공인인증서가 없어도 법인 및 연구비 (신용)카드로 결제가 가능합니다.

문의: shoppinghub@techforum.co.kr    전화: 070-7169-5396    www.shoppinghub.co.kr 

[PDF 주문안내]
- 고객명(소속/기관명)으로 주문하시기 바랍니다. (PDF는  메일로 발송됩니다.)
*업무시간(10:00~17:00) 이후 주문 건 및 휴일(주말, 공휴일, 임시공휴일 포함) 주문 건은 정상 영업일에 발송됩니다.

[계산서 발행안내]
- 사업자등록증 사본을 이메일(shoppinghub@techforum.co.kr) 로 보내주시기 바랍니다.
*현금결제(계좌이체, 무통장입금)건에 한해서 발행됩니다.

[견적서 및 거래명세서 발행안내]

- 이메일(shoppinghub@techforum.co.kr) 또는 주문 시 '요구사항'란에 메모를 남겨주시기 바랍니다.

전 세계가 기후변화에 대응하여 탄소중립을 화두로 경제와 사회 시스템을 전환해 나가는 시점에서 지난해부터 본격화하기 시작한 수소경제를 향한 글로벌 움직임이 수소연료전지차와 수소생산, 이동, 저장 사업 등에 이어 대형 연료전지 발전소와 가정용, 건물용 연료전지 발전시스템 등 고정형 연료전지발전시스템 건설 사업으로 확대되고 있다. 

 현재 몇몇 아시아 국가를 제외하면, 대부분의 국가에서 연료전지 발전에 대한 뚜렷한 로드맵은 제시되고 있지 않은 상황으로, 주요 국가의 수소경제 전략의 대부분은 그린수소 생산을 위한 수전해 시설이나 충전소 보급 및 수송 분야에 집중되어 있는데, 재생에너지 발전이 부족한 국가에서 연료전지 발전은 필수적으로 수소연료전지 발전은 수소 활용 부분의 중요 축으로 성장하고 초기의 부생수소나 추출수소에서 궁극적으로 그린수소를 이용한 발전으로 변모할 것으로 분석되고 있다.

 산업통상자원부 자료에 따르면 2020년 말 국내 수소연료전지 발전량(누적 600MW)은 전 세계 보급량 중 43% 수준으로 1위를 기록한 것으로 나타나고 있으며, 두번째로 발전량이 많은 나라는 미국으로 482MW이며, 일본은 313MW를 연료전지를 통해 발전한 것으로 나타나고 있다. 발전용 연료전지 시장에서 Bloom Energy는 50%의 시장점유율을 보이며 연료전지 발전시스템 시장의 선두기업으로 앞서 나가고 있으며, 그 뒤로 두산퓨얼셀, Fuel Cell Energy 등이 따르고 있다. 한편, 가정건물용 연료전지 발전 시장에서는 일본기업인 Panasonic과 Aisin Seiki가 약 90%의 점유율을 차지하고 있는데, 이는 일본이 가정용 연료전지 발전의 선도국으로 정부의 보조금 지원을 바탕으로 가정용 연료전지 에너팜의 보급이 빠른 속도로 확산되었기 때문이다.

 이에, 우리 정부도 2020년 10월 열린 제2차 수소경제위원회에서 연료전지 맞춤형 수소발전 의무화제도(HPS)를 2022년부터 도입하기로 한 바, 이는 재생에너지 중심의 현행 RPS 제도로는 연료전지 보급의 안정적 확대에 한계가 많아 발전용 연료전지 의무공급시장(HPS)을 조성함으로써 안정적인 보급체계를 구축하고, 보급 확대를 지원하기 위함이다.

 최근에는 국내외 주요 완성차 기업을 중심으로 수소차용 연료전지를 이용한 발전시스템을 구축하려는 시도도 이루어지고 있다. 현대차는 넥쏘에 탑재되는 연료전지를 이용한 발전시스템 실증을 시작했고, 도요타는 본사공장에서 미라이의 연료전지를 활용한 발전시스템을 운영하고 있으며, 독일 다임러트럭AG와 영국 롤스로이스는 비상발전기 시스템 개발에 협력하고 있다. 

 이에 당사는 고정형 수소연료전지 발전 산업뿐 아니라 수소 기술의 최신 응용 동향과 수소모빌리티, 수소 인프라 등 다양한 수소연료전지 발전 연관사업 동향과 기술개발 동향을 조사·분석 하였으며, 글로벌 시장 동향과 전망, 국내외 정책 및 선도기업의 전략 등을 종합적으로 조사 분석하여 본서를 출간하게 되었다. 모쪼록 본 보고서가 수소연료전지 발전 산업 종사자뿐만 아니라 관련 분야에 관심을 갖고 계시는 모든 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되길 바란다.

