반 공급원료에서 저탄소 수소로 더욱 자신있게 전환할 수 있습니다. 이 새로운 프레임워크는 특히 철강, 화학, 대형 모빌리티 솔루션과 같은 부문과 관련이 있습니다. 대량 채택으로 가는 길에는 효율성과 저장 병목 현상을 극복하는 것이 포함되지만, 정부와 민간 기관 간의 강화되는 협력은 확장 가능하고 안정적이며 친환경적인 수소 기반 시스템의 미래를 나타냅니다. 시너지 효과는 여러 산업 분야에서 수소의 신뢰성을 향상시킵니다.

즉각적인 목표를 넘어 수소 에너지 저장 시장의 성장은 확장 가능한 생산 방법과 강력한 정책 환경에 달려 있습니다. 자본 배분, 기술 혁신, 인프라 구축의 점진적인 변화는 수많은 산업에 혜택을 주는 자립적인 추진력을 창출할 수 있습니다. 운송 차량의 녹색 수소부터 재료 합성의 첨단 애플리케이션에 이르기까지 차세대 솔루션은 탈탄소화 과제와 함께 비용 경쟁력을 통합할 것입니다. 포괄적인 접근 방식은 수소의 글로벌 잠재력을 실현하기 위해 저장 신뢰성, 효율성 임계값 및 국경 간 협력을 해결해야 합니다. 파일럿 시설이 본격적인 프로젝트로 발전함에 따라 이 에너지 벡터의 신뢰성이 높아져 추가 투자를 유치하고 새로운 연구에 박차를 가할 것입니다. 이미 수소가 다른 재생 에너지를 보완하여 전반적인 에너지 탄력성을 증폭시키는 미래를 가리키는 징후가 있습니다. 전략적 이해관계자의 이익을 조정함으로써 수소는 경제적 활력과 환경 관리 기회를 모두 제공하는 전 세계 에너지 시스템의 결정적인 구성 요소가 될 수 있습니다. 공동의 노력으로 수소의 우위가 강화됩니다.

부분 분석 

기술별 

압축 기술은 고도로 정교한 장비나 극한의 작동 조건 없이 생산부터 활용까지 직접적인 경로를 제공하기 때문에 거의 42%의 시장 점유율을 차지하며 수소 에너지 저장 시장을 계속해서 선도하고 있습니다. Winterthur의 Burckhardt Compression과 같은 공급업체의 기계식 압축기는 일반적으로 수소를 최대 500 또는 600bar까지 가압하여 "효율적인 저장을 위한 수소 가스 압축: 에너지 균형 및 밀도 증가"에서 강조된 바와 같이 가스 파이프라인 및 지하 저장 동굴과 같은 기존 인프라에 더 쉽게 통합할 수 있습니다. ” 이 압축기를 사용하면 Howden 및 Atlas Copco를 포함한 에너지 회사가 수소 서비스용 표준 천연가스 장비를 개조하여 기존에 비해 자본 지출을 최소화할 수 있습니다. 극저온 또는 화학 기반 대안. 고정식 및 자동차 응용 분야를 조사한 검토에 따르면 압축은 대규모 프로젝트, 특히 정유소 또는 화학 공정과 관련된 기술적인 장애물이 적은 경우가 많습니다. 이러한 강력한 채택을 뒷받침하는 핵심 동인은 산업용 가스 처리 분야에서 수십 년 동안 확립된 운영 신뢰성입니다. 

Shell의 Pernis 정유소와 같은 시설에서는 수소화 분해 작업을 위해 수소를 이동시키기 위해 대형 왕복 압축기를 통합했으며, 압축 기반 솔루션이 시간당 수천 입방미터를 초과하는 흐름을 안정적으로 관리하는 방법을 보여줍니다. 또한, 수소 에너지 저장 시장의 가압 저장은 수소가 재생 가능 에너지로부터 간헐적으로 생산될 때 간단한 로드 밸런싱을 제공합니다. 전기화학 압축기 또는 이온성 액체 피스톤과 같은 고급 시스템이 개발 중이지만 기존의 기계적 압축은 민첩한 램프업, 입증된 안전 조치 및 예측 가능한 성능을 위한 시장 표준으로 남아 있습니다. 이러한 요소들은 종합적으로 압축 기술이 성숙하고 확장 가능한 솔루션을 요구하는 다양한 부문에 걸쳐 수소 저장 분야에서 강력한 지배력을 유지하도록 보장합니다.

물리적 상태별

주로 금속 수소화물 또는 흡착 재료에서 거의 42%의 시장 점유율을 차지하는 고체 수소 저장 장치는 상대적으로 낮은 압력에서 수소를 저장하여 안전성과 부피 밀도를 향상시키는 독특한 능력으로 인해 수소 에너지 저장 시장에서 큰 주목을 받았습니다. 미국 산디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)와 일본 산업기술종합연구소(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) 등의 연구실에서 안정적인 수소화물을 형성하여 결정 격자 내에 수소를 가둘 수 있는 독점 합금을 개발했습니다. 압축은 일반적으로 자동차 연료 공급을 위해 350 또는 700bar 시스템을 사용하지만 고체 시스템은 경쟁력 있는 저장 용량을 달성하면서 10bar에 가까운 압력에서 작동할 수 있습니다. 이러한 보다 안전한 저압 프로필 덕분에 백업 전원 장치나 휴대용 연료 전지 장치와 같은 특수 산업 및 틈새 응용 분야에 특히 적합합니다.

