보고서 요약(국문)
시장 개요
글로벌 녹색 수소 시장은 2021년 XX백만 달러 규모에 도달했으며, 예측 기간(2022~2029년) 동안 연평균 20.9%의 성장률을 기록하며 2029년에는 XX백만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
전기분해는 전류를 이용하여 물에서 산소와 수소를 분리하는 기술로, 녹색 수소를 생산하는 여러 기술 중 하나입니다. 또한, 바이오가스는 수소 분리, 수성가스 전환 반응, 바이오가스 개질을 포함하는 다단계 공정을 통해 지속 가능한 자원인 녹색 수소로 전환될 수 있습니다. 녹색 수소는 범용적이고 가벼우며 반응성이 높아 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 녹색 수소는 철강, 화학과 같은 산업과 해운 및 운송과 같은 사업에서 연료 및 원자재로 사용되어 탈탄소화에 기여할 수 있습니다. 또한 화석 연료를 대신하여 전기를 생산하고 재생 에너지를 저장하는 데 사용될 수 있습니다. 가스 터빈은 녹색 수소와 암모니아를 사용하여 전력 수요 및 공급 변동을 제어할 수도 있습니다.
시장 동향
운송 산업에서 친환경 수소의 사용이 증가하는 것이 세계 친환경 수소 시장의 주요 성장 동력입니다. 그러나 제조 공정, 운송 및 저장과 관련된 제약은 시장의 주요 제약 요인이 될 수 있습니다.
운송 산업에서 친환경 수소 사용 증가
친환경 수소는 도시 지역의 대기 오염 감소 및 대기 중 이산화탄소 배출량 감소와 같은 수많은 환경적 이점 덕분에 운송 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 운송 산업은 온실가스 배출량과 도시 대기 오염의 거의 25%를 차지합니다. 모빌리티 부문에서 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경 수소는 에너지 효율적이고 탈탄소화된 시스템을 위한 유망한 접근 방식입니다.
세계는 탄소 중립 목표를 향해 나아가는 방식을 바꾸고 있습니다. 운송 부문에서는 연료 전지 또는 내연 기관에 수소를 직접 사용하는 차량을 개발하고 있습니다. 수소 동력 지게차는 이미 개발되어 유럽, 아시아 및 북미의 일부 산업 분야에서 사용되고 있습니다.
특히 아시아 태평양 지역, 북미 및 유럽에서 연료 전지 기반 전기 자동차와 버스의 인기가 높아짐에 따라 친환경 수소에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 유럽연합(EU)은 수소 연료전지 차량에 수소를 공급하기 위해 2030년까지 약 5,000개의 수소 충전소를 구축하고, 총 261만 5천 톤 규모의 친환경 수소를 생산할 계획입니다.
미국은 2017년부터 수소 연료 인프라 및 개발에 매년 1억 5천만 달러를 투자해 왔습니다. 또한 유럽과 아시아 정부들은 수소 연료 생산에 매년 20억 달러 이상을 투자하고 있습니다.
중국은 2023년까지 수소 동력 운송 수단에 2,170억 달러 이상을 투자하겠다고 약속했습니다. 인도 과학기술부의 한 고위 자문관에 따르면, 친환경 수소와 전기 자동차로의 전환은 인도가 2070년까지 탄소 중립을 달성하는 데 매우 중요하며, 운송은 이러한 전환이 중요한 분야 중 하나입니다.
제조 공정, 운송 및 저장과 관련된 제약 사항
제조 공정을 경제적이고 상업적으로 실현 가능하게 만드는 것이 이 과정에서 가장 어려운 과제입니다. 인도를 비롯한 많은 국가들이 국가 수소 프로그램을 발표했지만, 전기분해와 같은 여러 생산 공정이 여전히 시범 단계에 머물러 있기 때문에 대규모 상용화 방안을 아직 확정하지 못했습니다.
게다가 친환경 수소는 일반 수소보다 초기 생산 비용이 평균적으로 더 높습니다. 저장 및 운송 인프라 부족으로 이러한 어려움은 더욱 가중됩니다. 발전소 건설에 드는 고정 비용은 문제 해결의 절반에 불과하며, 친환경 수소 운송에는 재정적, 안전상의 문제가 여전히 남아 있습니다. 경영진은 전략적 운송 계획 수립 과정에서 두 가지 유형의 불확실성에 직면하게 됩니다. 첫째, 과거 데이터 부족으로 모델의 수많은 매개변수 값을 정확하게 예측하는 것이 불가능했습니다.
