고체 산화물 전기분해 전지 시장 규모, 점유율 및 산업 분석, 제품 유형별(관형 및 기타), 애플리케이션별(산업 공정, 수소 생산, 연료 생산 및 기타), 최종 사용자별(발전소, 정유소 및 기타) 및 지역 예측(2024~2032년)

2023년 전 세계 고체산화물 전해전지 시장 규모는 6,763만 달러로 평가되었습니다. 시장은 2024년 1억 1,871만 달러에서 2032년까지 116억 8,775만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 77.48%를 나타낼 것으로 예상됩니다.

미래의 첨단 기술에는 극한의 조건을 견딜 수 있는 전자 장치가 필요합니다. 진행 중인 type 장치는 고온 반도체, 차세대 연료 전지 및 고체 산화물 전기분해 전지(SOEC)는 자동차, 에너지 및 항공우주 산업에 응용할 수 있습니다. NASA는 4월 22일^nd NASA Mars 2020 Rover Perseverance에서 화성 대기의 가스로부터 산소를 만들 수 있도록 고체 산화물 전기분해 전지를 설치했습니다. NASA는 이 프로토타입type이 언젠가 우주비행사가 화성에 있는 동안 로켓 연료와 호흡 가능한 공기를 생성할 수 있는 장비로 이어지기를 바라고 있습니다.

코로나19 팬데믹으로 인해 많은 국가에서 기후 변화와 코로나19로부터의 경제 회복이라는 두 가지 과제를 논의하는 데 수소의 중요성을 인식하면서 청정 수소 분야의 리더십 경쟁이 뜨거워졌습니다. 국가의 경기부양 자금 중 상당 부분이 수소 프로젝트에 할당되어 수소를 지경학적 경쟁 영역으로 끌어들이고 있습니다. 재생 가능한 에너지원에서 생산된 수소를 그린 수소라고 하며, 수요가 많을 때 전력망을 저장해 UN 목표를 충족할 수 있습니다.

고체산화물 전해전지 시장 동향

시장에 확산되고 있는 고온 금속 지지 전기분해 셀

전기분해 전지는 직접적인 전기화학 전류를 활용하여 물을 분해하여 산소와 수소를 생성하는 등의 비자발적인 반응을 유도합니다. 고온 고체 산화물 전기분해 전지는 일반적으로 500~900°C 범위에서 작동하며 주로 산화물 이온이나 양성자를 전도하는 세라믹 산화물 전해질 층을 사용합니다. 이러한 고온에서의 작동은 실온과 ~100°C 사이에서 작동하는 상용 PEM(양성자 교환막) 및 AEM(알칼리 교환막) 전해기에 비해 뚜렷한 이점을 제공합니다. 특히, 가격이 저렴한 비백금족 물질을 촉매로 사용할 수 있고, 세라믹 분리막은 불투과성이어서 고순도 제품을 쉽게 얻을 수 있다. 전기 에너지와 총 에너지 수요는 액체 물과 증기 사이의 엔탈피 차이와 전지 및 외부 소스의 저항열의 현장 ​​소비로 인해 더 낮습니다.

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고체산화물 전해전지 시장 성장 요인

SOEC 시장을 주도하기 위한 녹색 수소 생산 증가  

수소는 발전이든 차세대 연료 전지 전기 자동차(FCEV). 따라서 이러한 에너지 전환을 촉진하기 위해 이를 생성, 운송 및 활용하는 방법이 지속적으로 개발되고 최적화되고 있습니다. 이 중 전기분해는 전기와 물을 이용해 그린수소를 생산하는 주요 PtX(Power-to-X) 솔루션 경로이다. 고체산화물 전기분해 전지는 수소를 생성하는 보다 효율적인 방법을 제공합니다. 고체산화물 전기분해 전지 기술은 온실가스(GHG) 배출을 확인하고 지구 온도 상승을 섭씨 1.5도(℃) 미만으로 제한하는 2050년까지 순 제로 탄소 배출 목표에 초점을 맞춘 미래를 위해 제공하는 탈탄소화 기회를 의미합니다.

