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										 세계의 연료전지 시장 전망(-2030년) : 제품별, 공급원별, 용도별, 지역별, 지역별 분석Fuel Cell Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Product, Source, Application and By Geography | ||||||
Stratistics MRC에 따르면, 세계 연료전지 시장은 2024년 97억 1,000만 달러에 이르고, 예측 기간 동안 32.2%의 연평균 복합 성장률(CAGR)로 성장하여 2030년에는 517억 3,000만 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
연료전지는 산화제(보통 공기 중의 산소)와의 반응을 통해 연료의 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 전기화학 장치입니다. 연료를 연소시켜 열을 발생시키고 그 열을 전기로 변환하는 기존의 연소 엔진과 달리 연료전지는 더 적은 배기가스를 배출하면서 더 효율적으로 작동합니다. 연료전지는 자동차 동력원에서부터 중요 인프라의 백업 전원에 이르기까지 다양한 용도로 사용되고 있습니다.
미국 국제에너지기구의 'Global Energy Review, 2021-Analysis'에 따르면 2021년 유럽연합(EU)의 CO2 배출량은 2.4% 감소할 것으로 분석되며, EU는 2010년 이후 연평균 약 3%의 개선률을 보이고 있습니다. 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2022년 기준 연료전지차 보급량은 1만 5,200대입니다.
청정 에너지에 대한 수요 증가
기후 변화와 대기오염에 대한 우려가 커지면서 온실가스 배출을 줄일 수 있는 지속가능한 에너지 솔루션에 대한 기대가 높아지고 있습니다. 전기화학 반응을 통해 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 연료전지는 이러한 전환의 핵심 기술로 떠오르고 있습니다. 고효율, 저배출의 발전이 가능한 연료전지는 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 매력적인 기술입니다. 재료, 설계 및 제조 분야의 혁신은 성능을 개선하고 비용을 절감하며, 운송에서 고정식 발전까지 다양한 응용 분야에서 실현 가능성을 높이고 있습니다.
규제 및 정책의 불확실성
규제 및 정책의 불확실성은 연료전지 기술의 발전과 보급에 큰 걸림돌이 되고 있습니다. 깨끗하고 효율적인 에너지 솔루션을 제공하는 연료전지는 지역마다 다른 규제와 일관성 없는 정책으로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 정부 및 규제 기관의 기준과 인센티브가 서로 다른 경우가 많으며, 이러한 단편적인 상황으로 인해 투자와 개발이 복잡해지고 있습니다. 예를 들어, 보조금 이동과 배출 기준 변경은 연료전지 제조업체와 투자자의 장기적인 계획에 혼란을 줄 수 있습니다. 또한, 통일된 규제 프레임워크가 없기 때문에 연료 충전소 등 보급에 필요한 연료전지 인프라 구축이 지연될 수 있습니다. 이러한 불확실성은 이해관계자들의 신뢰를 떨어뜨리고 연료전지 기술의 상용화를 지연시킬 수 있습니다.
인프라 구축
수소를 청정 에너지원으로 사용하는 연료전지의 보급을 위해서는 수소 생산, 저장 및 유통 인프라에 대한 투자가 필수적입니다. 연료 충전소 및 파이프라인을 구축하면 연료전지 자동차 및 기타 용도로 수소를 쉽게 이용할 수 있습니다. 또한, 전기분해 및 수증기 메탄 개질과 같은 제조 기술의 발전은 수소 생산 효율을 향상시키고 비용을 절감할 수 있습니다. 인프라 구축은 기술 혁신에 필요한 자원과 시설을 제공함으로써 연구개발을 지원할 것입니다. 인프라가 확대되고 통합되면 연료전지 기술 도입 장벽이 낮아져 기존 에너지원에 대한 보다 현실적이고 매력적인 대안이 될 수 있습니다.
