글로벌 친환경 수소 전해조 시장 : 유형별 (고분자 전해질막(PEM), 알칼리수, 고체산화물)

글로벌 그린 수소 전해조 시장은 2023년에 20.2억 달러에 달했으며 2024-2031년 예측 기간 동안 29.9%의 CAGR로 성장하여 2031년에는 179억 달러에 달할 것으로 예상됩니다.
수전해조는 전기 에너지를 사용하여 물을 구성하는 수소와 산소 분자로 효율적으로 분리하는 과정인 전기분해를 통해 수소를 생산하도록 설계된 기술 장치입니다. 전 세계적으로 산업계와 정부가 탈탄소화 방향으로 전환함에 따라 친환경 수소 전해조 시장은 견고한 성장세를 보이고 있습니다.
2023년 인도 정부는 국내 수전해조 제조를 강화하기 위해 생산 연계 인센티브(PLI) 제도를 도입했습니다. 이 이니셔티브는 인도를 전해조 생산의 글로벌 리더로 자리매김하기 위한 광범위한 녹색 수소 전환을 위한 전략적 개입(SIGHT) 프로그램의 핵심 구성 요소입니다.
유럽연합은 2030년까지 온실가스 배출량을 55% 이상 감축하고 2050년까지 기후 중립을 달성하는 등 야심찬 기후 목표를 설정했습니다. 이를 위해 재생 에너지원의 채택과 수전해기를 통해 친환경 수소를 생산하는 수소 경제의 발전을 주도하고 있습니다. 예를 들어 독일의 GET H2 누클레우스 프로젝트는 2030년까지 700MW 규모의 수소 생산 시설용 전해조 공장을 건설하는 데 초점을 맞추고 있습니다.

시장 역학
청정 에너지 솔루션에 대한 수요 증가
지속 가능한 저탄소 에너지원으로의 글로벌 전환은 전해조 시장의 중요한 동인입니다. 정부와 산업계는 감축하기 어려운 부문의 탈탄소화에 있어 친환경 수소의 역할을 점점 더 인식하고 있습니다.
2050년까지 기후 중립을 달성하겠다는 유럽연합의 약속은 수소 인프라에 대한 상당한 투자로 이어졌습니다. EU 수소 전략은 2030년까지 재생 가능한 수소 생산량 1,000만 톤을 목표로 하고 있으며, 이에 따라 전해조 수요가 증가하고 있습니다.
그린 수소에 대한 투자 급증
그린 수소의 다재다능함으로 인해 운송, 산업 공정, 에너지 발전 등 다양한 분야에 걸쳐 광범위한 응용 분야가 열리고 있습니다. 이로 인해 전해조 수요가 증가하고 있습니다. 운송 부문에서는 일본과 독일과 같은 국가에서 대중교통 시스템에 수소를 통합하려는 노력의 선두에 서면서 수소 연료 전지가 주목을 받고 있습니다.
수소 프로젝트에 대한 글로벌 투자도 급증하고 있습니다. 2023년 투자액은 전년 대비 31% 증가한 5,700억 달러에 달했습니다. 이러한 성장은 청정 에너지 전환의 핵심 요소로서 수소에 대한 투자가 확대되고 있음을 보여줍니다.
안전 문제와 대중의 인식 문제
수소는 가연성이 높은 가스로서 생산, 저장 및 운송 과정에서 안전 위험이 존재합니다. 이러한 위험은 적절한 설계와 취급 절차를 통해 관리할 수 있지만, 여전히 특정 응용 분야에서 수소 전해조가 광범위하게 채택되는 데 제약으로 작용할 수 있습니다.
2019년 노르웨이 키르보의 한 주유소에서 수소 저장 탱크가 폭발하는 사고가 발생했습니다. 저장 시설의 누출로 인해 발생한 이 사고로 인해 수 킬로미터 떨어진 곳에서 대규모 폭발이 감지되어 2명이 부상을 입었고 전국 수소 충전소가 일시적으로 폐쇄되었습니다. 이 사건으로 인해 수소 안전에 대한 대중의 신뢰도가 크게 하락했고, 사고 이후 몇 달 동안 노르웨이의 수소차 판매량은 70% 이상 급감했습니다.
시장 세그먼트 분석
글로벌 그린 수소 전해조 시장은 유형, 용량, 용도 및 지역에 따라 세분화됩니다.
운영 유연성 및 컴팩트한 설계로 PEM 전해조 성장 견인
고분자 전해질 막(PEM) 전해조는 2024-2031년 예측 기간 동안 시장의 35% 이상을 차지하는 지배적인 부문이 될 것으로 예상됩니다. 재생 에너지원과 효율적으로 통합할 수 있는 이 기술의 능력으로 인해 상당한 성장이 이루어지고 있으며, 높은 효율성과 변동하는 전력 입력에 대한 적응성으로 인해 PEM 전해조는 시장에서 지배적인 역할을 하고 있습니다.