Ⅰ. 수소연료전지 발전 개요 및 기술 동향

1. 수소연료전지 개요 및 활용 기술 동향

  1-1. 수소에너지 산업 동향

    1) 수소에너지 활용 동향

    2) 수소의 생산

      (1) 수소 생산기술 분류

      (2) 수전해 기술 종류 및 동향

    3) 수소의 운송

    4) 수소의 저장

    5) 수소산업 투자 전망

  1-2. 수소연료전지 개요

    1) 연료전지 정의 및 구성

    2) 연료전지 종류 및 특징

      (1) 전해질 종류에 따른 연료전지 분류

      (2) 용도별 연료전지 분류

      (3) 연료전지 특징

      (4) 차세대 연료전지

    3) 연료전지 산업 특징 및 구조

    4) 연료전지 연구개발 동향

      (1) 해외 연료전지 연구개발 동향

      (2) 국내 연료전지 연구개발 동향

  1-3. 수소연료전지 활용 모빌리티 기술 동향

    1) 수소연료전지 자동차

      (1) 수소연료전지 자동차 정의 및 특징

      (2) 수소연료전지 자동차 시장 동향

      (3) 수소연료전지 자동차 기술개발 동향

    2) 수소연료전지 선박

      (1) 수소연료전지 선박 기술개발 배경

      (2) 수소연료전지 선박 개요

      (3) 수소연료전지선박 기술개발 동향

      (4) 국내외 수소연료전지선박 건조 프로젝트

    3) 수소연료전지 열차

      (1) 수소연료전지 열차 개요

      (2) 수소연료전지 열차 기술개발 동향

    4) 수소연료전지 드론

      (1) 수소연료전지 드론 개요

      (2) 수소연료전지 드론 기술개발 동향

    5) 수소연료전지 지게차

      (1) 수소연료전지 지게차 시장 동향

      (2) 수소연료전지 지게차 기술개발 동향

2. 수소연료전지 발전 개요 및 기술 동향

  2-1. 연료전지 발전 개요 및 산업 동향 

    1) 연료전지 발전 개요

    2) 연료전지 발전 산업 동향

      (1) 글로벌 연료전지 발전 산업 동향

      (2) 국내 연료전지 발전 산업 동향

  2-2. 발전용 연료전지 시스템 기술개발 동향

    1) PEMFC 기술개발 동향

      (1) PEMFC 특성

      (2) PEMFC 시스템 보급 현황

    2) SOFC 기술개발 동향 

      (1) SOFC 특성

      (2) SOFC 시스템 보급 현황

    3) MCFC 기술개발 동향

      (1) MCFC 특성

      (2) MCFC 시스템 보급 현황

    4) PAFC 기술개발 동향

      (1) PAFC 특성

      (2) PAFC 시스템 보급 현황

  2-3. 연료 암모니아 활용 동향과 전망

    1) 연료 암모니아 개요와 시장 동향

      (1) 암모니아 개요와 특징 

      (2) 암모니아 가격 동향

      (3) 암모니아 시장 규모와 동향

    2) 일본의 암모니아 도입·이용 확대를 위한 전략과 동향

      (1) 4대 시점

      (2) 도입·확대 로드맵

Ⅱ. 글로벌 수소연료전지 발전 시장 및 정책 동향

1. 글로벌 수소연료전지 발전 시장 동향

  1-1. 글로벌 연료전지 시장 동향

    1) 글로벌 연료전지 시장 전망

    2) 글로벌 주요 연료전지 기업 동향

  1-2. 글로벌 수소연료전지 발전 관련 시장 동향

    1) 수소 시장 동향

    2) 재생에너지 발전 시장 동향

    3) 수소연료전지 발전 시장 동향

2. 국내 수소연료전지 발전 시장 및 정책 동향

  2-1. 국내 수소연료전지 발전 관련 시장 동향

    1) 국내 연료전지 시장 전망

    2) 국내 수소 시장 동향

    3) 국내 재생에너지 발전 시장 동향

    4) 국내 수소연료전지 발전 시장 동향

    5) 국내 주요 연료전지 기업 동향

  2-2. 국내 수소연료전지 발전 관련 정책

    1) 재생에너지 3020

    2) 수소경제 활성화 로드맵

      (1) 수소 모빌리티 

      (2) 에너지 분야

      (3) 수소 생산 

      (4) 저장·운송

    3) 제로에너지건축 보급 의무화

    4) 수소 발전 의무화 제도(HPS)

      (1) 수소에너지·인프라 보급제도 현황

      (2) 수소에너지·인프라 보급제도에 관한 평가

      (3) 수소 발전 의무화 제도 신설방안

3. 주요국 수소연료전지 발전 시장 및 정책 동향

  3-1. 미국

    1) 미국 연료전지 시장 동향

    2) 미국 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 수소 프로그램 계획

      (2) 미국 수소경제 로드맵

      (3) 캘리포니아주 전력망 고도화 R&D 프로그램

  3-2. 독일

    1) 독일 수소 및 연료전지 시장 동향

    2) 독일 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 독일 에너지 전환 정책

      (2) 독일 국가수소전략

    3) 독일 수소 관련 프로젝트

  3-3. 영국

    1) 영국 수소 산업 현황 및 전망

    2) 영국 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 청정 성장 전략

      (2) 산업 탈탄소화 전략

    3) 영국 수소 관련 프로젝트

  3-4. 프랑스

    1) 프랑스 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 국가수소위원회 출범

      (2) 수소에 관한 정부명령 

      (3) 수소에너지 개발 정책

    2) 프랑스 수소 관련 프로젝트

      (1) 수소 프로젝트 최근 동향

      (2) P2G 수전해 실증단지 구축 프로젝트

    3) 프랑스 수소 관련 주요 기업 사업 동향

  3-5. 러시아

    1) 러시아 수소 산업 현황 및 전망

    2) 러시아 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 러시아 수소 정책 현황

      (2) 러시아 수소 에너지 개발 로드맵

    3) 러시아 수소 관련 주요 기업 사업 동향

      (1) 가즈프롬

      (2) 로스아톰

      (3) 노바테크

      (4) 크리오겐마시

      (5) 겔리마시

  3-6. 호주

    1) 호주 수소 산업 현황 및 전망

    2) 호주 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 호주 수소 정책 현황

      (2) 호주 국가수소전략

  3-7. 일본

    1) 일본 가정용 연료전지 시장 동향

    2) 일본 연료전지 발전 관련 정책

      (1) 일본 2050 수소사회 추진

      (2) 대규모 수소 서플라이체인 구축 프로젝트

      (3) 일본 수소·연료전지 전략 로드맵

      (4) 일본 수소 및 암모니아 발전 현황

  3-8. 중국

    1) 중국 수소 산업 현황 및 전망

    2) 중국 연료전지 산업 현황

    3) 중국 연료전지 발전 관련 정책

Ⅲ. 고정형 수소연료전지발전 시스템 관련 기술 동향과 연구개발 테마

1. 수소연료전지발전 시스템 관련 기술 특허 동향과 기술개발 로드맵

  1-1. 관련 기술 특허 동향

    1) 수소 가스터빈 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 주요 출원인 동향

    2) 그린 수소 생산용 물분해 촉매 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 주요 출원인 동향