수소를 연료로 사용하는 경우의 저장 문제
수소 연료전지는 수소 연료전지의 보급을 가로막는 큰 저장 문제에 직면해 있습니다. 수소는 가장 가볍고 작은 분자이기 때문에 효과적인 저장을 위해서는 고압 탱크와 극저온이 필요하며, 이는 비용과 복잡성을 수반합니다. 상온에서 수소의 밀도는 매우 낮기 때문에 실용적인 부피로 저장하려면 고압(최대 700bar)으로 압축하거나 극저온(-253℃)으로 냉각해야 합니다. 고압 탱크는 비싸고 극압을 견딜 수있는 견고한 재료가 필요하며 극저온 저장을 위해서는 에너지 집약적 인 냉동 공정이 필요합니다.
코로나19는 연료전지 산업에 큰 영향을 미쳐 공급망과 수요를 모두 혼란에 빠뜨렸습니다. 많은 공장과 생산 라인이 일시적으로 가동을 중단하거나 효율을 낮추었고, 공장 가동 중단과 사회적 거리두기 조치로 인해 생산이 지연되고 생산능력이 감소했습니다. 팬데믹으로 인한 경기 침체는 기업과 정부가 장기적인 에너지 프로젝트보다 당장의 의료 및 경제 회복을 우선시함에 따라 연료전지를 포함한 신기술에 대한 투자를 감소시켰습니다. 그러나 이 위기는 또한 지속 가능한 복구와 탄소 배출량 감소에 대한 전 세계의 초점이 이동함에 따라 연료전지를 포함한 친환경 기술에 대한 관심을 가속화했습니다.
예측 기간 동안 인산형 연료전지 분야가 가장 큰 분야가 될 것으로 예상됩니다.
인산형 연료전지 분야는 예측 기간 동안 가장 큰 성장세를 보일 것으로 예상되며, PAFC는 인산을 전해질로 사용하며 비교적 높은 온도(150-200℃)에서 작동합니다. 이 고온은 수소연료 내 불순물에 대한 내성을 향상시켜 저온 연료전지에 비해 발전 효율이 높습니다. 최근 추세는 소재와 촉매를 개선하여 PAFC의 내구성과 성능을 향상시키는 데 초점을 맞추고 있으며, 이는 셀의 수명을 연장하고 운영 비용을 절감하는 데 도움이 됩니다. 또한, 열 관리 시스템을 최적화하고 폐열을 열병합발전(열병합발전)에 활용함으로써 전반적인 에너지 효율을 더욱 향상시키기 위한 연구도 진행 중입니다.
예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상되는 분야는 휴대용 전원 공급 장치 분야입니다.
휴대용 전원 분야는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 이 분야의 발전은 연료전지의 출력 밀도, 수명 및 전반적인 성능 향상에 초점을 맞추었습니다. 촉매를 개선하고 연료 처리를 최적화함으로써 연구자들은 이러한 전지의 에너지 출력과 효율을 향상시켜 휴대용 용도에 더 적합하게 만들 수 있습니다. 경량 소재와 소형 부품과 같은 기술 혁신도 스마트폰에서 의료기기까지 다양한 기기에 전력을 공급할 수 있는 더 작고 휴대 가능한 연료전지 개발에 기여하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양이 가장 큰 시장 점유율을 차지했습니다. 일본, 한국, 중국과 같은 국가들이 선두를 달리고 있으며, 기술 혁신과 보급을 촉진하기 위해 보조금, 세금 감면, 연구 보조금과 같은 다양한 재정적 인센티브를 제공합니다. 또한, 이들 정부는 연료전지차 보급에 필수적인 수소충전소와 같은 인프라에도 많은 투자를 하고 있습니다. 온실가스 배출을 줄이고 에너지 안보를 강화하기 위한 정책은 기존 화석연료를 대체할 수 있는 청정 연료전지로의 전환을 더욱 촉진하고 있습니다.
