서론

재생에너지를 이용한 전기분해를 통해 생산되는 녹색 수소는 틈새 시범 사업에서 청정에너지 전환의 핵심 요소로 자리 잡고 있습니다. 새로운 전기분해 기술, 정책 지원, 그리고 인프라 투자의 증가로 인해 녹색 수소는 중공업, 운송, 장기 에너지 저장과 같이 탄소 배출 저감에 어려움을 겪는 산업의 탈탄소화에 점점 더 중요해지고 있습니다.

시장 동향

시장 규모: 녹색 수소 시장 규모는 2024년 83억 8천만 달러에서 2031년 713억 1천만 달러로 증가할 것으로 예상되며, 2025년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 37.8%를 기록할 것으로 전망됩니다. 정부의 재생에너지 투자가 크게 증가함에 따라 녹색 수소 시장의 중요한 트렌드가 지속될 것으로 예상됩니다.

시장 성장 동인

1. 전해조 기술 발전

PEM, 알칼리 금속, 그리고 차세대 AEM/SOEC 시스템은 효율을 낮추는 동시에 희귀 금속/귀금속에 대한 의존도를 낮춥니다. 특정 AEM 스택은 94% 이상의 효율을 자랑합니다.

2. 재생 에너지와의 통합

전해조를 통해 태양광, 풍력, 배터리 저장 문제를 해결함으로써 안정적이고 효율적인 생산이 가능합니다.

3. AI 및 디지털화

지능형 플랜트는 AI, IoT, 디지털 트윈, 예측 분석을 활용하여 전해조의 성능과 신뢰성을 극대화합니다.

4. 운송 및 인프라 혁신

파이프라인, 극저온/액체, 그리고 암모니아, 메탄올과 같은 운반체 형태의 성장은 확장 가능한 친환경 수소 유통의 기반이 됩니다.

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혁신이 시장을 재정의합니다.

고효율 전해조: 기가와트급 모듈식 PEM/알칼리 구성으로 80~95% 이상의 효율을 달성합니다.
필수 미네랄이 없는 AEM 시스템: Cipher Neutron 및 HyMeth와 같은 기업들이 백금/이리듐 의존도를 최소화하기 위해 선구적으로 개발했습니다.
PFAS(과불화화합물)가 없는 멤브레인: 유럽 R&D(TNO, GIRAFFE)에서 무독성 전해조 소재를 개발하고 있습니다.
스마트 생산 플랜트: AI, 디지털 트윈, 예측 유지보수를 적용하여 생산량과 가동 시간을 향상시킵니다.
운송 및 저장 기술: 새로운 극저온 시스템, 파이프라인 개량, 액상 유기 탄화수소(LOHC), 그리고 수소 운반체(암모니아/메탄올)는 물류를 간소화합니다.

주요 기업 및 동향

에어리퀴드
네덜란드에서 10억 유로 규모의 전해조 프로젝트: 에어리퀴드는 토탈에너지(TotalEnergies)와 협력하여 해상 풍력을 연료로 사용하는 두 개의 대형 전해조(200MW 로테르담 공장(ELYgator)과 젤란트에 위치한 250MW 합작 공장)를 건설하고 있습니다. 이 공장들은 연간 약 53,000톤의 친환경 수소를 생산하고 이산화탄소 배출량을 연간 약 500,000톤 감축할 것입니다.
앤트워프-브뤼헤 지역의 암모니아 분해 및 액화 개선: EU로부터 1억 1천만 유로를 지원받은 이 프로젝트는 암모니아에서 재생 수소를 생산 및 액화하여 연간 30만 톤 이상의 배출량을 감축할 것입니다.

2. 지멘스 에너지

AI 기반 수소 플랜트 구성 도구 및 엔지니어링 도구: Simatic PCS neo에 생성형 AI "수소 플랜트 구성 도구", Comos AI 및 AI 기반 SFC 차트를 출시하여 수소 시설의 설계, 계획 및 자동화를 간소화했습니다. 2024년 말/2025년 초 Xcelerator Marketplace를 통해 출시될 예정입니다.
전해조 제조 및 친환경 수소 협업 파트너십: 궈푸 하이드로젠(Guofu Hydrogen)과 전해조 제조 공정 및 생산 시설 표준화를 위한 국제 파트너십 체결. 5월에는 스페인에서 친환경 수소, 암모니아 및 전기 연료 프로젝트 개발을 위해 RIC 에너지와 파트너십을 체결했습니다.

3. 엔지

HYFLEXPOWER 통합 Power-to-X-to-Power 가스터빈: 엔지 솔루션즈는 산업의 탈탄소화를 위한 P2X와 수소 연료 터빈을 결합한 독특한 HYFLEXPOWER 시연 장치를 제공합니다.

성장 기회

중공업 탈탄소화: 철강(DRI), 화학, 정유 산업은 점점 더 친환경 수소에 대한 필요성을 느끼고 있습니다.
모빌리티 및 운송: FCEV(버스, 트럭, 기차), 해상 운송, 미래 항공 산업에 사용됩니다.
에너지 저장 및 그리드 서비스: 재생 에너지 공급에 맞춰 중장기 저장 장치로 사용됩니다.
수출 허브: 인도, 호주, 중동, 북아프리카는 세계 무역을 위해 수소를 대량 생산할 수 있습니다.
수소 클러스터 및 허브: 공동 생산, 파이프라인, 충전 시설을 갖춘 산업 단지가 전 세계적으로 개발되고 있습니다.

추적해야 할 과제

비용 격차: 여전히 회색 수소보다 2~3배 더 비쌉니다. kg당 1~2달러의 패리티를 달성하려면 설비 투자 감소, 규모의 경제, 그리고 저비용 재생 에너지가 필요합니다.
인프라 요건: 파이프라인, 저장, 재충전 및 수출 인프라에 대한 대규모 투자가 필요합니다. 자재 및 공급망 위험: 전해조의 핵심 광물에 대한 의존도는 여전히 걸림돌입니다.

결론: -
녹색 수소 산업은 기술 가격 하락, 강력한 정책 지원, 그리고 산업 규모 확대에 힘입어 급속한 성장기를 겪고 있습니다. 전해조 기술의 발전, 플랜트 운영의 디지털화, 친환경 자재 대체, 그리고 공급망 인프라는 효율성과 규모를 촉진하고 있습니다.