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2022 그린모빌리티로의 전환을 위한 글로벌 수소자동차 기술개발 동향과 시장전망
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출판사 씨에치오 얼라이언스
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 2022년 1~2월 전 세계 수소자동차 판매량에서 현대차가 도요타를 앞서며 선두를 유지했다. 글로벌 기업 및 세계 주요국은 경쟁적으로 탄소중립을 선언하며 이에 따른 그린모빌리티로의 전환 움직임이 가속화되고 있다. 특히 수소자동차는 친환경차 개발 보급과 수소경제 활성화라는 정책에 따른 동반성장이 예상되며, 전기차에 비해 긴 주행거리와 낮은 연료 무게를 가져 장거리 운행이 유리함에 따라 수소상용차에 관한 연구도 활발히 진행되고 있다. 


SNE리서치에 따르면 2021년 연간 세계 각국에 등록된 수소자동차의 총판매량은 전년대비 83.0% 증가해 1.7만대를 넘어섰다. Marklines은 2021~2030년 글로벌 수소자동차 시장은 연평균 57% 성장할 것으로 전망했으며, 또한 H2리서치는 2030년에는 수소자동차가 100만대를 넘어선 105만대 규모로 성장하고, 누적 보급대수는 350만 대에 이를 것으로 전망했다. 특히 BloombergNEF는 2025년 글로벌 수소자동차 판매량 3.4만 대 중 한국과 일본이 전체 판매량의 65%를 차지할 것으로 예상했다. 


수소자동차 산업은 미국, 유럽, 일본, 중국, 한국 등 자동차 선진국이 앞다투어 경쟁 중에 있다. 각국은 수소자동차 기술 로드맵을 발표하며 기술선도를 위해 노력 중인데 미국은 지방정부 및 민간기업 중심으로 수소트럭·지게차 등 수소 생태계를 확대하고 있고, 중국 또한 신에너지차 기술 로드맵 발표 이후 상용차를 중심으로 연료전지차 시장이 급속도로 발전하고 있다. 일본은 도요타, 혼다 중심으로 수소자동차 기술개발 및 보급을 주도하고 있으며, 독일도 주요 자동차 메이커들을 중심으로 프로토타입을 제시하고 있다. 


우리나라는 무공해자동차 전환 가속화 방안, 제1차 수소경제 이행 기본계획 등을 발표하며 수소경제 이행 및 수소자동차로의 전환을 위한 목표와 추진과제 등을 설정하였고, 현대자동차를 중심으로 수소차 기술개발에 속도를 내고 있다. 


한편, 궁극적으로 탄소배출 제로를 실현하기 위해서는 수소자동차 원료원인 수소에너지에 대해 그린수소 생산 및 공급기술 확보가 필요하다. 이에 글로벌 완성차 업체뿐만 아니라 연료전지·수소 인프라 업체들은 그린수소 생산에도 힘쓰고 있다. 도요타는 그린수소를 제조·활용하는 수소충전소 설치를 계획하고 있으며, 플러그파워는 그린수소 플랜트를 구축해 그린수소 생산량을 확대할 계획이다. 


이에 당사는 수소자동차 산업뿐 아니라 수소 생산, 저장, 운송, 충전 등 수소 기술의 응용 동향을 포함해 기타 수소모빌리티 및 수소연료전지 등 다양한 수소자동차 관련 산업동향과 기술개발 동향을 조사·정리하였으며, 글로벌 시장 동향과 전망, 국내외 정책 및 선도기업의 전략에 관해서도 소개하였다. 모쪼록 본 보고서가 수소자동차 산업 종사자뿐만 아니라 관련 분야에 관심을 갖고 계시는 모든 분들의 업무에 미력하나마 도움이 되길 바란다.