둘째, 복잡한 네트워크 설계 문제로 인해 경영진과 의사결정권자는 모델의 구체적인 제약 조건을 명시할 수 없습니다. 친환경 수소 공급망의 제약 조건에 유연성이 요구됨에도 불구하고, 이러한 유연성이 모델 수립에 미치는 영향을 연구한 사례는 아직 없습니다. 이러한 불확실성은 결과의 신뢰성을 크게 저해하고, 운송 네트워크의 대응력을 약화시키며, 고객 수요에 대한 불만을 증가시킬 가능성이 있습니다.
COVID-19 영향 분석
전 세계적으로 수소 연료 전지 차량의 출시 및 판매가 급증하면서 친환경 수소 가스 수요가 증가하고 있습니다. 예를 들어, 호주의 H2X는 2020년 6월 12일에 수소 연료 전지 차량(FCEV) 생산 계획을 발표했으며, 이 차량에는 이코노미 트럭부터 트랙터, 승용차 등 대형 차량까지 다양한 차종이 포함될 예정입니다. 현재 금속, 유리, 제약 등 여러 제조 산업에서 연료용 수소를 충분히 공급받고 있어 친환경 수소 가스 수요는 안정적인 추세를 보이고 있습니다.
새로운 수소 기반 차량 출시와 수소 충전소 수요 급증으로 연료로서의 수소 수요가 증가하고 있습니다. 예를 들어, 호주의 전력 공급업체인 Origin Energy는 2020년 11월 27일에 호주에 약 300MW 규모의 수소 전해조와 바이 배터리를 설치하여 수소 생산을 가속화할 계획을 발표했습니다. 이처럼 여러 주요 기업들이 수소 관련 프로젝트에 투자함에 따라 수요는 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 수소 기술에 대한 투자를 직접적으로 장려하는 정책을 시행하는 국가의 수와 대상 산업 분야의 수가 증가하고 있습니다. 현재 수소를 직접적으로 지원하는 약 50개의 목표, 의무 사항 및 정책 인센티브가 마련되어 있으며, 대부분은 운송 부문에 초점을 맞추고 있습니다.
예를 들어, 2020년 10월 23일 호주 캔버라 정부는 아시아 재생에너지 허브(AREH)에 360억 달러 규모의 프로젝트를 승인하여 대규모 수소 및 재생에너지 프로젝트를 신속하게 추진하도록 했습니다. 따라서 현재 아시아 태평양 지역의 수소 전해조 수요는 주요 기업과 정부 당국의 수소 기술 관련 대규모 투자 및 프로젝트 증가에 힘입어 안정적으로 유지되고 있습니다. 코로나19 팬데믹 기간 동안 수소 수요 감소로 인해 친환경 수소 가스 가격은 소폭 하락했습니다. 호주 정부는 수소 관련 기술 인프라 개발에 막대한 투자를 할당하여 수소 생산 총비용을 절감할 계획입니다. 에나프터(Enapter) 사의 수소 전해조를 이용한 수소 생산 비용은 2019년 기준 kg당 7.6달러 미만이며, 이 회사는 2020년에서 2030년 사이에 kg당 약 1.6달러까지 비용을 절감하는 것을 목표로 하고 있습니다.
또한, 수소 기술에 대한 정부 지원 및 정책은 수소 생산 비용을 낮추는 데 기여할 수 있습니다. 예를 들어, 호주 정부는 2019년 국가 수소 전략을 발표했는데, 이 전략은 수소 생산 비용을 kg당 1.48달러(호주 달러 2달러 미만) 이하로 낮추는 것을 목표로 합니다.
세분화 분석
글로벌 친환경 수소 시장은 기술, 재생 가능 에너지원, 응용 분야, 최종 사용자 및 지역별로 분류됩니다.
필요한 구성과 크기로 모든 응용 분야에 맞춤형 실내 수소 솔루션을 제공하는 소형 알칼리 플랫폼을 통해 비용 효율성을 제공하는 첨단 기술의 출시가 증가하고 있습니다.
알칼리 전해조는 수소 생산을 위한 전해질로 수산화칼륨 및 수산화나트륨 용액을 사용합니다. 알칼리 전해조는 전해액에 삽입된 두 개의 전극으로 구성되며, 충분한 전압이 공급되면 화학 반응이 일어납니다. 이 반응으로 물 분자는 양극에서는 OH⁻ 이온으로, 음극에서는 H₂ 분자로 분리됩니다.
알칼리 전해조에 대한 수요는 비용 효율성이 뛰어난 소형 알칼리 플랫폼이 점차 출시되면서 증가하고 있으며, 이러한 플랫폼은 필요한 구성과 크기로 모든 용도에 맞는 맞춤형 실내 수소 솔루션을 제공합니다. 예를 들어, 2019년 7월 11일 Nel ASA는 A1000 알칼리 수소 전해조를 출시했습니다. 이 제품은 하루 약 2톤의 수소 생산 용량을 가진 중형 전해조입니다. A1000 알칼리 수소 전해조는 업계를 선도하는 A-Range 대기압 알칼리 플랫폼을 기반으로 제작되었습니다. 용량은 600~970 Nm³/hr이며, 고객 요구에 따라 유연하게 확장할 수 있습니다.