이 기술의 매력이 커지고 있는 것은 BASF 및 Fraunhofer Institute와 같은 조직에서 개발한 금속-유기 프레임워크와 같은 흡수성 물질의 지속적인 개선에도 기인합니다. 수소 에너지 저장 시장의 이러한 프레임워크는 높은 흡착 용량을 나타내어 수소를 보다 효율적으로 보유할 수 있습니다. 수소 저장 기술 개요에서 보고된 바와 같이, 이러한 재료는 과도한 가열이나 냉각 없이 수소 잠금 및 해제 프로세스를 관리할 수 있는 거의 주변 온도 작동에 대해 테스트되고 있습니다. 고압의 위험을 줄이려는 산업 사용자 따라서 실린더는 표준화된 리필 프로토콜을 갖춘 금속 수소화물 카트리지를 채택하기 시작했습니다. 시스템 무게와 충전 시간이 여전히 과제로 남아 있음에도 불구하고 고급 구성의 지속적인 발전으로 고정 장치 및 특정 운송 차량에 대한 솔리드 스테이트 솔루션의 적응성이 높아질 수 있습니다. 

애플리케이션 별 

2024년에는 그리드 안정화 및 청정 백업 전력에 대한 관심이 높아짐에 따라 고정형 전력 솔루션이 수소 에너지 저장 시장을 지배할 것으로 예상됩니다. E.ON이 서비스를 제공하는 독일의 일부 지역과 같이 재생 가능 에너지가 많은 지역은 태양 복사량이 높거나 풍력 출력이 강한 기간 동안 심각한 과잉 발전 문제에 직면합니다. 청정 전력을 줄이는 대신 유틸리티에서는 잉여 전기를 수소를 생성하는 전해조로 전환한 다음 나중에 연료 전지나 터빈을 통해 전기로 변환하기 위해 압축하고 현장에 저장합니다. 수소 저장과 변동하는 재생 가능 에너지 사이의 이러한 시너지 효과는 문구류 전력 지배력의 핵심을 형성하며, 미래 전망 발전을 탐색하는 수소 에너지 시스템에 대한 리뷰에서 언급되었으며 확장된 백업 작업을 위한 강력한 연료 전지 모듈도 지원합니다. 

Ballard Power Systems와 같은 회사는 디젤이 없는 대안을 모색하는 데이터 센터 또는 원격 사이트에 멀티 메가와트 출력을 제공할 수 있는 PEM 기반 고정 장치를 판매했습니다. 콜로라도에 있는 국립 재생 에너지 연구소의 실험실 데이터에 따르면 이러한 시스템은 탄소 배출을 생성하지 않고 며칠 동안 방전할 수 있습니다. 캘리포니아 연료전지 파트너십(California Fuel Cell Partnership)에 의해 촉진된 캘리포니아 프로젝트를 포함하여 수소 에너지 저장 시장의 다양한 시범 프로젝트는 수소 밸런싱을 통합하여 마이크로그리드 및 공공 시설에서 지속적인 공급을 보장합니다. 탄소 배출량 감소를 위한 정부 인센티브 프로그램과 기업 서약으로 뒷받침되는 수소 기반 고정형 전력 솔루션은 안정적인 독립형 성능, 모듈식 확장성 및 연료 보급 용이성을 통해 다른 애플리케이션을 능가할 수 있습니다. 디지털 경제에서 백업 용량에 대한 긴급한 필요성을 고려할 때 고정 전력은 수소 에너지 저장 구현 및 성장에서 최고의 자리를 차지할 것으로 보입니다.

최종 사용자별

48%의 시장 점유율을 가진 산업 사용자는 지속적이고 중단 없는 수소 공급에 대한 엄청난 일일 요구량으로 인해 수소 에너지 저장 시장을 지배하고 있습니다. 텍사스의 ExxonMobil Baytown과 같은 주요 정유소는 수소를 수소화분해 및 탈황 장치에 통합하여 국제 유황 규정을 충족하는 청정 연료 생산 공정을 보장합니다. BASF 및 Air Liquide와 같은 화학 생산업체도 마찬가지로 메탄올을 포함한 기본 화학 공급원료를 합성하기 위해 대량의 수소에 의존합니다. 그리고 암모니아. 이러한 막대한 처리량 수요를 고려할 때 압축 가스 탱크, 파이프라인 네트워크 또는 대규모 지하 동굴을 통한 현장 수소 저장은 외부 공급 변동에 관계없이 생산 라인이 최소한의 중단에 직면하도록 보장합니다.