아시아태평양은 예측 기간 동안 연료전지 시장에서 수익성 높은 성장을 이룰 것으로 보입니다. 정부, 기업, 연구기관의 협력은 연료전지 기술의 발전을 촉진하고 효율성을 높이고 비용을 절감하는 데 기여하고 있습니다. 민관 양측의 전략적 투자는 최첨단 인프라와 제조 능력의 개발을 촉진하고 있습니다. 예를 들어, 합작 투자 및 자금 지원 이니셔티브는 생산 규모 확대와 운송에서 고정식 발전까지 다양한 응용 분야에 연료전지를 통합하는 데 도움을 주고 있습니다. 이러한 협력적 접근 방식은 지역 경제 성장을 가속할 뿐만 아니라, 아시아태평양을 청정 에너지 솔루션의 세계 리더로 자리매김하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Fuel Cell Market is accounted for $9.71 billion in 2024 and is expected to reach $51.73 billion by 2030 growing at a CAGR of 32.2% during the forecast period. A fuel cell is an electrochemical device that converts the chemical energy of a fuel directly into electrical energy through a reaction with an oxidant, typically oxygen from the air. Unlike traditional combustion engines, which burn fuel to create heat and then convert that heat into electricity, fuel cells operate more efficiently and with fewer emissions. They are used in various applications, from powering vehicles to providing backup power for critical infrastructure.
According to the Global Energy Review, 2021 - Analysis by the U.S. International Energy Agency, CO2 emissions in the European Union (EU) were analyzed to be 2.4% lower in 2021. The European Union has averaged an annual improvement rate of around 3% since 2010. According to International Energy Agency (IEA), as of 2022, 15.2 thousand of total fuel cell vehicle was in circulation.
Growing demand for clean energy
As concerns about climate change and air pollution mount, there is a growing push towards sustainable energy solutions that reduce greenhouse gas emissions. Fuel cells, which convert chemical energy directly into electrical energy through electrochemical reactions, are emerging as a key technology in this transition. Their ability to generate power with high efficiency and low emissions makes them an attractive alternative to conventional fossil fuels. Innovations in materials, design, and manufacturing are enhancing their performance, reducing costs, and improving their viability for various applications, from transportation to stationary power generation.
Regulatory and policy uncertainty
Regulatory and policy uncertainty significantly hampers the advancement and adoption of fuel cell technology. Fuel cells, which offer a clean and efficient energy solution, face challenges due to fluctuating regulations and inconsistent policies across different regions. Governments and regulatory bodies often have varying standards and incentives, creating a fragmented landscape that complicates investment and development. For instance, shifting subsidies or changes in emission standards can disrupt long-term planning for fuel cell manufacturers and investors. The lack of a unified regulatory framework can hinder the deployment of fuel cell infrastructure, such as refueling stations, necessary for widespread adoption. This uncertainty undermines confidence among stakeholders and delays the commercialization of fuel cell technologies.
Infrastructure development
Investment in hydrogen production, storage, and distribution infrastructure is essential for the widespread use of fuel cells, which rely on hydrogen as a clean energy source. Developing refueling stations and pipelines ensures that hydrogen can be readily available for fuel cell vehicles and other applications. Additionally, advancements in production technology, such as electrolysis and steam methane reforming, improve hydrogen generation efficiency and reduce costs. Infrastructure improvements also support research and development by providing the necessary resources and facilities for innovation. As infrastructure expands and becomes more integrated, it reduces the barriers to fuel cell technology adoption, making it a more viable and attractive alternative to conventional energy sources.
Storage issues associated with using hydrogen as fuel
Hydrogen fuel cells face significant storage challenges that impede their widespread adoption. Hydrogen, being the lightest and smallest molecule, requires high-pressure tanks or cryogenic temperatures for effective storage, which can be costly and complex. At room temperature, hydrogen has a very low density, meaning that storing it in a practical volume necessitates either compressing it to high pressures (up to 700 bar) or cooling it to cryogenic temperatures (-253°C). High-pressure tanks are expensive and require robust materials to withstand the extreme pressures, while cryogenic storage involves energy-intensive refrigeration processes.
The COVID-19 pandemic had a significant impact on the fuel cell industry, disrupting both supply chains and demand. Lockdowns and social distancing measures led to delays in manufacturing and reduced production capacities, as many factories and production lines were temporarily halted or operated at reduced efficiency. The pandemic-induced economic downturn diminished investments in new technologies, including fuel cells, as companies and governments prioritized immediate healthcare and economic recovery over long-term energy projects. However, the crisis also accelerated interest in green technologies, including fuel cells, as the global focus shifted towards sustainable recovery and reducing carbon emissions.
