항공우주 및 방위산업 분야 연료전지 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 제품 유형(PEMFC, SOFC), 응용 분야(항공우주 {상용 항공기, 헬리콥터}, 방위산업 {군용 드론/UAV, 군용 차량}), 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2025-2033년

시장 역학

항공우주 및 방위산업 분야 글로벌 연료전지 시장 성장 동력

항공우주 산업의 탈탄소화에 대한 관심 증대

항공운송행동그룹(Air Transport Action Group)에 따르면, 2020년 항공우주 부문은 전 세계 이산화탄소 배출량의 2.0%를 차지했습니다. 국제항공운송협회(IATA)는 2020년 코로나19 팬데믹의 영향으로 항공 교통량이 크게 감소했다고 밝혔습니다. 이에 따라 항공 업계 관계자들은 탄소 배출량 감축 및 탈탄소화를 위한 다양한 노력을 적극적으로 추진해 왔습니다. 독일, 영국, 미국, 프랑스 등 여러 국가는 운송 및 항공 부문의 탈탄소화를 목표로 하는 국가 수소 전략을 수립했습니다. 예를 들어, 에어버스는 상용 항공기 사업의 탈탄소화를 위해 수소 연료 전지와 지속 가능한 항공 연료(SAF) 사용에 주력하고 있습니다.

또한, 터보팬 엔진이나 터보프롭 엔진에서 수소를 직접 연소시키는 기술은 항공 산업의 탈탄소화를 위한 기술 중 하나로 활용되고 있습니다. 전 세계 기업들은 항공 산업의 탈탄소화 과정을 가속화하기 위해 협력하고 있습니다. 예를 들어, 토탈에너지와 사프란은 2021년 9월 항공 산업 탈탄소화를 위한 상업적 및 기술적 솔루션을 공동 개발하기 위한 전략적 파트너십 계약을 체결했습니다. 이러한 요인들은 향후 예측 기간 동안 항공우주 산업의 탈탄소화 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.

군용 드론/무인 항공기 지출 증가

군용 드론은 현대 전쟁에서 정부 및 비정부 기관이 선호하는 무기로 자리 잡았습니다. 높은 효율성, 정보 수집, 감시 및 정찰에 대한 수요 증가, 드론 가격 하락, 전장에서의 높은 방어력 등이 시장 성장을 견인할 것으로 예상됩니다. Teal Group에 따르면, 군용 드론 연구 개발 및 조달 지출은 2020년 111억 달러에서 2029년 143억 달러로 증가할 것으로 전망됩니다.

또한, 여러 업체들이 연료전지 군용 드론 출시를 통해 시장 진출을 모색하고 있습니다. 예를 들어, 2021년 5월 방산업체인 LIG Nex1은 한국 정부의 군사 및 민간용 수소 연료전지 추진 대형 화물 드론 개발 사업자로 선정되었습니다. 이 사업에는 2025년까지 개발 완료를 목표로 약 3,930만 달러가 투자될 예정입니다. 연료전지의 높은 에너지 밀도 덕분에 기존 배터리 드론보다 비행 시간이 길고, 가솔린 드론에 비해 소음과 진동이 적다는 장점도 있습니다. 이러한 요인들이 향후 시장 성장을 견인할 것으로 예상됩니다.

항공우주 및 방위산업 분야의 글로벌 연료전지 시장 제약 요인

연료전지 시스템의 높은 비용이 군용 차량 가격 상승으로 이어짐

연료전지 시스템의 높은 비용은 차량 전체 비용에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 시장 참여자들이 직면한 주요 과제는 연료전지 스택 및 BOP(Balance of Plant) 구성 요소의 비용을 효율적으로 관리하면서 동시에 이러한 구성 요소의 수명을 연장할 수 있는 기술 또는 시스템을 개발하는 것입니다. 제조업체가 규모의 경제를 달성할 수 있도록 지원하는 적절한 정책을 시행하는 것이 이 기술의 경제적 타당성을 확보하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

게다가 전기분해는 수소 생산에 있어 매우 비효율적인 공정이며 많은 에너지를 소비합니다. 따라서 생산된 수소는 압축 후 차량 탱크에 주입해야 합니다. 이러한 과정 때문에 연료전지 전기차(FCEV)의 비용 효율성이 떨어지고 시장 성장을 저해합니다.

항공우주 및 방위산업 분야의 글로벌 연료전지 시장 기회

항공우주 및 국방비 지출 증가

코로나19 팬데믹으로 인해 2020년 항공 여객 수송량이 66% 감소했음에도 불구하고 항공우주 및 방위 산업 지출은 계속 증가하고 있습니다. 전 세계 국방비 지출은 2021년에 2.8% 증가할 것으로 예상되는데, 이는 팬데믹으로 인한 지정학적 긴장 고조로 각국이 군사력 강화에 나서고 있기 때문입니다. 주요 국가들은 코로나19 팬데믹으로 인한 재정 적자라는 경제적 타격에도 불구하고 군사비 증액을 발표했습니다.