고체산화물 전기분해 전지는 풍력 터빈의 잉여 전력과 기타 지속 가능한 에너지원을 사용하여 녹색 수소를 만들 수 있습니다. 이 수소는 나중에 연료전지에 저장되었다가 수요에 따라 전기로 재전환될 수 있어 생산량이 수요를 초과할 때 안전한 에너지 저장을 보장합니다. 고체산화물 전해전지 개발은 완전한 시장성을 달성한 이후에도 계속해서 발전할 것입니다. 확실히 비용 목표를 충족해야 하는 반면, 전기분해 중 프로세스에 대한 이해가 향상되면 입증이 필요한 영역에서 탄력적인 증가된 성능과 수명 향상을 유지할 수 있습니다. 녹색수소는 깨끗하고 지속 가능한 에너지 운반체로 측정되며, 녹색수소 생산량 증가는 고체산화물 전해전지 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

시장 성장 촉진을 위한 재생 에너지원에 대한 인식 제고

전통적인 화석에너지 기반 에너지 시스템으로 인한 에너지 소비와 환경 오염은 인류 생활에 일련의 심각한 문제를 가져왔습니다. 따라서 전 세계적으로 청정 재생 에너지 사용에 대한 관심이 높아지면서 고체 산화물 전기분해 전지 시장이 성장하고 있습니다. 공유하다. 재생에너지원인 풍력에너지와 태양에너지는 현재 널리 활용되고 있으며, 미래에는 주요 에너지원이 될 것이다. 그러나 이러한 재생 가능 에너지원의 중요한 부분은 간헐적인 공급입니다. 풍력 에너지는 기후 조건에 따라 달라지며 햇빛과 조석은 하루 종일 순환합니다.

이러한 단점을 극복하기 위해서는 에너지 변환 및 저장 기술이 시급히 요구됩니다. 전해전지 기술은 고효율, 친환경성, 폭넓은 활용성으로 인해 더욱 주목받고 있습니다. SOEC는 저렴한 비용과 높은 효율성으로 인해 가장 효과적인 것으로 볼 수 있습니다. SOEC는 중복된 재생 에너지(태양광, 풍력, 조력 에너지)를 깨끗하고 효율적으로 화학 에너지로 변환할 수 있으며, 이는 특히 재생 에너지의 활발한 발전을 배경으로 전력망의 최대 충전에서 역동적인 역할을 합니다.

제약 요소

시장 성장을 방해하는 내구성 및 장기 안정성 문제  

장기적인 시스템 내구성은 향후 SOEC 기술의 경제적 경쟁력 향상과 보다 광범위한 산업 구현을 위한 중요한 과제입니다. SOEC 스택 시스템의 안정적인 장기 성능을 위해서는 모든 구성 요소가 열적으로 안정적이어야 합니다. SOEC 기술의 장기 및 대규모 배포는 현재 전극 및 전해질 내구성 문제에 직면해 있습니다. 성능 저하 관련 문제는 여전히 고체 산화물 연료 전지<의 상업적 발전을 방해하고 있습니다. /a>.

잘 수행되는 대부분의 SOEC는 안정성이 좋지 않습니다. SOFC의 가혹한 작업 조건에는 각 구성 요소와 상호 작용에서 발생하는 여러 가지 다양한 분해 과정이 있어 장기적인 안정성 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다.

대체 전극은 촉매 활성이나 이온 및 전자 전도성, 작동 조건에서의 안정성과 관련하여 여전히 특정 제한 사항을 가지고 있습니다. 이러한 제한으로 인해 셀의 성능과 내구성이 부족해질 수 있습니다.

고체산화물 전해전지 시장 세분화 분석

제품별 type 분석

다양한 용도로 시장을 선도하는 튜브형 세그먼트

제품 type를 기준으로 시장은 관형 제품과 기타 제품으로 분류됩니다.

관형 구조가 컴팩트한 설계, 높은 전력 밀도 및 뛰어난 열 관리를 가능하게 하여 관형 고체 산화물 전기분해 셀이 높은 전력 밀도와 장기적인 내구성이 필요한 응용 분야에 이상적이기 때문에 관형 부문이 시장을 지배하고 있습니다. 관형 고체 산화물 연료 전지의 경우 연료 및 산화제는 중앙 전극 주위에 드리워진 별도의 튜브를 통해 연료 전지에 제공됩니다.

평면형과 같은 다른 부문은 높은 효율성, 낮은 제조 비용, 더 나은 전류 수집으로 인해 관형에 이어 시장을 장악하고 있습니다. 그러나 고온은 밀봉 및 보온 기계적 응력 문제를 발생시킵니다. 이러한 문제는 이제 향상된 밀봉 재료를 개발하여 해결되었습니다.