The Phosphoric Acid Fuel Cell segment is expected to be the largest during the forecast period
Phosphoric Acid Fuel Cell segment is expected to be the largest during the forecast period. PAFCs use phosphoric acid as the electrolyte, which operates at relatively high temperatures (150-200°C). This high temperature allows for better tolerance of impurities in the hydrogen fuel and provides a higher efficiency in electricity generation compared to lower temperature fuel cells. Recent developments focus on enhancing the durability and performance of PAFCs through improved materials and catalysts, which extend the cell's lifespan and reduce operational costs. Additionally, there is ongoing research to optimize the thermal management systems to better harness the waste heat produced, which can be used for cogeneration applications, further improving overall energy efficiency.
The Portable Power segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Portable Power segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period. Advances in this field focus on improving the fuel cell's power density, lifespan, and overall performance. By refining catalysts and optimizing fuel processing, researchers are able to increase the energy output and efficiency of these cells, making them more suitable for portable applications. Innovations such as lightweight materials and miniaturized components are also contributing to the development of smaller, more portable fuel cells that can power devices ranging from smartphones to medical equipment.
Asia Pacific region dominated the largest share of the market throughout the projection period. Nations like Japan, South Korea, and China are at the forefront, offering a range of financial incentives such as subsidies, tax breaks and research grants to stimulate innovation and deployment. These governments are also investing heavily in infrastructure, such as hydrogen refueling stations, which are critical for the widespread adoption of fuel cell vehicles. Policies aimed at reducing greenhouse gas emissions and increasing energy security further support the transition to fuel cells, which offer a cleaner alternative to traditional fossil fuels.
Asia Pacific region is poised to witness profitable growth in the fuel cell market over the extrapolated period. Collaborative efforts between governments, corporations, and research institutions are driving advancements in fuel cell technology, improving efficiency and reducing costs. Strategic investments from both public and private sectors are facilitating the development of cutting-edge infrastructure and manufacturing capabilities. For instance, joint ventures and funding initiatives are helping to scale up production and integrate fuel cells into various applications, from transportation to stationary power generation. This collaborative approach not only boosts regional economic growth but also positions Asia Pacific as a global leader in clean energy solutions.
Key players in the market
Some of the key players in Fuel Cell market include Ballard Power Systems Inc, Ceres Power Holdings PLC, Horizon Fuel Cell Technologies, Hydrogenics Corporation, Intelligent Energy Limited, Kyocera Corporation, Nedstack Fuel Cell Technology B.V, Nuvera Fuel Cells LLC and SFC Energy AG.
In December 2023, General Motors and Komatsu announced to develop a hydrogen fuel cell power module for the Japanese construction machinery maker's 930E electric drive mining truck.
In November 2023, Honda in association with General Motors displayed a prototype of its next-generation hydrogen fuel cell system at European Hydrogen Week in Brussels. The company is planning to expand its portfolio in fuel cell technology.
In February 2023, SFC Energy AG, a hydrogen and methanol fuel cell supplier, and FC TecNrgy Pvt Ltd signed a strategic cooperation agreement to establish a manufacturing facility for hydrogen and methanol fuel cells in India.
In January 2023, Advent Technologies collaborated with Alfa laval to explore the application of high-temperature proton exchange membrane fuel cells in marine applications.
In June 2022, Doosan Fuel Cell Co., Ltd. signed a Memorandum of Understanding (MoU) with Korea Southern Power along with Samsung C&T and the Korea Institute of Energy Research. The MOU encompasses cooperation in the development of fuel cell-coupled CCU technologies and ammonia fuel cell demonstration projects.
In March 2022, Ceres and HORIBA MIRA partnered to accelerate hydrogen and fuel cell technology development and commercialization. The collaboration will leverage Ceres' expertise in fuel cell design and manufacturing and HORIBA MIRA's testing capabilities to accelerate the adoption of these technologies in various industries.