    3) 금속 이용 수소 저장·운반 기술분야 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 출원인별 동향

    4) 수소 연료전지시스템 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    5) 고효율 수소생산 시스템 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    6) 수소충전용 장비 및 부품 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    7) 중소형 수소 액화 저장 시스템 특허출원 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    8) 수소 저장·운반용 복합 소재 특허출원 동향

      (1) 해외 특허 동향

      (2) 국내 특허 동향

    9) 수소충전소 핵심부품 특허출원 동향

      (1) 해외 특허 동향

      (2) 국내 특허 동향

    10) 건물용 연료전지 MEA 특허출원 동향

      (1) 해외 특허 동향

      (2) 국내 특허 동향

    11) 수전해용 차세대 핵심소재부품 특허출원 동향

      (1) 해외 특허 동향

      (2) 국내 특허 동향

    12) 연료전지용 열교환기 특허출원 동향

      (1) 해외 특허 동향

      (2) 국내 특허 동향

  1-2. 중소기업형 관련 기술개발 로드맵

    1) 고효율 수소생산 시스템

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    2) 수전해용 차세대 핵심소재부품

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

    3) 중소형 수소 액화 저장 시스템

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    4) 수소 저장·운반용 복합 소재

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

    5) 수소충전소 핵심부품

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

    6) 수소충전용 장비 및 부품

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    7) 수소 연료전지 시스템

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    8) 건물용 연료전지 MEA

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

    9) 연료전지용 열교환기

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵(2021-2023)