또한, 중국은 2020년 5월 국방 예산을 1,782억 달러로 발표했는데, 이는 전년 대비 6.6% 증가한 수치입니다. 일본 역시 516억 달러의 예산을 발표했는데, 이는 전년 대비 9배 증가한 금액입니다. 마찬가지로, 무공해 연료 전지는 높은 효율성을 제공하며 장거리 비행 및 군사 감시에 더욱 신뢰성이 높습니다. 따라서 항공우주 및 방위 산업에 대한 지출 증가는 다음과 같은 이점을 가져옵니다.연료 전지 기술진화하고 시장에 진출하기 위해.

세그먼트 분석

항공우주 및 방위산업 분야의 글로벌 연료전지 시장은 제품 및 적용 분야별로 세분화됩니다.

제품에 따라,세계 시장은 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)와 고체산화물 연료전지(SOFC)로 양분됩니다.

PEMFC(양성자 교환막 연료전지) 부문은 세계 시장을 주도하고 있으며 예측 기간 동안 상당한 성장이 예상됩니다. PEMFC는 작동에 순수한 수소, 산소 및 물을 필요로 합니다. 약 80°C의 비교적 낮은 온도에서 작동하므로 빠른 시동이 가능하고 시스템 구성 요소의 마모가 적습니다. 결과적으로 PEMFC는 다른 유형의 연료 전지보다 내구성이 뛰어납니다. 또한 다른 연료 전지 유형에 비해 무게와 부피가 작다는 장점도 있습니다. 뿐만 아니라 PEMFC는 효율성, 소형화, 작동 온도 범위 및 내구성 덕분에 항공우주 산업의 수송 분야에 널리 사용됩니다. Honeywell Aerospace에 따르면, 공랭식 PEMFC는 우수한 열 관리, 가벼운 기본 구성 요소, 짧은 스택 수명 및 제한된 통합 유연성으로 인해 항공우주 분야에 최적입니다.

PEMFC는 군용 차량 및 드론을 포함한 다양한 방위 산업 분야에도 활용됩니다. PEMFC 제품군은 무인 항공기(UAV)에 사용되는 연료 전지에 대한 수요 증가로 인해 상당한 성장과 인지도를 얻었으며, 이는 매출 증가와 시장 점유율 확대로 이어졌습니다.

고체산화물 연료전지는 수소, 천연가스 및 기타 재생 가능한 연료로부터 전기를 생산합니다. 따라서 대부분의 경우 전력 생산 과정에서 환경 오염 물질이 배출되지 않습니다. 고체산화물 연료전지는 화학 반응을 통해 에너지를 생성하므로 소음이 거의 또는 전혀 발생하지 않습니다. 또한 연료전지 자동차나 기타 모바일 기기에 적용하면 주행 중 소음 수준을 크게 줄일 수 있습니다.고체산화물 연료 전지주거 및 상업 부문의 고정형 애플리케이션 분야에서 상당한 성장 기회를 가지고 있습니다. 블룸 에너지는 연료 전지 기반 발전에서 SOFC를 활용하는 주요 기업으로 부상했습니다.

신청 내용에 따라,세계 시장은 항공우주(상용 항공기 및 회전익 항공기)와 방위(군용 드론/무인 항공기 및 군용 차량)로 구분됩니다.

상용 항공기 부문은 항공우주 및 방위 산업 분야에서 연료 전지 시장 점유율이 가장 높습니다. 수소 연료 전지는 승객 수용 인원이 최대 20명인 항공기에 장착되고 있습니다. 그러나 항공기 제조업체들은 현재 더 큰 상용 항공기에 대한 타당성 조사를 진행하고 있습니다. 예를 들어, 에어버스는 2021년 1월 대형 상용 항공기 날개 아래에 장착되는 8엽 프로펠러 포드 6개로 구성된 ZEROe 프로그램을 발표했습니다. 이 시스템은 프로펠러, 전기 모터, 연료 전지, 액체 수소 탱크, 냉각 시스템 및 보조 장비로 구성됩니다.

또한, 2020년 9월 수소 전기 엔진 제조업체인 제로아비아(ZeroAvia)는 연료 전지로 구동되는 세계 최초의 상용 비행을 성공적으로 마쳤습니다. 상용 항공기에 사용되는 수소 연료 전지의 효율은 일반 내연 기관의 25%에 비해 최대 60%에 달합니다. 2021년 2월에는 슬로베니아의 피피스트렐 항공(Pipistrel Aircraft)이 경량 수소 연료 전지 구동 19인승 하이브리드 항공기 출시 계획을 발표하며 통근 항공기 시장에 혁신을 가져올 것으로 예상됩니다. 이러한 요인들은 향후 예측 기간 동안 상용 항공기 부문에서 연료 전지에 대한 수요를 증가시킬 것으로 전망됩니다.