PEM 전해조는 기존 알칼리 전해조에 비해 특히 작은 규모에서 뛰어난 효율성과 도시 및 공간 제약이 있는 애플리케이션에 유리한 컴팩트한 디자인 등 뚜렷한 이점을 제공합니다. 이러한 특징은 운영 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 급성장하는 그린 수소 부문에서 선호되는 선택으로 자리매김하고 있습니다.
시장 지리적 점유율
아시아 태평양 지역 상위 경제권의 수요 증가
아시아 태평양 지역은 전 세계 그린 수소 전해조 시장에서 상당한 점유율을 차지하며 시장을 지배할 것으로 예상됩니다. 중국, 인도, 호주가 아시아 태평양 지역의 그린 수소 수요의 대부분을 차지합니다. 중국은 2,000만 톤의 생산량으로 전 세계 그린 수소 시장을 주도하고 있으며, 전 세계 생산량에서 주목할 만한 점유율을 차지하고 있습니다.
마찬가지로 인도는 2070년까지 순배출량 제로를 달성하는 것을 목표로 하고 있으며, 생산연계 인센티브(PLI) 제도를 도입하여 현지 수전해장치 제조를 촉진하고 있습니다. 인도의 친환경 수소 전해조 시장은 상당한 투자와 청정 에너지에 대한 인도의 노력에 힘입어 2030년 40억 달러에서 2050년까지 780억 달러로 성장할 것으로 예상됩니다.

지속 가능성 분석
전해조로 재생 에너지원에서 생산된 친환경 수소는 화석 연료로 생산된 수소보다 온실가스 배출량을 최대 95%까지 줄일 수 있습니다. 수소위원회에 따르면 1kg의 그린 수소를 생산하면 기존 방식에 비해 약 10kg의 CO2 배출량을 줄일 수 있다고 합니다.
그린 수소는 고밀도 에너지 저장 솔루션을 제공합니다. 일반적인 PEM 수전해 시스템은 입력된 전기의 최대 80%를 수소 에너지로 변환할 수 있지만, 배터리와 같은 기존 에너지 저장 기술의 경우 약 60%에 불과합니다. 영국의 “HyDeploy” 프로젝트는 그린 수소를 사용하여 그리드에서 천연 가스와 혼합함으로써 수소가 어떻게 에너지 공급을 안정화하고 재생 에너지원의 통합을 향상시킬 수 있는지 보여줍니다.
전기분해기는 생산량이 많은 기간 동안 여분의 재생 에너지를 흡수하여 수소 형태로 저장하는 데 도움이 됩니다. 이 기능은 전력망의 균형을 맞추고 재생 에너지의 안정적인 공급을 보장하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어 독일의 “H2 Future” 프로젝트는 전해조와 풍력을 통합하여 잉여 에너지를 활용함으로써 그리드 안정성을 지원합니다.
러시아-우크라이나 전쟁의 영향
전쟁으로 인해 전 세계 에너지 가격, 특히 천연가스 가격이 크게 변동했습니다. 천연가스는 증기 메탄 개질(SMR)을 통한 수소 생산에 중요한 원료이므로 가격 변동성은 수소 생산 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 천연가스 가격이 치솟으면 수소 생산 비용이 증가하여 친환경 수소 프로젝트의 경제성이 떨어집니다. 분쟁의 초기 단계에서 유럽의 천연가스 가격은 200% 이상 급등했습니다. 이러한 급격한 상승은 수소 생산 비용을 더욱 비싸게 만들었고, 전통적인 에너지원에 의존하는 수소 프로젝트에 재정적 압박을 가했습니다.
또한, 이 전쟁은 글로벌 공급망에 심각한 혼란을 초래했으며, 특히 전해조 제조에 필수적인 원자재와 부품 조달에 영향을 미쳤습니다. 친환경 수소 생산에 필수적인 수전해조에는 희토류 금속과 정밀 부품 등 다양한 특수 소재가 필요합니다. 전쟁으로 인해 무역 제한, 인프라 손상, 물류 문제 등으로 인해 이러한 원자재의 흐름에 차질이 빚어지고 있습니다.