2. 수소연료전지발전 시스템 관련 기술 연구개발 테마

  2-1. 수소 생산, 저장, 이동(운송) 기술 분야

    1) 광전기화학적(PEC) 고효율 수소생산 원천기술개발

    2) 그린 수소 생산을 위한 프로톤 기반 고효율 중온 수전해(PCEC) 수소생산 

    3) 재생에너지 연계형 탄화수소계 연료기반 열화학적 CO2-free 수소 생산 원천기술 개발

    4) 고밀도 수소 흡착성능을 확보한 다공성 흡착 소재 개발 

    5) 액체수소 운송선박 핵심시스템(화물창, BOG 처리시스템, CHS시스템) 국산화 모델 개발

    6) 수소충전소 및 배관망 안전 제고를 위한 필수 장비 국산화 기술 개발

    7) 수소가격 경쟁력 강화를 위한 2,000 kg/day급 탄소배출 저감형 고효율 중대형 개질기 기술 개발

    8) 모듈/이동형 수소 생산·저장·공급 및 전력공급 시스템 개발

    9) 해외 수소 도입 대비 100m³/h 급 LOHC(톨루엔-MCH) 시스템 개발

    10) 부생가스 활용 대용량 고효율 수소분리막 연계 수소 분리정제 공정 개발

    11) 폐자원 이용 무산소 열적전환 기반 수소 생산 기술 개발

    12) 대면적 고효율 고체산화물 수전해(SOEC) 평판형 셀, 스택 및 8kW급 시스템 개발

    13) 1kW급 용융탄산염형 고온수전해 전지(MCEC) prototype 개발

    14) 열화학적 개질반응을 이용한 바이오가스 수소자원화 실증기술 개발

    15) 수소전기트램의 내압용기 기술기준(안) 개발

    16) 수소저장용 고압·대용량 복합재료용기 기술기준(안) 개발

    17) 글로벌 시장 진출을 위한 수소전기차용 연료 저장 용기의 비금속 라이너 제작을 

       위한 레이저 용접 기술개발

    18) 수소 생산용 수전해 전극재료 특성 및 내구성 평가기술의 국제표준 개발

  2-2. 수소연료전지 기술 분야

    1) FC-REEV용 연속출력 60kW급 트레일러형 연료전지시스템 개발 및 실증

    2) 캐스케이드 스택을 활용한 10kW급 고효율 SOFC 시스템 기술개발

    3) SOFC 스택의 신뢰성과 경제성 확보를 위한 밀봉재 및 집전체의 표준화 연계 기술개발

    4) 최대이륙중량 200kg급 비행체용 순정격출력 30kW급 연료전지 파워팩 시스템 개발

    5) 수소연료전지 스택용 금속 분리판 고속 제조 공정 기술 개발

    6) 연료전지 시스템의 스마트설계·제조·운전 오픈 플랫폼 개발

    7) 농업용·물류운송 드론용 순정격출력 15kW급 연료전지 파워팩 시스템 개발

    8) 저온작동용(500℃ 운전) 박막 기반 고체산화물 연료전지 셀·스택 개발

    9) 페라이트계 스테인리스 금속지지체를 기반으로 한 금속지지형 SOFC 셀·스택 개발

    10) (총괄) 연료전지 금속 분리판의 저가·고내구화 핵심기술 개발

    11) (1세부) 고온 소성가공 기반 400cm급 후판형 SOFC 분리판 설계 및 제조 기술 개발

    12) (2세부) 건물용 PEFC 금속 분리판의 고내구화(4만 시간 이상) 핵심 기술 개발

  2-3. 수소충전 기술 분야

    1) 수소 저장탱크/압력용기 이물질 탐상/재검사 기술 및 안전기준 개발

    2) 수소충전소 화재폭발시 피해저감 방호벽 설계 기술 및 안전기준 개발

    3) 수소 저장탱크/압력용기 수소취성 안전성 검사기술 및 안전기준 개발

    4) 수소 전주기 통합 위험성평가 프로그램 및 액화수소 설비 안전기준 개발

    5) 수소충전소 압축기 현장 성능평가 가이드라인 개발

    6) (총괄) 수소충전소 핵심부품 신뢰성 제고를 위한 성능 고도화 실증 기술개발

    7) (1세부) 수소충전소용 100MPa급 초고압 복합 압축기 기술개발 및 실증

    8) (2세부) 수소충전소용 100MPa급 저장용기(Type1.) 기술개발 및 실증

    9) (3세부) 수소충전소용 100MPa급 역류방지(체크)밸브 고도화 기술개발 및 실증

    10) (4세부) 수소충전소용 100MPa급 차단(니들)밸브 고도화 기술개발 및 실증

    11) (5세부) 수소충전소용 100MPa급 연결부품(피팅,튜브) 기술개발 및 실증

    12) (6세부) 수소충전소용 100MPa급 가스필터(유류 및 파티클) 기술개발 및 실증

    13) (총괄) 동시충전이 가능한 70MPa급 듀얼타입 수소충전기용 핵심부품개발 및 실증

    14) (1세부) 105MPa급 수소충전기용 공압밸브 개발 및 성능고도화

    15) (2세부) 사용압력 70MPa급 수소충전용 노즐 국산화 개발 및 실증

    16) (3세부) 수소 충전기용 사용압력 70MPa급 충전호스 국산화 개발

Ⅳ. 수소연료전지 발전 관련 주요업체 사업 동향

1. 해외 업체 수소연료전지 발전 사업 동향

  1-1. 발전용 연료전지 제조업체

    1) (미국) Bloom Energy

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    2) (미국) FuelCell Energy

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    3) (미국) Cummins

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    4) (캐나다) Ballard Power Systems

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    5) (독일) SFC Energy

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    6) (이탈리아) SOLIDpower

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    7) (일본) Aisin Seiki

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    8) (일본) Panasonic

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    9) (일본) Mitsubishi Power

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    10) (일본) Fuji Electric

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    11) (일본) Osaka Gas

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

  1-2. 수소 인프라 업체

    1) (미국) Air Products

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    2) (영국) ITM Power

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    3) (독일) Linde

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    4) (독일) Siemens

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    5) (프랑스) Air Liquide

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    6) (일본) Iwatani Corporation

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

2. 국내 업체 수소연료전지 발전 사업 동향

  2-1. 발전용 연료전지 제조업체

    1) 두산퓨얼셀

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    2) 에스퓨얼셀

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    3) 미코

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    4) 현대자동차

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    5) SK에코플랜트

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    6) Fuel Cell Innovations(FCI)