2022년 05월 02일

산업조사 2팀 팀장(PM) 김 하 나














Ⅰ. 수소경제 개요 및 수소자동차 산업 동향


1. 수소경제 개요와 밸류체인 동향

  1-1. 수소경제 개요

    1) 수소경제의 의미

    2) 주요국 수소 전략

      (1) 미국

      (2) EU

      (3) 중국

      (4) 일본

      (5) 호주

      (6) 영국

      (7) 스페인

      (8) 칠레

      (9) 국내

    3) 국내외 수소시장 동향

      (1) 글로벌 수소시장 현황 및 전망

      (2) 국내 수소시장 현황 및 전망

  1-2. 수소경제 밸류체인 구성과 동향

    1) 수소 생산

      (1) 수소 생산 개요

      (2) 수소 생산 동향

    2) 수소 저장

      (1) 수소 저장 개요

      (2) 수소 저장 동향

    3) 수소 운송

      (1) 수소 운송 개요

      (2) 수소 운송 동향

    4) 수소 충전

      (1) 수소 충전 개요

      (2) 수소 충전 동향

    5) 수소 활용

      (1) 수소 활용 개요

      (2) 수소 활용 동향


2. 수소연료전지 기술 및 시장 동향

  2-1. 수소연료전지 개요 및 연구개발 동향

    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

  2-2. 국내외 수소연료전지 시장 동향

    1) 글로벌 연료전지 시장 전망

    2) 국내 연료전지 시장 전망


3. 수소자동차 산업 동향

  3-1. 수소자동차 개요 및 산업 동향

    1) 수소자동차 정의 및 특징

    2) 수송부문 수소자동차 역할

    3) 수소자동차 가치사슬

  3-2. 수소충전소 구축 현황 및 전망

    1) 수소충전소 개요

    2) 수소충전소 규격

      (1) 수소연료공급시스템 일반 성능 규격

      (2) 수소연료공급시스템 설비 성능 규격

    3) 수소충전소 기술개발 동향

    4) 수소충전소 구축 현황

      (1) 글로벌 수소충전소 구축 현황

      (2) 국내 수소충전소 구축 현황 및 전략

  3-3. 기타 수소 모빌리티 기술개발 동향

    1) 수소연료전지 선박

      (1) 수소연료전지 선박 기술개발 배경

      (2) 수소연료전지 선박 개요

      (3) 국내외 수소연료전지 선박 개발 동향

      (4) 암모니아 추진선 개발 동향

    2) 수소연료전지 열차

      (1) 수소연료전지 열차 개요

      (2) 국내외 수소연료전지 열차 개발 동향

    3) 수소연료전지 드론

      (1) 글로벌 드론 시장 동향

      (2) 국내외 수소연료전지 드론 개발 동향

    4) 수소연료전지 건설기계

      (1) 수소연료전지 건설기계 개요

      (2) 수소연료전지 건설기계 개발 동향


Ⅱ. 수소자동차 시장 및 정책 동향


1. 글로벌 수소자동차 시장 및 정책 동향

  1-1. 글로벌 수소자동차 시장 동향

    1) 글로벌 수소자동차 시장 현황 및 전망

    2) 글로벌 수소자동차 산업 동향

  1-2. 주요국 수소자동차 시장 및 정책 동향

    1) 미국

      (1) 미국 수소자동차 시장 동향

      (2) 미국 수소자동차 관련 정책 동향

    2) 중국

      (1) 중국 수소자동차 시장 동향

      (2) 중국 수소자동차 관련 정책 동향

    3) 일본

      (1) 일본 수소자동차 시장 동향

      (2) 일본 수소자동차 관련 정책 동향

    4) 독일

      (1) 독일 수소자동차 시장 동향

      (2) 독일 수소자동차 관련 정책 동향

    5) 영국

      (1) 영국 수소자동차 시장 동향

      (2) 영국 수소자동차 관련 정책 동향

    6) 프랑스

      (1) 프랑스 수소자동차 시장 동향

      (2) 프랑스 수소자동차 관련 정책 동향

    7) 호주

      (1) 호주 수소자동차 시장 동향

      (2) 호주 수소자동차 관련 정책 동향

    8) 러시아

      (1) 러시아 수소자동차 시장 동향

      (2) 러시아 수소자동차 관련 정책 동향


2. 국내 수소자동차 시장 및 정책 동향

  2-1. 국내 수소자동차 시장 동향

    1) 국내 수소자동차 시장 현황 및 전망

    2) 국내 수소자동차 산업 동향

  2-2. 국내 수소자동차 정책 동향

    1) 무공해자동차 전환 가속화 방안

      (1) 추진전략

      (2) 핵심 추진과제

    2) 제1차 수소경제 이행 기본계획

      (1) 비전 및 전략

      (2) 주요 추진과제

    3) 제4차 친환경자동차 기본계획(2021~2025)