유형
고분자 전해질막(PEM) 전해조
알칼리수 전해조
고체 산화물 전해조
용량
낮음(최대 500kW)
중간(500kW~2,000kW)
높음(2,000kW 이상)
애플리케이션
발전소
철강 공장
전자 및 태양광 발전
산업용 가스
수소전기차를 위한 에너지 저장 또는 연료 공급
전력-가스
에너지
기타
지역
북미
미국
캐나다
멕시코
유럽
독일
영국
프랑스
이탈리아
스페인
기타 유럽
남미
브라질
아르헨티나
기타 남아메리카
아시아 태평양
중국
인도
일본
호주
기타 아시아 태평양 지역
중동 및 아프리카
주요 개발
2024년, 지멘스 에너지는 독일 엠덴의 전력회사 EWE가 운영하는 친환경 수소 플랜트에 280메가와트급 전기분해 시스템을 공급하는 계약을 체결했습니다. 2027년에 가동 예정인 이 플랜트는 연간 최대 26,000톤의 그린 수소를 생산하여 철강과 같은 산업에서 연간 약 80만 톤의 CO2 배출량을 줄일 수 있을 것으로 예상됩니다. 재생 에너지의 효율성과 유연성으로 유명한 지멘스 에너지의 PEM 기술이 활용되며, 베를린 기가와트 공장에서 생산된 스택이 사용될 예정입니다.
쉘은 2022년 장자커우시 교통건설투자지주그룹과의 합작투자의 일환으로 중국 장자커우에 세계 최대 규모의 수소 전기분해기를 가동하기 시작했습니다. 2022년 동계 올림픽을 앞두고 생산을 시작한 이 20메가와트급 수전해기는 대회에 사용되는 연료전지 차량에 친환경 수소를 공급했습니다. 합작 회사는 향후 2년 내에 전해조 용량을 60메가와트까지 확장할 계획입니다.
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1. 방법론 및 범위
   1. 연구 방법론
   2. 보고서의 연구 목적 및 범위
2. 정의 및 개요
3. 임원 요약
   1. 유형별 스니펫
   2. 용량별 스니펫
   3. 애플리케이션별 스니펫
   4. 지역별 스니펫
4. 역학
   1. 영향 요인
      1. 동인
         1. 청정 에너지 솔루션에 대한 수요 증가
         2. 친환경 수소에 대한 투자 급증
      2. 제약 요인
         1. 안전 문제와 대중의 인식 문제
      3. 기회
      4. 영향 분석
5. 산업 분석
   1. 포터의 다섯 가지 힘 분석
   2. 공급망 분석
   3. 가격 분석
   4. 규제 분석
   5. 러시아-우크라이나 전쟁 영향 분석
   6. DMI 의견
6. 유형별
   1. 소개
      1. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
      2. 유형별 시장 매력도 지수
   2. 고분자 전해질막(PEM) 전해조
      1. 소개
      2. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석(%)
   3. 알칼리수 전해조
   4. 고체 산화물 전해조
7. 용량별
   1. 소개
      1. 용량별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
      2. 시장 매력도 지수, 용량별
   2. 낮음(최대 500kW)
      1. 소개
      2. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
   3. 중간(500kW~2,000kW)
   4. 높음(2,000kW 이상)
8. 애플리케이션
   1. 소개
      1. 애플리케이션별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
      2. 애플리케이션별 시장 매력도 지수
   2. 발전소
      1. 소개
      2. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
   3. 철강 플랜트
   4. 전자 및 태양광
   5. 산업용 가스
   6. 수소전기차를 위한 에너지 저장 또는 연료 공급
   7. 전력-가스
   8. 기타
9. 지속 가능성 분석
   1. 환경 분석
   2. 경제 분석
   3. 거버넌스 분석
10. 지역별
    1. 소개
       1. 지역별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
       2. 지역별 시장 매력도 지수
    2. 북미
       1. 소개
       2. 주요 지역별 역학 관계
       3. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%), 유형별
       4. 용량 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       5. 애플리케이션 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       6. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%), 국가 별
          1. 미국
          2. 캐나다
          3. 멕시코
    3. 유럽
       1. 소개
       2. 주요 지역별 역학 관계
       3. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
       4. 용량 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       5. 애플리케이션 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       6. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%), 국가 별
          1. 독일
          2. 영국
          3. 프랑스
          4. 이탈리아
          5. 스페인
          6. 기타 유럽
       7. 남미
       8. 소개
       9. 주요 지역별 역학 관계
       10. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
       11. 용량 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       12. 애플리케이션 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       13. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%), 국가 별
           1. 브라질
           2. 아르헨티나
           3. 나머지 남미
    4. 아시아 태평양
       1. 소개
       2. 주요 지역별 역학 관계
       3. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
       4. 용량 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       5. 애플리케이션 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       6. 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%), 국가 별
          1. 중국
          2. 인도
          3. 일본
          4. 호주
          5. 기타 아시아 태평양 지역
    5. 중동 및 아프리카
       1. 소개
       2. 주요 지역별 역학 관계
       3. 유형별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장률 분석(%)
       4. 용량 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
       5. 애플리케이션 별 시장 규모 분석 및 전년 대비 성장 분석 (%)
11. 경쟁 환경
    1. 경쟁 시나리오
    2. 시장 포지셔닝/점유율 분석
    3. 인수합병 분석
12. 기업 프로필