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    7) STX중공업

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    8) 범한퓨얼셀

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

  2-2. 연료전지 부품 제조업체

    1) 비나텍

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    2) 코오롱인더스트리

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    3) 일진하이솔루스

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

  2-3. 수소 인프라 업체

    1) 효성중공업

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    2) 포스코

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    3) 두산중공업

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    4) 롯데케미칼

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    5) 한화솔루션

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    6) 이엠코리아

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    7) 제이엔케이히터

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    8) 엔케이

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    9) 한국가스공사

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

    10) 덕양

      (1) 회사현황

      (2) 수소연료전지 발전 관련 사업 동향

Ⅴ. 참고자료

표 목차

Ⅰ. 수소연료전지 발전 개요 및 기술 동향

<표1-1> 수소에너지의 다양한 이용 분야

<표1-2> 수소 생산기술 비교

<표1-3> 수소 생산 방식에 따른 비용

<표1-4> 수전해 방식별 특성 비교

<표1-5> 국내외 수전해 기술 현황

<표1-6> 수소 운송 방식 분류

<표1-7> 수소 저장기술 비교

<표1-8> FCEV/BEV/내연기관의 TCO(Total Cost of Ownership) 비교

<표1-9> 수소 생태계 구성을 위한 투자필요분야와 금액

<표1-10> 수소 적용 산업

<표1-11> 연료전지 기술 분류

<표1-12> 연료전지 구성요소

<표1-13> 연료전지 분리판 소재별 장단점

<표1-14> 전해질 종류에 따른 연료전지 분류

<표1-15> 연료전지 종류별 응용제품

<표1-16> 연료전지 기술별 장단점

<표1-17> 연료전지 활용분야별 특징

<표1-18> 연료전지 활용분야별 출하량

<표1-19> 연료전지의 특징

<표1-20> 상용 및 신흥 연료전지

<표1-21> 연료전지 산업 특징

<표1-22> 연료전지 분야 산업연관구조

<표1-23> 국가별 연료전지 로드맵 및 주요 내용

<표1-24> 국가별 주요 기술개발 프로그램

<표1-25> 연료전지 종류별 R&D 투자규모

<표1-26> 친환경차 종류와 특징

<표1-27> 일반 전기자동차 VS 수소자동차 비교

<표1-28> 연간 누적 수소연료전지차 판매대수

<표1-29> 2020년 4분기 수소연료전지차 판매대수

<표1-30> 수소연료전지자동차 시장 전망

<표1-31> 구동용 연료전지 시장 전망

<표1-32> 국내 친환경자동차 시장 전망

<표1-33> 대형 및 중소형 선박의 발전소요 용량 현황

<표1-34> 수소연료전지선박 건조 현황

<표1-35> 국내외 수소철도차량 개발 및 실용화 현황

<표1-36> 연료전지지게차와 배터리지게차의 연간소유비용 비교

<표1-37> PEMFC Stack의 주요 구성부품

<표1-38> 수소연료전지 스택 및 구성부품

<표1-39> 고체산화물 연료전지 구성요소의 요구조건

<표1-40> 퓨얼셀 MCFC 연료전지 특징

<표1-41> 퓨얼셀 MCFC 연료전지 구성

<표1-42> 퓨얼셀 2.5MW MCFC 사양

<표1-43> MCFC 발전시스템의 부대설비

<표1-44> MCFC 유틸리티 소모량 및 배관연계지점에서의 공급조건

<표1-45> 포스코에너지 MCFC 연료전지 발전설비 구축 현황

<표1-46> 두산퓨얼셀 PAFC 연료전지 특징

<표1-47> 두산퓨얼셀 PAFC 연료전지 시스템 구성

<표1-48> 두산퓨얼셀 440kW급 PAFC 사양

<표1-49> 두산 PAFC 연료전지 발전설비 구축 현황

<표1-50> 암모니아 혼소 및 전소 CO2 감소량

<표1-51> 수소 발전 및 암모니아 발전 가격 비교

Ⅱ. 글로벌 수소연료전지 발전 시장 및 정책 동향

<표2-1> 전 세계 연료전지 시스템 시장 전망

<표2-2> 전 세계 연료전지 스택 시장 전망

<표2-3> 주요국 개질수소 설비 성능 비교

<표2-4> 전체 신재생에너지 발전량 중 연료전지 발전량 비중 비교 

<표2-5> 신재생에너지 산업 총괄

<표2-6> 신재생에너지 원별 현황(2019년)

<표2-7> 국내 지자체별 수소연료전지 발전소 추진 현황

<표2-8> 국내 연료전지 설비용량 및 전력거래량 추이

<표2-9> 재생에너지 3020 보급 목표 이행방안

<표2-10> 재생에너지 3020 통한 에너지신산업 육성방안

<표2-11> 수소 모빌리티 생산 목표

<표2-12> 연료전지 전용 LNG요금제(안)

<표2-13> 미흡한 주요 핵심부품 현재 상황

<표2-14> 수소가스터빈 기술목표

<표2-15> 수소 생산 연도별 주요 목표

<표2-16> 국내 수소 생산능력(2017년도)

<표2-17> 수소 공급방식별 공급량

<표2-18> 수소생산기지 구축 후보지

<표2-19> P2G(Power to Gas) 수전해 기술 개발

<표2-20> 해외 생산 수소 도입 방안

<표2-21> 수소 저장·운송 주요 목표

<표2-22> 해외 튜브트레일러 현황

<표2-23> 제로에너지 건축 단계적 의무화 내용

<표2-24> 신재생에너지법상 수소연료전지 보급제도 내용

<표2-25> HPS 시장 도입 및 HPS 확대 방안

<표2-26> 미국의 주요 연료전지 생산업체

<표2-27> DOE의 단계별 수소에너지 현황과 R&D 중점 추진 분야

<표2-28> 캘리포니아 전원구조 변화

<표2-29> 독일 국가 수소전략 액션 플랜

<표2-30> 수소 및 연료전지 기술 국가 혁신 프로그램(NIP)

<표2-31> 수소산업 내 교통 분야 주요 프로젝트

<표2-32> 수소 관련 항공·선박 프로젝트

<표2-33> 영국 청정 성장 전략 정책목표 내용

<표2-34> 청정성장 자금 지원 내용

<표2-35> 2020년 정부 지원 수소 생산·공급 프로젝트

<표2-36> 프랑스 국가수소위원회 목표별 성과 분석 내용(1차 회의)

<표2-37> 프랑스 수소연료전지자동차 상용화 기술 비전 

<표2-38> 러시아 수소 생산 기술 개발 현황

<표2-39> 러시아 수소연료전지 기술 개발 현황

<표2-40> 러시아 수소 모빌리티 시범 사업

<표2-41> 2035 러시아 에너지 발전 전략 주요 내용

<표2-42> 2024 러시아 수소에너지 개발 로드맵 요약

<표2-43> 가즈프롬 개요

<표2-44> 로스아톰 개요

<표2-45> 노바테크 개요

<표2-46> 크리오겐마시 개요

<표2-47> 겔리마시 개요

<표2-48> 주요 국가별 재생에너지 및 수소 관련 목표

<표2-49> 호주 수소 정책 변화

<표2-50> 2050년 글로벌 수소 수요 및 호주 공급량 전망

<표2-51> 일본의 수소 저비용화 실현을 위한 세 가지 과제 및 관련 동향

<표2-52> ‘수소 기본 전략’ 및 ‘제5차 에너지 기본 계획’에서의 연료전지 활용 관련 내용

<표2-53> 가정용 연료전지(에너팜) 활용 로드맵 및 액션 플랜

<표2-54> 업무·산업용 연료전지 활용 로드맵 및 액션 플랜

<표2-55> 수소 전소 발전에 의한 열/전기 공급 실증

<표2-56> 일본 수소/암모니아 공급량 및 가격 목표

<표2-57> 수소 발전 및 암모니아 발전 비교

<표2-58> 암모니아 사용량에 따른 CO2 감축량

<표2-59> 중국 지역별 연료전지 산업 특징과 대표 기업

<표2-60> 중국 수소 연료전지 산업 단계별 목표

Ⅲ. 고정형 수소연료전지발전 시스템 관련 기술 동향과 연구개발 테마

<표3-1> 최근 9년간 연도별 수소 가스터빈 관련 국내 특허출원 동향

<표3-2> 최근 9년간 출원인별 수소 가스터빈 관련 국내 특허출원

<표3-3> 물분해 광촉매 및 수전해 촉매 작동 원리

<표3-4> 연도별 물분해 촉매 특허출원 현향

<표3-5> 물분해 촉매 관련 기술의 내·외국인별 특허출원 현황

<표3-6> 물분해 촉매 관련 기술의 내국인 기업별 특허출원 현황

<표3-7> 물분해 촉매 관련 기술의 다출원인 동향

<표3-8> 물분해 촉매 세부기술별 특허출원 현황

<표3-9> 수소 저장·운반 기술 관련 출원 현황(2009~2018)

