발행일 2018. 02. 05 발행처융합연구정책센터 2018 FEBRUARY vol.107 Technology Industry Policy 수소연료전지차국내외산업동향 김보림김희철 융합연구정책센터
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 수소연료전지차국내외산업동향 김희철 융합연구정책센터 선정배경 01 2015년 12월, 2020년만료예정인교토의정서를대체하는파리협정 (Paris Agreement) 이채택된후수소연료전지차에대한필요성증대 - 2017 년 1월에열린다보스포럼 (Davos World Economic Forum) 에서아시아, 유럽, 미국의주요기업 CEO와국가정책담당자로구성된 수소협의체 (Hydrogen Council) 를설립 2017년 11월 13일, 수소협의체는 Sustainability Innovation Forum에서연료전지차의보급전망을 2030년까지승용차타입 1,000만 1,500만대, 트럭 50만대로예측수소연료전지차는경제적효과, 에너지수급, 친환경측면등에서많은장점을가지고있음 - ( 고효율성 ) 이론상수소에너지의효율성은 85% 로서, 가솔린엔진 27%, 디젤엔진 35% 와비교하여매우높은수준 - ( 에너지수급용이성 ) 리튬이온배터리를널리사용하는전기자동차의경우리튬자원고갈의위험이있으나, 수소의원료가되는물은비교적쉽게획득이가능 - ( 친환경에너지 ) 지구온난화의원인이되는배기가스를배출하는가솔린엔진과달리물을방출하는친환경에너지사용 - ( 대형차적용가능 ) 연료무게가상대적으로가볍기때문에, 소형 / 중형차중심인전기자동차에비하여대형차에도적용가능한이점이있음 - ( 높은주행거리 ) 높은주행거리는수소연료차의대표적인장점으로, 1회충전시주행가능거리는도요타 Mirai의경우 480km, 현대 Tuscon ix의경우 415km수준 그림 1. 친환경자동차차량크기, 주행가능거리, 가능용도별비교 차량크기 하이브리드 (HV,PHV) 수소연료차 (FCV) 전기차 (EV) 연료 1 회충전시주행가능거리 02 출처 Mark Lines, KOTRA 디트로이트무역관편집
2018 January vol.107 수소연료전지차국내외산업동향 개요 02 ( 정의 ) 수소차 는크게수소를연료로내연기관을작동시키는 수소연료차 와수소를산소와반응시킬때 만들어지는전기로움직이는 수소연료전지차 로구분 ( 특징 ) 일반전기차가 2 차전지를활용하여저장 / 충전된전기를동력원으로사용한다면, 수소연료전지차 는 수소를에너지원으로연료전지를통해전기를자체생산 - 대표적인모델은현대 Tucson FCEV, 도요타 Mirai, 혼다 Clarity 등 표 1. 수소차의구분 구분 기본개념 구동원리 수소연료차 (Hydrogen Fueled Car) - 가솔린자동차와비슷한내연기관엔진사용 - 수소와가솔린을함께사용하는 하이브리드 형태가대부분 - 수소또는수소및가솔린이함께연소 - 내연기관내에서연소를통해얻어진에너지활용 수소연료전지차 (Hydrogen Fuel Cell Vehicle) - 내연기관엔진이없음 - 연료전지를통해생산된전기를동력원으로사용 - 연료전지내에서생산된전기를동력원으로사용 - 수소 / 산소의역전기분해화학작용 엔진유무 - 수소연소에필요한개량형엔진필요 - 엔진이필요없음 장점 - 내연기관자동차와유사, 빠른보급확대가능 - 내연기관대비높은동력효율 - 생산되는부산물은전기 + 물 + 열, 무공해운송수단 단점 - 낮은동력효율 - 높은연료전지가격 주요업체및모델 - 포드, 마즈다, BMW 등 - 현대, 도요타, 혼다, BMW 등 출처 IRS Global, SK 증권 03
재료비40% Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 시장동향 03 세계적으로수소연료전지차양산이가능한곳은소수에불과 - 현대자동차는 2019 년수소연료전지차가격을 3 천만원대로낮추는것을목표 - 수소연료전지차는연료전지스택 (Stack) 과수소연료탱크가각격의약 40% 이상차지 그림 2. 수소연료전지차원가구조 40% 20% - 연료전지스택 (Stack) - 운전장치 - 수소탱크 - 배터리 / 섀시등 - 연구개발비 / 판관비등 수소차 3 대핵심부품가격의약 40% 이상차지 출처한국자동차산업연구소, SK 증권 친환경이동수단의패권을놓고전기차와수소차간의경쟁은갈수록치열해질것으로전망 - 전기차는지난한해만 75 만대이상판매 - 그에비해현대 Tucson ix FCEV 는 240대, 도요타 Mirai 는 1,000대판매되어저조한수준 - 향후글로벌수소충전소확충에따라판매대수가증가할것으로전망 04