수소 생산용 전해조 개발을 위한 정부의 적극적인 지원과 자금 투입 증가, 그리고 개발 프로젝트의 급증은 알칼리 전해조 시장을 활성화시켰습니다. 예를 들어, 2020년 4월 17일 아사히 카세이(Asahi Kasei)는 일본 아시마 수소 에너지 연구 지역에 수소를 공급하기 위해 세계 최대 규모인 10MW급 알칼리 수소 전해조를 가동하기 시작했습니다. 이 시스템은 일본 나도(Nado) 신에너지 산업기술개발기구의 기술 개발 프로젝트로 후쿠시마현 후타바시 나미에에 위치한 수소 에너지 연구 지역에 설치되었습니다. 이 알칼리 수소 전해조는 시간당 1200Nm³의 수소를 생산할 수 있습니다.
또한, 화석 연료 부족과 석유, 석탄 등 화석 연료 수입을 최소화하기 위한 정부의 신재생 에너지 프로젝트 투자 증가로 인해 개발도상국에서 알칼리 수소 전해조의 사용이 증가하고 있습니다. 예를 들어, 2016년 일본의 석유, 석탄, 액화천연가스 등 화석 연료 수입량은 약 89% 증가하여 일본이 세계 3위의 석탄 수입국이 되었습니다. 이는 이 지역의 알칼리 전해조 시장에 막대한 수요를 창출했습니다.
또한, 주요 제조업체들의 수소 전해조 출시 및 개발과 정부의 지원 및 자금 조달이 맞물려 전 세계적으로 알칼리 전해조 시장의 성장을 위한 막대한 수요를 만들어냈습니다.
예를 들어, 2021년 7월 현대자동차와 기아는 캐나다의 수전해 기술 전문 기업인 넥스트 하이드로젠 솔루션즈의 자회사 넥스트 하이드로젠 코퍼레이션과 양해각서를 체결하여 저렴하고 깨끗한 수소 생산을 통해 글로벌 수소 사회를 구현하기 위한 노력을 강화했습니다. 이 협약에 따라 양사는 경제적인 친환경 수소 생산을 위한 알칼리 수전해 시스템¹ 및 관련 스택을 공동 개발하고 새로운 사업 및 기술적 잠재력을 탐구할 예정입니다.
2021년 12월, ABB는 노르웨이에 본사를 둔 수소 플랜트 회사인 HydrogenPro와 세계 최대 규모의 단일 스택 고압 알칼리 전해조에 필요한 전기 장비를 공급하는 계약을 체결했습니다. 이 시스템은 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분해하는 방식으로 수소를 생산합니다. 2022년 완전 가동 시, 노르웨이 헤리아에 특별히 건설된 시험장에서 시간당 1,100 표준 입방미터(Nm³/h)의 친환경 수소를 생산할 수 있게 됩니다.
지리적 분석
정부 및 민간 투자, 높아지는 인식 및 친환경 수소의 환경친화적 특성
미국은 주로 비료, 화학 제품 및 화석 연료 정제를 위해 연간 약 1,140만 톤의 수소를 생산합니다. 미국 걸프만 지역은 이러한 생산량을 처리할 수 있는 인프라를 갖추고 있습니다. 그러나 대부분은 천연가스에서 이산화탄소를 방출하는 방식으로 생산되는 "회색 수소"입니다. 이산화탄소 배출량을 획기적으로 줄여 이른바 '블루 수소'를 생산하기 위해 일부 화석 연료 및 가스 제조업체들은 이러한 발전소에 탄소 포집 및 저장 시스템을 설치할 것을 제안했습니다. 그러나 청정에너지 및 기후변화 옹호자들은 블루 수소 생산 방식이 천연가스 사용을 확대할 수 있다고 우려합니다. 천연가스는 대기 중으로 방출될 경우 강력한 온실가스이기 때문입니다.
탄소 배출이 없는 대안으로는 재생 가능한 전기를 이용해 물 분자를 수소와 산소로 분해하는 전해조를 가동하여 생산하는 '그린 수소'가 있습니다. 철강, 시멘트, 해운, 항공 등 탈탄소화가 어려운 산업에서 화석 연료를 대체할 수 있을 것으로 기대됩니다. 북미 그린 수소 시장은 2019년 이후 엄청난 성장을 기록했으며, 정부 및 민간 투자, 인식 제고, 그리고 그린 수소의 친환경성 덕분에 기하급수적으로 성장할 것으로 예상됩니다. 만약 과거 천연가스 저장 시설 개발업체였던 기업과 캐나다의 주요 에너지 인프라 개발업체가 추진하는 계획이 순조롭게 진행된다면 어떨까요? 이 경우 미국은 2025년까지 최대 규모의 친환경 수소 허브를 가동할 수 있을 것으로 예상됩니다. 독일 대기업인 티센크루프(Thyssenkrupp)는 북미에서 기록적인 규모의 친환경 수소 생산 산업 시설 건설을 위한 EPC 계약을 체결했습니다.