<표3-10> 외국인별 세부 현황

<표3-11> 내국인 출원인별 세부 현황

<표3-12> 대표적 수소 저장·운반 기술

<표3-13> 고효율 수소생산 시스템 분야 핵심기술

<표3-14> 고효율 수소생산 시스템 분야 핵심기술 연구목표

<표3-15> 수전해용 차세대 핵심소재부품 핵심 기술

<표3-16> 중소형 수소 액화 저장 시스템 분야 핵심기술

<표3-17> 중소형 수소 액화 저장 시스템 분야 핵심기술 연구목표

<표3-18> 수소 저장·운반용 복합 소재 분야 핵심기술

<표3-19> 수소충전소 핵심부품 분야 핵심기술

<표3-20> 수소충전용 장비 및 부품 분야 핵심기술

<표3-21> 수소충전용 장비 및 부품 분야 핵심기술 연구목표

<표3-22> 수소 연료전지 시스템 분야 핵심기술

<표3-23> 수소 연료전지 시스템 분야 핵심기술 연구목표

<표3-24> 건물용 연료전지 MEA 핵심기술

<표3-25> 연료전지용 열교환기 핵심 기술

Ⅳ. 수소연료전지 발전 관련 주요업체 사업 동향

<표4-1> Bloom Energy 프로필

<표4-2> Bloom 5.0 사양

<표4-3> FuelCell Energy, Inc. 프로필

<표4-4> Cummins Inc. 프로필

<표4-5> Ballard Power Systems 프로필

<표4-6> SFC Energy AG 프로필

<표4-7> SOLIDpower 프로필

<표4-8> Aisin Corporation 프로필

<표4-9> Panasonic Corp 프로필

<표4-10> Mitsubishi Power, Ltd. 프로필

<표4-11> FUJI ELECTRIC CO., LTD. 프로필

<표4-12> Osaka Gas Co., Ltd. 프로필

<표4-13> Air Products and Chemicals, Inc. 프로필

<표4-14> ITM Power 프로필

<표4-15> Linde plc 프로필

<표4-16> Siemens AG 프로필

<표4-17> Air Liquide SA 프로필

<표4-18> Iwatani Corporation 프로필

<표4-19> 두산퓨얼셀 주식회사 프로필

<표4-20> 에스퓨얼셀(주) 프로필

<표4-21> 주식회사 미코 프로필

<표4-22> 현대자동차 주식회사 프로필

<표4-23> SK에코플랜트 프로필

<표4-24> ㈜에프씨아이 프로필

<표4-25> STX중공업(주) 프로필

<표4-26> 범한퓨얼셀(주) 프로필

<표4-27> 비나텍 주식회사 프로필

<표4-28> 코오롱인더스트리주식회사 프로필

<표4-29> 일진하이솔루스(주) 프로필

<표4-30> 효성중공업 주식회사 프로필

<표4-31> 주식회사 포스코 프로필

<표4-32> 두산중공업주식회사 프로필

<표4-33> 롯데케미칼 주식회사 프로필

<표4-34> 한화솔루션주식회사 프로필

<표4-35> 이엠코리아 주식회사 프로필

<표4-36> 제이엔케이히터주식회사 프로필

<표4-37> 주식회사 엔케이 프로필

<표4-38> 한국가스공사 프로필

<표4-39> ㈜덕양 프로필

그림 목차

Ⅰ. 수소연료전지 발전 개요 및 기술 동향

<그림1-1> 전원별 설비용량/발전량 비중 

<그림1-2> 수소에너지 가치사슬 구조

<그림1-3> 수소추출 과정

<그림1-4> 캘리포니아 지역 태양광/풍력 출력 제한 급증

<그림1-5> 마이너스 전기요금 발생

<그림1-6> 치요다 화공건설·가와사키 중공업의 수소 운송 모델

<그림1-7> 수소경제 활성화 로드맵 수소 가격 목표

<그림1-8> 수소 단가 전망

<그림1-9> 주요국별 수소차 경쟁력 비교

<그림1-10> 수소 투자 확대를 통한 원가 부담 절감 전망

<그림1-11> 수소 기반시설 확충으로 산업 비용부담 하락 및 이산화탄소 감소 전망

<그림1-12> 업체별 FCEV 특허권 수

<그림1-13> FCEV 관련 특허 출원 추이

<그림1-14> 도요타에서 발표한 스마트시티 Woven city

<그림1-15> 현대차 수소모빌리티 

<그림1-16> 연료전지 시스템 구성

<그림1-17> 연료전지 발전원리

<그림1-18> 혼다의 금속 분리판 구조

<그림1-19> 알칼리 연료전지

<그림1-20> 인산형 연료전지

<그림1-21> 용융탄산염 연료전지

<그림1-22> 고체 산화물 연료전지

<그림1-23> 고분자 전해질 연료전지

<그림1-24> 직접 메탄올 연료전지

<그림1-25> 연료전지 응용분야

<그림1-26> 연료전지 기술 : 기술성숙도 분석