2018 January vol.107 수소연료전지차국내외산업동향 그림 3. 수소연료전지차글로벌판매대수전망 수소연료전지차글로벌판매대수전망 ( 단위 : 대 ) 80,000 71,583 60,000 40,000 36,995 20,000 16,744 725 1,900 5,778 2015 년 2016 년 2017 년 2018 년 2019 년 2020 년 출처 Information Trends, SK 증권 해외동향 04 수소연료전지차와관련하여활발한움직임을보이는국가는일본, 미국, 유럽등이있으며, 각국은수소의 생산, 저장 / 유통, 이용과관련하여정책적인우선순위에서차이점을보이고있음 표 2. 주요국의수소연료전지차관련정책개요 구분일본미국유럽 대표 - 4차에너지기본계획 - 2040년수소 연료전지전략로드맵 - Hydrogen Posture Plan Department of Energy - 유럽 : FCH JU - 독일 : NIP 정책 - CaFCP (California Fuel Cell Partnership) - 영국 : UK H2 Moblility - 프랑스 : H2 Mobility France 배경 - 연료전지기술선도 - 수소전기차상용화임박 수소수요확대에대응 - 셰일혁명에의한천연가스가격하락 - 천연가스활용방안모색 - 석유화학산업부활 - 신재생에너지산업이성숙단계에진입 - 신재생에너지의잉여전력활용방안모색 정책 특징 - 수소전기차용수소충전소확충 - 캘리포니아주에서미국전역으로확산 - 수소전기차용수소충전소확충 - 수소전기차용수소충전소확충 출처호서대학교, 충남신재생에너지산업화발전계획과수소경제사회구현전략수립연구용역최종보고서, 2016. 12. 발췌 05
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP - ( 일본 ) 2014년 6월수소사회실현을위하여 수소연료전지전략로드맵 을발표하였고, 2014년 4차국가 에너지기본계획 을통해수소사회추진을명문화하고있음 수소연료전지전략로드맵 에서는수소연료전지자동차, 가정용연료전지, 수소발전등의도입과함께수소수요의확대와필요에대응하기위해수소공급망구축을추진 - ( 미국 ) Department of Energy(DOE) 와캘리포니아주정부주도로수소연료전지차상용화를위한인프라구축프로젝트진행 - ( 유럽 ) 2015년초에 SET-Plan(The European Starategic Energy Technology Plan) 을발표하였으며, 미래의지속가능한에너지시스템을위한 8가지기술에연료전지기술을포함 표 3. 유럽국가별수소정책개요 구분 영국 주요정책내용 - 배출가스무배출차량이외의모든차량에보유세를부과 (2017. 04.) - UK H2 Mobility (2012) 의 Phase 2 진행 - 2020년수소충전소 65개소보급예정 독일 - 2002 년 CEP(Clean Energy Partnership) 결성 - 2016 년까지수소전기차기술개발과실증사업화에 14 억유로를투자 - 2020 년까지총 400 개소의수소충전소설치예정 프랑스 - 재산업화계획중의한파트로수소연료전지선정 - Maxity Fuel Cell Plan 을통해연료전지트럭실증사업진행 - 2030 년수소충전소 600 개소, 수소전기차 80 만대보급예정 미국, 일본, 유럽등주요선진국들을중심으로기술표준및규정을국제규격화하기위한활동진행중 - (IPHE) 수소 연료전지분야의연구개발및실증 이용추진을위한국제협력을목표로 2003년, 국제수소 연료전지경제파트너십인 IPHE(International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy) 설립 - (ISO) 국제표준화기구인 ISO(International Organization for Standardization) 는 ISO/DTR 19880-1을통해수소충전소일반사항에대한표준을지정 최근에는글로벌기업인일본의도요타, 혼다와독일의벤츠등이상업화로두각을드러냄 06