애플리케이션 분석별

대체 연료로의 채택 증가로 인해 수소 생산 부문이 시장을 장악

응용 분야에 따라 시장은 산업 공정, 수소 생산, 연료 생산 등으로 분류됩니다.

수소 생산 부문은 현재 수소가 저감이 어려운(HTA) 부문을 탈탄소화할 수 있는 유일한 유망 대체 연료로 보이기 때문에 시장을 지배하고 있습니다. 수소 연료 전지와 발전을 풍력 발전이나 태양열 발전소에 통합하면 바람이 불지 않거나 태양이 빛나지 않을 때 전기를 유연하게 저장할 수 있습니다.

최종 사용자 분석 기준

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발전소 부문은 발전에 있어서 피할 수 없고 필수적인 요구사항이기 때문에 지배적입니다

최종 사용자를 기준으로 시장은 발전소, 정유소 등으로 분류됩니다.

발전소 부문은 정규 작동 중에 전지에 물이 필요하지 않기 때문에 시장을 지배하고 있습니다. 마찬가지로, 화력 발전소는 냉각을 위해 상당한 양의 물이 필요합니다. 실제로 미국에서 물의 주요 용도는 발전소 냉각입니다. 1년 동안 시간당 1메가와트를 생산하기 위해 미국 전력망의 열전 발전에서는 약 1억 5600만 갤런의 물을 끌어옵니다. 열병합 발전 응용 분야에서 가열 목적으로 연료 전지에서 생성된 잉여 열을 사용하면 전체 효율이 80% 이상 증가합니다.

석탄을 연료로 사용하는 기존 발전소에 비해 고체산화물 연료전지는 일반적으로 천연가스를 연료로 사용하므로 이러한 높은 효율성은 재정적 이점을 제공하고 환경에 미치는 영향을 최소화합니다. 고체 산화물 연료 전지는 황산화물과 입자상 물질도 배출하지 않습니다.

지역적 통찰력

지리적으로 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 기타 지역에 걸쳐 연구됩니다.

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2023년 전 세계 고체산화물 전해전지 시장은 유럽이 장악했다. 유럽에서는 재생에너지 확대와 그린수소 수요로 전해조가 급증하고 있다. 유럽 ​​국가들은 전기분해를 통해 재생 가능한 자원으로부터 수소 생산을 촉진하여 탄소 배출을 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다. 정부는 야심 찬 기후 목표에 맞춰 보조금을 통해 전해조 채택을 장려합니다. 업계에서는 탈탄소화를 위해 깨끗한 수소를 찾고 있으며 전해조 수요를 주도하고 있습니다.

아시아 태평양 지역은 막대한 석유 및 가스 수요로 인해 고체 산화물 전기분해 시장에서 두 번째로 큰 지역입니다. 송유 관리 시장은 대부분 개방된 것으로 관찰되었지만 국회의원들은 연료 생산 시장에 무료 입장을 유도하려는 노력을 예상해 왔습니다.

중국 시노펙(Sinopec)은 국내 최초의 1만톤 그린수소 실증 프로젝트에서 수소를 적극적으로 생산했으며, 생산된 수소는 기존 천연가스 화석에너지를 동력원으로 대체하기 위해 현지 석유정제업체에 파이프라인으로 공급됐다고 방송했다. 이 프로젝트는 그린수소의 생산부터 활용까지 전체 절차를 효과적으로 실현했으며, 이는 중국이 1만톤 규모 그린수소 정제 프로젝트의 전체 산업망 통합을 이해한 최초의 상징이기도 하다.

북미는 미국, 캐나다 등 선진국으로 구성되어 있으며, 이는 수소 생산 및 연료 생산을 위한 거대한 시장을 보유하고 있어 시장 성장을 촉진합니다. World Energy GH2 Inc.가 개발하고 한국 대기업 SK 그룹이 지원하는 캐나다 최초의 상용 규모 녹색 수소 및 암모니아 생산 프로젝트는 서로 다른 두 공급업체의 SOEC 및 PEM 전해조를 모두 활용할 예정입니다. 구체적으로 SOEC 장비는 Bloom Energy Corp에서 제공하고 Siemens Energy AG는 PEM 시스템을 제공할 예정입니다.