<그림1-27> 연료전지 정부 R&D 투자현황

<그림1-28> 부처별 연료전지 R&D 투자비중

<그림1-29> 연구개발단계별 연료전지 R&D 투자비중

<그림1-30> 수행주체별 연료전지 R&D 투자비중

<그림1-31> 연료전지 종류별 R&D 투자현황

<그림1-32> 수소자동차

<그림1-33> 수소자동차 개요 및 동작원리

<그림1-34> 연료종류별 1회 충전으로 주행할 수 있는 거리

<그림1-35> 대형차 분야 전기자동차 VS 수소자동차 비교

<그림1-36> 글로벌 수소자동차 시장 전망

<그림1-37> 수소자동차 생산원가 비중

<그림1-38> 세계 수소연료전지자동차 시장 규모 추이 및 전망

<그림1-39> 주요국 수소차 보급 현황

<그림1-40> 지역별 수소차 보급현황

<그림1-41> 선박 운항 시 발생하는 대기오염물질

<그림1-42> 에너지원별 공급 예상량

<그림1-43> 단위무게당 에너지원의 에너지 효율

<그림1-44> 선박발 대기오염물질 및 오염물질 저감 방안

<그림1-45> 수소연료전지선박 구성

<그림1-46> 단위무게 및 단위체적당 에너지원별 에너지 효율

<그림1-47> 미국 SF-BREEZE 프로젝트 선박 핵심설비 일반배치

<그림1-48> 독일 ZemShip 프로젝트(FCS Alsterwasser)

<그림1-49> 노르웨이 Viking Cruise

<그림1-50> 수소연료전지 철도 차량

<그림1-51> 시장 구분에 따른 선적된 연료전지 용량

<그림1-52> 연료전지지게차 판매대수

<그림1-53> 연료전지지게차 글로벌 공급망

<그림1-54> 수소에너지 변환 및 타 에너지원과 연계성

<그림1-55> 발전원별 효율성 차이

<그림1-56> 연료전지 설치비 및 발전단가 시나리오

<그림1-57> 밸류체인별 수소정책 현황

<그림1-58> 난방열 감안시 연료전지 효율성

<그림1-59> PEMFC의 구성

<그림1-60> 고체산화물 연료전지의 원리

<그림1-61> DOE의 SOFC 프로그램 기술 발전

<그림1-62> 퓨얼셀 2.5MW급 MCFC Type 연료전지

<그림1-63> MCFC 2.5MW의 배치요건

<그림1-64> 두산퓨얼셀 PAFC 연료전지장치 시스템

<그림1-65> 연료 암모니아 제조 방법

<그림1-66> 암모니아 제조·운송·이용

<그림1-67> 암모니아 가격 동향

<그림1-68> 제조 방법별 비용 비교(2018년)

<그림1-69> 원료용 암모니아 지역별 생산 비율

<그림1-70> 원료용 암모니아 생산량 및 무역량 추이

<그림1-71> 일본 암모니아 도입·이용 확대를 위한 로드맵

Ⅱ. 글로벌 수소연료전지 발전 시장 및 정책 동향

<그림2-1> 연료전지 시장 규모 및 전망

<그림2-2> 용도별 연료전지 시장 규모 및 전망

<그림2-3> 용도별 연료전지 생산 규모 및 전망

<그림2-4> 제품별 연료전지 시장 규모 및 전망

<그림2-5> 제품별 연료전지 생산 규모 및 전망

<그림2-6> 지역별 연료전지 시장 규모 및 전망

<그림2-7> 분야별 연료전지 기업 시장 점유 현황

<그림2-8> 시나리오별 수소 사용처에 따른 2050년 글로벌 수요 전망

<그림2-9> 전 세계 수소 수요 전망

<그림2-10> 전세계 신규 수전해 설비 설치현황 및 계획

<그림2-11> 네덜란드에 설치되는 20MW급 알칼라인 수전해 설비 모식도

<그림2-12> 글로벌 수소 생산 단가(Levelized Cost of Hydrogen) 전망

<그림2-13> 전력부문 재생에너지 비중 및 최종에너지 중 재생에너지 비중

<그림2-14> 해상풍력 평균 LCOE 및 태양광 설치 단가 추이

<그림2-15> 일본 에너팜 보급 및 시스템 단가 현황

<그림2-16> 일본 에너팜 제조사 연간 판매대수 현황

<그림2-17> 국내 연료전지 시장 규모 및 전망

<그림2-18> 국내 연료전지 시장 규모

<그림2-19> 국내 연료전지 용도별 시장 규모 및 전망

<그림2-20> 국내 연료전지 기반 수소 수요 전망

<그림2-21> 국내 용도별 연료전지 누적 설치 용량

<그림2-22> 국내 발전용 연료전지 연도별 공급 현황

<그림2-23> 국내 연료전지 제품별 생산 규모 및 전망

<그림2-24> 신재생에너지 원별 기업체수(2017∼2019년)

<그림2-25> 신재생에너지 원별 고용인원(2017∼2019년)

<그림2-26> 신재생에너지 원별 매출액(2017∼2019년)

<그림2-27> 신재생에너지 원별 투자액(2017∼2019년)