      (1) 목표 및 추진전략

      (2) 친환경차 개발 및 보급 추진계획


Ⅲ. 수소자동차 기술개발 동향 및 특허 동향과 전략기술 개발로드맵, 연구개발 테마


1. 수소자동차 차종별·구성장치별 기술개발 동향

  1-1. 수소자동차 기술 개요 및 현황

    1) 수소자동차 구동원리 및 구조

    2) 수소자동차 기술 현황

      (1) 수소자동차의 주요 특성

      (2) 수소자동차의 연비 경쟁력

    3) 수소차용 연료전지를 이용한 발전시스템

  1-2. 수소자동차 차종별 기술개발 동향

    1) 승용차 부문 기술개발 동향

      (1) 수소승용차 핵심기술과 참여업체

      (2) 수소승용차 기술개발 목표

      (3) 연구개발사업 추진 현황

    2) 상용차 부문 기술개발 동향

      (1) 친환경 상용차 시장 동향

      (2) 수소상용차 도입 현황 및 전망

      (3) 주요국 수소상용차 전략

      (4) 수소상용차 핵심기술과 참여업체

      (5) 수소상용차 기술개발 목표

      (6) 연구개발사업 추진 현황

  1-3. 수소자동차 구성장치 기술개발 동향

    1) 수소공급시스템

      (1) 수소저장장치

      (2) 수소공급장치

      (3) 수소(연료)순환장치

    2) 연료전지 스택

      (1) 막전극접합체(MEA)

      (2) 가스확산층(GDL)

      (3) 분리판(Separator)

      (4) 가스켓

    3) 공기공급시스템

      (1) 공기 블로워

      (2) 에어클리너

      (3) 가습기

    4) 열관리시스템

    5) 전기생성시스템


2. 수소전기차 관련 유망 특허 동향과 중소기업형 전략기술 개발로드맵

  2-1. 수소전기차 기술 관련 유망 특허 동향

    1) 수소차 부품 특허 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    2) 전력공급 및 저장시스템 특허 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

    3) 수소차 충전시스템 특허 동향

      (1) 연도별 출원동향

      (2) 국가별 내·외국인 출원현황

      (3) 주요 출원인 분석

  2-2. 수소전기차 중소기업형 전략기술개발 로드맵

    1) 수소차 부품 기술개발 로드맵

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    2) 전력공급 및 저장시스템 기술개발 로드맵