또한, 하이 스토어 에너지(Hy Stor Energy)는 2021년 10월 유럽의 유사 프로젝트 규모에 필적하는 친환경 수소 생산 및 처리 플랜트 건설 계획을 발표했습니다. 이 프로젝트의 초기 단계에서는 연간 11만 톤의 친환경 수소를 생산하고 2025년까지 7만 톤 이상을 지하 소금 동굴에 저장할 수 있을 것으로 예상됩니다.
경쟁 환경
글로벌 친환경 수소 시장은 빠르게 성장하고 있으며, 지멘스 에너지(Siemens Energy AG), 도시바 에너지 시스템즈 앤 솔루션즈(Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation), 린데(Linde AG), 에어 리퀴드(Air Liquide), 넬(Nel ASA), 커민스(Cummins Inc.), 에어 프로덕츠(Air Products Inc.), H&R 그룹(H&R GROUP), 네이션 시너지 수소(Nation Synergy Hydrogen), 함부르크(Hamburg) 등 주요 업체들의 존재로 경쟁이 더욱 치열해지고 있습니다. 시장은 세분화되어 있으며, 시장 참여자들은 경쟁 우위와 인지도를 확보하기 위해 합병, 인수, 신제품 출시, 기여 및 협력과 같은 시장 전략을 활용합니다.
Siemens Energy AG
개요: Siemens Energy Global은 지속 가능한 세상을 지원하는 데 주력하는 첨단 기술 제공업체입니다. 회사의 솔루션, 제품 및 서비스 포트폴리오는 발전, 에너지 기술, 탈탄소화, 산업 응용 분야, 전력 전송, 녹색 수소 생산, 에너지 저장 시스템 및 재생 에너지 기술을 포함합니다.
이 회사는 90개국 이상에 진출해 있습니다. 에너지 기술 포트폴리오에는 수소, 가스 및 증기 터빈으로 작동하는 하이브리드 발전소와 발전기 및 변압기가 포함됩니다. 2020년 10월 27일, Siemens Gas and Power는 사명과 사업장 주소를 Siemens Energy Global로 변경했습니다.
제품 포트폴리오:
• 고성능 가스 터빈: 고성능 가스 터빈 엔진은 견고하고 적응성이 뛰어나 대형 단상 또는 복합 사이클 발전소에 이상적입니다. 피크 부하, 중간 부하, 기저 부하 및 열병합 발전에 사용할 수 있습니다. 당사의 광범위한 검증 및 테스트 역량은 고객에게 큰 이점을 제공합니다. 모든 엔진은 상용 테스트를 거쳐 탁월한 효율성을 보장합니다.
주요 개발 사항:
• 2020년 8월 19일, 지멘스 에너지 글로벌은 중국에서 최초의 메가와트급 친환경 수소 생산 프로젝트를 시작했습니다. 지멘스 에너지 글로벌과 중국전력국제개발유한공사(China Power)의 자회사인 베이징 친환경 수소 기술 개발 유한회사는 협력 계약을 체결하고 중국 베이징 옌칭구에 위치한 수소 충전소에 수소 생산 시스템을 공급하기로 했습니다.
보고서 구매 이유:
• 기술, 재생 에너지원, 응용 분야, 최종 사용자 및 지역별 글로벌 친환경 수소 시장 세분화를 시각화하고 주요 상업 자산 및 기업을 파악하기 위함입니다.
• 시장 동향 및 공동 개발 분석을 통해 글로벌 친환경 수소 시장의 사업 기회를 식별하기 위함입니다.
• 4개 부문으로 세분화된 친환경 수소 시장에 대한 다양한 데이터가 포함된 엑셀 데이터 시트.
• 심층적인 시장 조사 및 질적 인터뷰를 바탕으로 명료하게 정리된 시장 분석 자료가 담긴 PDF 보고서.
• 주요 시장 참여자들의 핵심 제품을 모두 포함하는 제품 맵핑 자료를 엑셀 파일로 제공합니다.
글로벌 녹색 수소 시장 보고서는 약 69개의 표, 72개의 그림, 그리고 거의 282페이지 분량으로 구성됩니다.
제품 대상 고객 (2023년 기준)
• 제조업체/구매자
• 산업 투자자/투자 은행가
• 시장 조사 전문가
• 신흥 기업