<그림2-28> 국내 신재생에너지 발전설비 비중

<그림2-29> 국내 신재생에너지 발전설비 연평균 성장률 및 성장률 추이

<그림2-30> 재생에너지 발전비중 및 설비용량 목표

<그림2-31> 주요 원별 설비용량 및 비중 목표

<그림2-32> 주체별 재생에너지 발전 목표

<그림2-33> 수소차 생산 및 수소충전소 구축 목표

<그림2-34> 연료전지 보급 목표

<그림2-35> 연료전지 설치비·발전단가 절감 시나리오

<그림2-36> 수소공급 목표

<그림2-37> 수소생산기지 개념도

<그림2-38> 바이오매스·생활폐기물 활용 방안

<그림2-39> 해양 바이오 수소 생산

<그림2-40> 수소 저장·운송 과정

<그림2-41> 공공건축물 신재생에너지 설치 의무비율

<그림2-42> 지자체 공공/민간 건축물 신재생에너지 설치 의무비율

<그림2-43> 제로에너지 건축 개념도

<그림2-44> HPS 시장 도입 기본 방향

<그림2-45> 글로벌 고정식 연료전지 출하량 및 설치비용  

<그림2-46> 미국 수소 이용 로드맵

<그림2-47> 독일 인프라 개발을 위한 누적 투자 비교도

<그림2-48> 독일 수소 연료 보급소 설치 현황 및 수소 수요량

<그림2-49> 독일 국가수소전략 거버넌스 조직

<그림2-50> 영국 기업 개발 수소 보일러

<그림2-51> 영국 산업 탈탄소화 전략 로드맵

<그림2-52> 프랑스 수소 프로젝트 주요 지역 기업

<그림2-53> GRHYD 프로젝트 과정 및 참여기업

<그림2-54> Jupiter 1000 프로젝트

<그림2-55> 마실리아(Masshylia) 프로젝트

<그림2-56> 러시아 최초 수소연료 전차 시범 운행

<그림2-57> 국가별 발전의 탄소 포함량

<그림2-58> 국가별 Power to X 잠재력

<그림2-59> 가즈프롬 파이프라인 보유 현황

<그림2-60> 크리오겐마시 수소 운송 탱크

<그림2-61> 겔리마시 수소 액화 장치

<그림2-62> 호주 수소 생산비용과 천연가스 가격의 변화 추이

<그림2-63> 수소 사용 목적과 가격장벽을 고려한 수소 경쟁력 전망

<그림2-64> 수소 생산을 위한 자원 및 수소 수요지역

<그림2-65> 세계 수소 프로젝트 분포

<그림2-66> 호주 수소 프로젝트 연구시설 분포 및 수소 허브 예정지

<그림2-67> 일본 가정용 연료전지 보급현황

<그림2-68> 가와사키중공업 액화수소 운반선

<그림2-69> 일본 내 연료전지 보급대수 및 에너팜 판매가격

<그림2-70> 중국 중장기 수소에너지 수요 전망

<그림2-71> 중국 수소에너지 제조 구조 변화

<그림2-72> 중국 수소산업 관련 기업 신규 등록 수 변화

<그림2-73> 중국 수소기업의 10대 지역별 분포

Ⅲ. 고정형 수소연료전지발전 시스템 관련 기술 동향과 연구개발 테마

<그림3-1> 가스터빈 발전 개념도

<그림3-2> 국내 발전비율

<그림3-3> 수소 저장·운반 기술 관련 내·외국인 출원 현황(2009∼2018)

<그림3-4> 수소 저장·운반 기술 관련 내·외국인별 출원 현황(2009∼2018)

<그림3-5> 수소 연료전지시스템 연도별 출원동향

<그림3-6> 국가별 출원현황

<그림3-7> 수소 연료전지시스템 주요출원인

<그림3-8> 고효율 수소생산 시스템 연도별 출원동향

<그림3-9> 국가별 출원현황

<그림3-10> 고효율 수소생산 시스템 주요출원인

<그림3-11> 수소충전용 장비 및 부품 연도별 출원동향

<그림3-12> 국가별 출원현황

<그림3-13> 수소충전용 장비 및 부품 주요출원인

<그림3-14> 중소형 수소 액화 저장 시스템 연도별 출원동향

<그림3-15> 국가별 출원현황

<그림3-16> 중소형 수소 액화 저장 시스템 주요출원인

<그림3-17> 고효율 수소생산 시스템 분야 중기 기술개발 로드맵

<그림3-18> 수전해용 차세대 핵심소재부품 중기 기술 개발 로드맵

<그림3-19> 중소형 수소 액화 저장 시스템 분야 중기 기술개발 로드맵

<그림3-20> 수소 저장·운반용 복합 소재 분야 중기 기술개발 로드맵

<그림3-21> 수소충전소 핵심부품 분야 중기 기술 개발 로드맵

<그림3-22> 수소충전용 장비 및 부품 분야 중기 기술개발 로드맵

<그림3-23> 수소 연료전지 시스템 분야 중기 기술개발 로드맵

<그림3-24> 건물용 연료전지 MEA 중기 기술 개발 로드맵

<그림3-25> 연료전지용 열교환기 중기 기술 개발 로드맵

Ⅳ. 수소연료전지 발전 관련 주요업체 사업 동향

<그림4-1> 블룸에너지 서버 개발 예정

<그림4-2> 블룸에너지 서버 구성

<그림4-3> 블룸에너지 수전해 설비 블룸 전해조

<그림4-4> 퓨얼셀에너지 SureSource 시스템

<그림4-5> GEV-발라드 개발 수소 운송선 C-H2

<그림4-6> 발라드파워 제품 성격별 솔루션 라인업

<그림4-7> SFC Energy EFOY Hydrogen Fuel Cell 2.5

<그림4-8> 솔리드파워 BlueGEN BG-15

<그림4-9> 아이신 신형 에너팜 타입S

<그림4-10> 파나소닉 아파트 전용 에너팜

<그림4-11> 파나소닉 수소충전소 H2 Kusatsu Farm

<그림4-12> 미쓰비시 파워 하이브리드 SOFC 시스템

<그림4-13> 후지전기 50kW급 업무용 SOFC

<그림4-14> 오사카가스 가정용 연료전지 시스템 ENE-FARM typeS

<그림4-15> 에어프로덕츠 순제로 수소에너지 생산기지 개념도

<그림4-16> 린데 액화수소 저장탱크 시설

<그림4-17> 지멘스 에너지 가스터빈

<그림4-18> 에스퓨얼셀 연료전지 제품들

<그림4-19> 미코파워 8kW급 SOFC 시스템 TUCY

<그림4-20> STX중공업 1kW급 SOFC시스템 encube

<그림4-21> 비나텍 연료전지 제품

<그림4-22> 포스코-두산중공업 RIST 암모니아 가스터빈 개발 개요

<그림4-23> 롯데케미칼 2030 수소 성장 로드맵

<그림4-24> 한국가스공사 액화수소 메가스테이션 구축안