고체산화물 전해전지 시장 주요 기업 목록

주요 참가자들은 제품 역량 확장과 신제품 개발에 집중

글로벌 시장에는 소수의 글로벌 플레이어와 수많은 중소 규모 플레이어가 포함됩니다. 신제품 개발은 주요 기업들이 채택한 주요 시장 전략이었습니다. 예를 들어, 2022년 11월 Bloom Energy Corporation은 회사의 뉴어크 시설에서 대용량 상업용 전해조 라인을 출시했습니다. 이로써 회사의 전해조 발전 용량이 2기가와트로 증가되었습니다. 수상 경력에 빛나는 전문 기술은 현재까지 청정 수소를 생산하는 가장 에너지 효율적인 설계입니다.

시장에서 활동하는 주요 업체로는 Siemens Energy, Elcogen AS, Bloomenergy, Nexceris 및 Fuel Cell Energy, Ballard Power Systems Inc., OxEon Energy, LLC, ITM Power 등이 있습니다. 주요 기업은 시장 점유율의 절반 이상을 차지하고 있으며 다양한 애플리케이션을 갖춘 많은 지역 및 현지 플레이어가 나머지 시장을 지배하고 있습니다.

소개된 주요 회사 목록:

• 지멘스 에너지 (독일)


• Elcogen AS(에스토니아) 


• Bloomenergy(미국)


• Nexceris (미국)


• 연료 전지 에너지(미국)


• Ballard Power Systems Inc.(캐나다)


• OxEon Energy LLC(미국)


• ITM Power(영국)


• Redox Power Systems(미국)


• 보쉬(독일)

주요 산업 발전:

• 2023년 11월 - 중형 차량을 위한 선도적인 전기화 솔루션 공급업체인 Phoenix Motor Inc.는 오늘 EdisonFuture 자회사가 기존 양성자 교환 외에 새로운 알칼리 전해조 솔루션을 출시했다고 발표했습니다. 녹색수소 제품 생산을 위한 멤브레인


• 2023년 9월 - Casale SA와 Next Hydrogen Solutions Inc.는 Next Hydrogen의 전기분해 기술 및 제품을 통합하는 녹색 암모니아 및 메탄올 시스템을 육성하기 위한 양해각서(MOU)를 체결했습니다. 이들 회사는 재생 에너지원에 연결된 녹색 암모니아 및 메탄올 플랜트를 가속화하고 확장하기 위해 집단적인 경험과 역량을 결합할 것입니다.


• 2023년 3월 – Mirai 연료전지 전기 세단의 연료전지 스택 및 기타 기술을 사용하여 물에서 수소를 생산하는 Toyota가 새로 개발한 전기분해 장비입니다. 이 장비는 2023년 3월 일본 Denso 공장에서 작동될 예정이며 향후 더 폭넓은 활용을 촉진하는 데 도움이 되는 작업 시연 역할을 할 것입니다.


• 2022년 11월 - Bloom Energy Corporation은 회사의 뉴어크 시설에 대용량 상업용 전해조 라인을 출시했으며 동시에 회사의 전해조 발전 용량을 2기가와트로 늘렸습니다. 수상 경력에 빛나는 전문 지식은 현재까지 청정 수소를 생산하는 가장 에너지 효율적인 설계입니다.


• 2022년 4월 - 두산퓨얼셀은 모빌리티용 수소연료전지 시스템 구축을 위해 캐나다 PEMFC(고분자전해질연료전지) 생산업체 발라드 파워시스템(Ballard Power Systems)과 파트너십을 체결했다. PEMFC는 높은 에너지 효율, 간단한 구조, 뛰어난 내구성으로 인해 고정식 및 휴대용 연료전지 애플리케이션과 함께 주로 운송 애플리케이션용으로 개발되고 있습니다.

보고서 범위

시장 조사 보고서는 귀중한 통찰력, 사실, 업계 관련 정보, 경쟁 환경 및 과거 데이터를 제안하여 완전한 업계 평가를 제공합니다. 글로벌 고체 산화물 전기분해 전지 시장 분석을 공식화하기 위한 표현적인 가정과 견해를 만들기 위해 다양한 방법론과 접근 방식이 허용됩니다.

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보고서 범위 및 세분화