환경/에너지 2022년 수소 연료전지시스템 현황분석

[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  수소 연료전지시스템은 수소를 활용하여 전기를 생산하는 장치로서, 내연기관의 엔진에 해당하는 수소전기차의 핵심 부품임 ▪ 수소전기차는 수소저장시스템, 연료전지 스택 및 스택에 공기나 수소를 공급하고 스택의 온도를 조절하는 운전장치, 스택에서 생산된 전기를 변환시켜주는 전력변환기, 모터 및 감속기, 스택의 운전을 보조해주는 보조 전원 등으로 구성됨 ▪ 연료전지 스택 : 수소와 산소가 만나서 전기를 발생시키는 장치 ▪ 운전장치 : 스택에 수소와 공기를 공급, 제어하고 발생되는 물과 열을 제거하는 장치 ▪ 전장장치 : 스택 발생전기를 모터에 공급하고 전력을 제어하는 장치 ▪ 수소저장장치 : 고압수소를 저장하고 압력을 조절하는 장치 ▪ 위의 기본 구성 중 전장장치와 수소저장장치를 제외한 연료전지 스택, 운전장치가 수소 연료전지시스템에 해당됨  수소전기차에서 연료전지시스템은 연료전지 스택, 수소공급 장치, 공기공급 장치, 열 및 물 관리 장치로 구성됨 [ 수소연료 전지시스템 구성 ] * 출처 : 한국자동차연구원, 2020 수소 연료전지시스템7 [ 신재생에너지에서 수소 연료전지시스템 ] * 출처 : 구글 이미지, 「신에너지 및 재생에너지 개발·이용·보급 촉진법」에 정의된 신재생에너지 분류를 기반으로 재작성 (2) 필요성  에너지원의 확보는 경제 및 산업 발달에 필수적인 핵심요소 ▪ 산업 발전, 인구 증가 등으로 세계 에너지 수요가 급격히 증가하고 있지만, 수십 년 내에 화석에너지원이 고갈될 것으로 예측 ▪ 우리나라는 현재 에너지 소비량 세계 10위, 석유 소비량 6위권의 에너지 다소비 국가이며 에너지 소비의 약 97%를 수입에 의존하고 있음 ▪ 따라서 에너지 자원 빈국에서 에너지 기술 강국으로 도약하여 안정된 에너지원을 확보하기 위해 연료전지 기술 개발에 국가적 총력을 기울이는 것이 필요함  연료전지시스템은 경제발전의 핵심 에너지 기술 ▪ 연료전지 기술은 미래의 ‘수소 경제’ 구도에 있어서 풍력, 태양에너지 등과 같은 자연 에너지의 수급 불균형을 가장 효율적이며 경제적으로 조절, 보완할 수 있는 전력 산업용 에너지 기술임 ▪ 또한 자동차 동력원 및 휴대전원용 등 그 응용 범위가 매우 넓어 향후 에너지 시장을 주도할 대표적 기술로 평가되고 있음 ▪ 온실가스 감축을 위한 각국의 규제 및 정책 지원 강화도 연료전지 경쟁력 확보 및 시장 형성을 촉진시킬 전망임. 가정, 상업, 수송 부문의 온실가스 감축 노력이 시급하며, 이들 부문은 연료전지의 적용 시도가 집중되고 있는 분야임