군용 차량 부문은 방위산업 시장에서 지배적인 시장 점유율을 차지하고 있습니다. 군용 드론은 감시 및 모니터링과 같은 분야에서 큰 인기를 얻고 있는 최첨단 방위산업 시스템입니다. 연료전지와 군용 무인 항공기(UAV)의 도입을 통해 석유 수입 의존도를 줄이는 것이 시장의 주요 트렌드로 부상할 것으로 예상됩니다. 기술 발전이 가속화되고 있음에도 불구하고, 경량 UAV 개발은 시장의 과제로 남아 있습니다. 일반적인 UAV의 동력원과 연료는 기체 무게의 약 35%~65%를 차지하며, 소형 UAV의 경우 38%~40%에 가깝습니다. 하지만 제조업체들은 이러한 시장 과제를 해결하기 위한 전략을 모색하고 있습니다. 예를 들어, 2021년 5월 한국 공군은 감시 능력 강화를 위해 두산모빌리티이노베이션과 수소 연료전지 드론 구매 계약을 체결했습니다.

지역 분석

지역별로 보면, 전 세계 항공우주 및 방위산업용 연료전지 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양, 중남미, 중동 및 아프리카로 나뉩니다.

북미가 세계 시장을 장악하고 있다

북미는 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며 예측 기간 동안 상당한 성장이 예상됩니다. 이는 해당 지역의 탄소 배출량 감축 정책 시행과 연료전지 연구 개발에 대한 재정 지원 확대에 기인합니다. 블룸 에너지(Bloom Energy)와 같은 업체들은 미국에서 국방, 항공우주, 데이터 센터, 스포츠 경기장, 상업용 건물 등 다양한 분야에 연료전지를 도입하는 데 앞장서 왔습니다. 북미 연료전지 시장은 다양한 상업 연구 프로젝트에 투자하기에 매우 유리한 환경을 제공합니다.

또한, 미국은 연료 전지의 주요 시장으로 부상했으며, 미국 에너지부(DOE)의 상당한 지원을 바탕으로 혁신에 있어 선도적인 노력을 기울여 왔습니다. 미 육군과 해군은 북미 지역에서 연료 전지를 사용하는 대표적인 국가입니다. 시장에서 활발하게 활동하는 공급업체들은 회전익 항공기용 연료 전지 부품을 지속적으로 개발하고 있습니다. 이러한 요인들이 종합적으로 시장 성장에 기여하고 있습니다.

유럽은 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 유럽 위원회의 주요 유럽 국가들의 연료전지 자동차 관련 목표 및 프로젝트는 유럽 내 연료전지 시스템의 성장과 보급을 촉진했습니다. 여러 기관들이 연구 활동을 지원하고 연료전지 프로젝트의 개발 및 보급에 필요한 지원을 제공하고 있습니다. 주요 유럽 기관으로는 연료전지 및 수소 공동 사업(FCH JU)과 수소 유럽(Hydrogen Europe) 등이 있습니다. 또한, 유럽 정부는 온실가스 배출량을 대폭 감축하려는 계획을 가지고 있으며, 여러 유럽 국가들은 이러한 목표 달성을 위해 연료전지(주로 PEMFC)와 같은 혁신 기술 도입을 추진하고 있습니다. 이는 예측 기간 동안 연료전지 제조업체들에게 상당한 기회를 창출할 것으로 예상됩니다.

아시아 태평양 시장은 상용 항공기, 헬리콥터, 군용 드론/무인 항공기, 군용 차량 등 다양한 방위 및 항공우주 분야에서 연료전지 수요 증가에 힘입어 성장하고 있습니다. 중국, 인도, 일본, 한국 등 국가들의 국방비 지출 증가와 항공 승객 수 증가는 방위 및 항공우주 분야의 성장을 촉진하고 연료전지 수요를 창출할 것으로 예상됩니다. 매출 기준으로 중국이 아시아 태평양 시장을 선도하고 있습니다. 스톡홀름 국제평화연구소(SIPRI)에 따르면, 중국은 2020년 전 세계 군사비 지출의 약 13%를 차지했습니다. 이처럼 군사 및 방위 부문에 대한 지출 증가는 군용 드론/무인 항공기 및 군용 차량에 대한 수요를 촉진하고 있으며, 이는 연료전지 시장에 상당한 성장 기회를 제공할 것으로 전망됩니다.

중남미 신흥 경제국에서 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라 대체 에너지원에 대한 수요가 증가하고 있어 연료전지 도입이 확대될 것으로 예상됩니다. 이는 중남미 연료전지 시장의 성장을 견인하고 있습니다. 정부와 민간 부문 모두 중남미 여러 산업 분야에서 연료전지 연구, 개발 및 구현에 적극적으로 참여하고 있는 것은 이 지역에서 연료전지 기술의 발전과 도입이 가속화되고 있음을 보여줍니다.

중동 및 아프리카 지역의 석유 생산 기업들은 화석 연료 기반 에너지와 관련된 환경 문제에 대한 우려가 커짐에 따라 청정 에너지원에 집중하고 있습니다. 더욱이, 많은 OPEC 국가들은 코로나19 팬데믹으로 인한 석유 수요 감소를 완화하기 위해 생산량 감축을 시행했습니다. 중동의 많은 석유 생산국들은 코로나19 팬데믹으로 인한 석유 수요 감소에 대응하여 청정 연료인 수소로 눈을 돌리고 있으며, 이는 항공우주 산업의 연료 전지 시장 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다.