정제 및 화학 합성 외에도 철강 산업 및 전자 제조도 수소 에너지 저장 시장의 성장을 주도합니다. 티센크루프(ThyssenKrupp)와 같은 철강 제조업체는 용광로에서 탄소 배출을 줄이기 위해 수소 기반 직접 환원 공정을 연구하고 있으며 이에 따라 강력한 저장 솔루션에 대한 필요성이 더욱 증폭되고 있습니다. 반도체 제조를 위해 초순수 수소를 찾고 있는 일본의 거대 전자업체들은 순도 문제나 파이프라인 중단을 방지하기 위해 정기적으로 며칠분의 비축량을 저장합니다. 이러한 시설은 24시간 내내 운영되는 경우가 많기 때문에 현장에서 압축 또는 액화 수소 형태로 버퍼를 유지하는 것이 중요합니다. 대량의 일관된 수소 흐름에 대한 이러한 의존은 산업 소비자를 가장 무거운 스토리지 채택자로 확고히 합니다. Shell 또는 Sinopec 정유소의 대규모 가스 압축 스키드부터 시험 제철소의 통합 금속 수소화물 시스템에 이르기까지, 산업체는 중요한 공정을 유지하기 위해 하루에 수만 입방미터를 처리할 수 있는 기술에 의존합니다. 결과적으로 이러한 부문은 전 세계 수소 에너지 저장 사용 사례에서 계속해서 가장 큰 비중을 차지하고 있습니다.

지역분석 

아시아 태평양 지역은 밀집된 산업 클러스터, 정부 지원 이니셔티브, 빠르게 확장되는 제조 기반에 힘입어 36% 이상의 시장 점유율을 차지하는 최대 수소 에너지 저장 시장으로 부상했습니다. 특히 중국은 다양한 대규모 프로젝트를 추진해 두각을 나타내고 있다. Sinopec은 현재 일일 대량의 수소에 의존하는 정유소와 석유화학 단지를 수용하면서 400km가 넘는 광범위한 수소 파이프라인 네트워크를 관리하고 있습니다. 이 파이프라인 인프라는 중국 국가발전개혁위원회가 계절적 공급 변동을 완화하기 위해 지원하는 전략인 신장 근처의 고갈된 유전에 압축 수소 저장을 위해 적용될 수 있습니다. 한편, Dalian Institute of Chemical Physics와 같은 조직에서는 새로운 고체 저장 기술을 탐구하기 위해 고급 수소화물 재료를 개발합니다. 이러한 현지화된 R&D 노력은 지난해 광둥성과 산둥성을 포함한 여러 지역의 수소 탐사를 위해 수백억 위안에 달하는 직접적인 정부 자금 지원에 의해 촉진되었습니다.

중국의 영향력은 국내 시장과 수출 시장 모두에 비용 효율적인 압축 팀과 전해조를 제공하는 강력한 국내 제조업체에 의해 증폭됩니다. CIMC Enric과 같은 회사는 단위당 수백 킬로그램의 수소를 저장할 수 있는 고압 탱크와 컨테이너를 공급하여 산업용 수소 사용에 대한 진입 장벽을 낮춥니다. 국영 페트로차이나(PetroChina)는 전력-수소 허브에 막대한 투자를 하여 내몽고 전역의 풍력 또는 태양광 발전소를 그리드 규모 연료 전지 발전기에 공급하는 현장 수소 저장 장치와 연결합니다. 이를 석탄 의존도를 줄이기 위한 국가 우선순위와 결합하면 수소의 신속한 채택을 위한 비옥한 환경이 조성됩니다. 일본의 Kawasaki Heavy Industries가 호주와 일본 사이에 액화 수소 운반선을 배치하여 이 지역을 수소 무역의 글로벌 중심지로 굳건히 하는 지역 공급 루프를 형성함에 따라 수소 에너지 저장 시장에서 아시아 태평양 지역의 지배력은 중국을 넘어 확장되었습니다. 이러한 서로 연결된 정책, 제조 역량 및 인프라 확장으로 인해 아시아 태평양, 특히 중국이 수소 에너지 저장 혁신 및 규모의 정점에 서게 되었습니다.

수소 에너지 저장 시장의 상위 기업

• 에어리퀴드
• 에어 프로덕츠 주식회사
• 커민스 주식회사
• 엔지
• 엑슨모빌
• Hbank Technologies Inc.
• 하이존모터스
• ITM 파워
• 이와타니 주식회사
• 린데 PLC
• 메서 그룹
• Nedstack 연료 전지 기술 BV
• 넬 ASA
• 스틸헤드 복합재 주식회사
• 총 에너지
• 워싱턴 산업 주식회사
• 다른 저명한 플레이어

시장 세분화 개요:

기술별

• 압축
• 액화
• 재료 기반

물리적 상태별

• 단단한
• 액체
• 가스

애플리케이션 별

• 고정 전력
• 운송

최종 사용자별

• 주거용
• 산업용
• 광고

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 서유럽의 나머지 지역
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
    • 나머지 동유럽
• 아시아 태평양
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