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표

    3) 수소차 충전시스템 기술개발 로드맵

      (1) 핵심 요소기술

      (2) 기술로드맵

      (3) 핵심 요소기술 연구목표


3. 수소전기차 관련 핵심기술 개발 연구테마

  3-1. 2022년도 자동차 기술분야 신규지원 연구테마

    1) (총괄) 대형 수소전기상용차 전용플랫폼용 공통요소부품기술 개발

    2) (1세부) 수소전기상용차 조향·제동 시스템용 공통요소부품기술 개발

    3) (2세부) 수소전기상용차 냉각순환시스템용 공통요소부품 기술 개발

    4) (3세부) 수소전기상용차 반능동 현가시스템용 공통요소부품기술 개발

    5) (총괄) 수소전기버스용 열관리시스템 효율 향상 및 시장경쟁력 제고 기술 개발

    6) (1세부) 수소전기버스 연료전지시스템용 150kW급 냉각모듈 고효율화 기술 개발

    7) (2세부) 수소전기버스용 온도제어시스템 기능 통합 및 효율 개선 기술 개발

    8) (3세부) 수소전기버스 열관리 최적화를 위한 실차 검증 기술 개발

    9) (총괄) 수소전기상용차 시장경쟁력 확보를 위한 고전력밀도 전력변환기술 개발

    10) (1세부) 수소전기상용차 전장부품의 고전력밀도화를 위한 전력모듈 및 통합 회로기술 개발

    11) (2세부) 고전력밀도 전력변환장치용 자성소자 소형화 및 고주파 대응 기술 개발

    12) (3세부) 수소전기상용차용 전력변환장치 전력밀도 향상 및 차량 장착성 확보기술 개발

    13) 상용수소전기차 액체수소저장시스템용 요소기능부품 기술개발

    14) (총괄) 수소모빌리티 확대를 위한 개방형 연료전지 시스템 설계 및 검증 플랫폼 기술 개발

    15) (1세부) 연료전지시스템 적용분야 확대를 위한 모빌리티 운행모드 개발

    16) (2세부) 수소모빌리티 확대를 위한 개방형 연료전지시스템 설계/해석 플랫폼 및 활용 기술 개발

    17) (3세부) 개방형 연료전지시스템 설계 플랫폼 적용 및 검증기술 개발

    18) (3세부) 전기수소차를 위한 수소누출감지 MCU 기술개발

  3-2. 2022년도 에너지 기술분야 신규지원 연구테마

    1) 수소지게차 상용화를 위한 실증 기반 신뢰성 검증 기술 개발

    2) 수소버스 연료전지 하이브리드 최적화 기술개발 및 실증

    3) 건설 농기계용 스키드 로더급 50kW급 수소 다중 동력 시스템 개발 및 실증

    4) 항공용 수소모빌리티 안정 운용을 위한 핵심기술 개발

    5) 연료전지 선박의 평가, 분류 및 설계 가이던스 개발

    6) 수소충전소 설계 및 운전 안전성 검증 사전 진단프로그램 개발

    7) 액화수소 충전소 구축 연계 안전성 평가/실증 및 안전기준 개발

    8) 수소상용차용 수소저장용기 및 저장량 조절 제어기 개발

    9) 액화수소 충전소용 저장탱크 및 수소공급시스템 기술개발


Ⅳ. 수소자동차 핵심 플레이어 사업동향과 전략


1. 해외 업체

  1-1. 완성차 업체

    1) (일본) Toyota

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    2) (프랑스) Renault

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    3) (미국) GM

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    4) (독일) Daimler

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    5) (독일) BMW

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

  1-2. 연료전지 및 부품 업체

    1) (미국) Plug Power

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    2) (미국) Cummins

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    3) (캐나다) Ballard Power Systems

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    4) (영국) Ceres Power

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    5) (일본) Panasonic

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

  1-3. 수소 인프라 업체

    1) (미국) Air Products

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    2) (영국) ITM Power

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    3) (프랑스) Air Liquide

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    4) (프랑스) Total Energies

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    5) (독일) Linde

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    6) (독일) Siemens

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    7) (일본) Asahi Kasei

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    8) (일본) Iwatani Corporation

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향


2. 국내 업체

  2-1. 완성차 업체

    1) 현대자동차

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

  2-2. 연료전지 및 부품 업체

    1) 현대모비스 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    2) 포스코인터내셔널 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    3) 코오롱인더스트리

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    4) 효성첨단소재

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    5) 세종공업

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    6) 두산퓨얼셀 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    7) 동양피스톤 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    8) 동아화성 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    9) 상아프론테크 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    10) 일진하이솔루스

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    11) 비나텍

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    12) 에스퓨얼셀 

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

  2-3. 수소 인프라 업체

    1) POSCO홀딩스

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    2) 두산에너빌리티

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    3) 롯데케미칼

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    4) 한화솔루션

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    5) SK E&S

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    6) 효성중공업

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향

    7) 제이엔케이히터

      (1) 회사현황

      (2) 수소자동차 관련 사업 동향


Ⅴ. 참고자료