2018 January vol.107 수소연료전지차국내외산업동향 표 4. 글로벌주요기업및제품 기업명도요타혼다메르세데스벤츠 내용 - 1996년부터수소차시험모델제작개시 - 최고속력 178km/h, 주행거리 501km - 주력제품 : Mirai - 수소차기술과동시에수소스테이션기술보유 - 최고속력 170km/h, 주행거리 750km - 주력제품 : Clarity - 중형 SUV, 플러그인 / 연료전지병합모델 - 주행거리 600km - 주력제품 : GLC F-Cell BMW - 도요타와합작하여개발중 - 2021 년출시목표 GM - 혼다와합작하여개발중 - 2021 년출시목표 출처 SK 증권와 2016 년수소연료차 (FCV) 산업의현재와미래는?, Kotra 해외시장뉴스종합 그림 4. 메르세데스벤츠 GLC F-Cell 출처메르세데스벤츠홈페이지 07
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 국내동향 05 국내의경우현대자동차가 2013 년세계최초로수소차양산에성공 - 수소차에서는현재시판중인현대차의 Tucson ix Fe 와더불어기아차도 2008 년부터 Sportage, Mohave 기반의수소차테스트를진행중 표 5. 국내주요기업및제품 기업명 내용 현대자동차 기아자동차 - 2018년양산이후실구매가 3,000만원대예상 - 최고속력 160km/h, 주행거리 594km - 주력제품 : Tucson ix Fe - 2008년수소차테스트를진행 - 2020년수소차모델 1종양상목표 출처 SK 증권 정부에서는 2016 년정부와지자체, 수소차부품업체, 수소제조유통업체, 수소충전소설치업체등 42 개의회원사가참여하는민관협의체인 수소융합얼라이언스 를발족 - ( 인프라확대 ) FCEV 와충전인프라의보급확산을위해특수목적법인 (SPC) 의설립등을추진 08
2018 January vol.107 수소연료전지차국내외산업동향 시사점 06 수소연료차의대중화시점은 2025~2030 년경으로예상 글로벌수소연료전지차산업의선두주자는일본 - 도요타미라이, 혼다등일본완성차업체가현재수소연료전지차산업의주도권을쥐고있는것으로파악 미국기업으로는 GM, 독일기업으로는다임러등이적극적으로수소연료차개발에나서고있으나, 대량 양산면에서일본기업에크게뒤쳐진상태 국내의경우정부는 2025 년까지수소전기차 10 만대보급과충전소 210 개소확충목표를세웠지만, 2018 년 국회에서수소전기차를위해책정한예산은 185 억 8,500 만원에불과 수소충전소인프라확대를위해서는정부가확실한미래비전을갖고주도하여이해관계자들에게투자비용및 위험을분담시키는산업육성시스템이필요 09
Industry Technology Policy 융합연구정책센터 Weekly TIP 참고자료 > 1. 문화일보, 수소車기술은세계최고인데 충전소는전국에 11곳뿐, 2018.01.25. 2. 산업통상자원부 (2014), 제2차에너지기본계획 3. 서동혁 & 최동원 (2016) 신에너지시대를여는수소산업의성장가능성과발전과제, 산업연구원 4. 월간수소경제, 놂년수소사회, 일자리 3,000만개창출, 2017.11.14. 5. 윤석환 (2017), 수소연료전지차의최근동향및향후전망, KOSEN 분석리포트 6. 이지훈 & 나승두 (2017), 수소경제먼미래가아니다, SK 증권스몰캡, 2017.10. 7. 중앙일보, 수소경제사회, 먼미래아니다, 2017.11.16. 8. 최동원 (2017), 주요국과의비교를통한국내수소산업의발전방안도출, 에너지포커스 2017 봄호 9. 한국수출입은행 (2015), 세계친환경자동차산업동향, 2015- 산업이슈 -04 10. 호서대학교 (2016), 충남수소경제사회구현전략수립, 충청남도청 11. 홍성안 (2012), 수소경제시대가온다 - 저탄소녹색성장의핵심 : 수소경제, 과학과기술 2012 년 04 월호 vol.515 12. Hydrogen Council(2017), Hydrogen scaling up 13. hydrogencouncil.com 14. h2korea.or.kr ( 수소융합얼라이언스추진단 ) 15. KOTRA 해외시장뉴스, 2016 년수소연료차 (FCV) 산업의현재와미래는?, 2016.06.01. 16. www.h2.or.kr ( 한국수소산업협회 ). 17. www.mbusa.com 10
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