Power-to-X 시장 규모, 점유율 및 동향 분석 보고서: 기술별(Power-to-H2, Power-to-CO/합성가스/포름산, Power-to-NH3, Power-to-Methane, Power-to-Methanol, Power-to-H2O2), 최종 용도별(운송, 농업, 제조업, 산업, 주거) 및 지역별(북미, 유럽, 아시아 태평양, 중동 및 아프리카, 라틴 아메리카) 예측, 2026-2034년

Power-to-X 시장 성장 요인

재생에너지 보급률 증가

풍력 및 태양광과 같은 재생 에너지원의 성장은 상당한 양의 전력 과잉 생산을 야기하고 있습니다. 파워투엑스(PtX) 기술은 이러한 과잉 전력을 수소를 비롯한 다양한 저장 및 운송 가능한 에너지원으로 변환할 수 있습니다.합성 연료또한 화학 물질도 처리할 수 있습니다. 이러한 기능은 전력망 균형 유지, 출력 제한 감소 및 재생 에너지 소비 증가에 기여합니다. PtX 기술은 간헐적인 재생 에너지를 보다 안정적인 형태로 변환함으로써 성장하는 재생 에너지를 에너지 시스템에 통합하는 것을 용이하게 합니다.

또한, 재생에너지 발전량이 급속히 증가함에 따라 독일은 전력 과잉 생산 및 출력 제한과 같은 문제에 직면해 왔습니다. 독일은 PtX 연구 개발에 광범위하게 투자하여 여러 시범 사업과 상용 설비를 구축했습니다. 2023년 독일 정부는 저개발 국가의 수소 생산 증진을 위해 2억 7천만 유로 규모의 자금 지원 계획을 발표했습니다.

ARGE Netz, MAN Energy Solutions, 그리고 Vattenfall은 독일 북부 브룬스뷔텔의 산업단지에 대규모 전력-가스 변환 플랜트를 건설할 계획을 발표했습니다. 이 시설은 가스를 생산할 예정입니다.녹색 수소또한, 지역 태양광 및 풍력 발전소에서 공급되는 전기를 사용하여 합성 천연가스(SNG)를 생산합니다. 친환경 수소는 여러 분야에 걸친 탈탄소화에 기여할 것으로 기대됩니다. 버스나 선박의 연료는 물론, 가스 발전소 및 기타 산업 분야에서도 활용될 수 있습니다. 이번 파트너십은 독일 북부 지역에 독보적인 전력-가스 전환 허브를 구축하여 여러 분야에 걸친 탈탄소화를 추진하는 것을 목표로 합니다.

따라서 독일과 같은 국가에서 재생 에너지 사용이 증가하고 있다는 점은 Power-to-X(PtX) 기술의 중요성을 강조합니다. PtX는 잉여 전력을 저장 및 활용 가능한 에너지 형태로 변환함으로써 재생 에너지 사용 증대, 출력 제한 감소, 그리고 전력망 안정성 향상에 기여합니다.

제약 요인

규제 및 정책 불확실성

Power-to-X(PtX) 기술에 대한 규제 환경은 여전히 ​​발전 단계에 있어 불확실성이 존재하며, 이는 투자 및 개발을 저해할 수 있습니다. 명확하고 안정적인 규제 체계는 시장 신뢰도 향상과 장기적인 계획 수립에 매우 중요합니다. 기업들은 미래 수익에 대한 불확실성과 위험을 우려하여 통일된 기준과 규정이 마련된 PtX 프로젝트에만 참여할 가능성이 높습니다. 유럽연합 집행위원회는 2020년 산업 및 운송 분야에서 수소 사용을 확대하고 재생 가능한 수소 생산을 장려하는 수소 전략을 발표했습니다. 그러나 관련 규제 환경은 여전히 ​​발전 단계에 있으며, 이러한 목표를 완전히 달성하기 위해서는 완벽하고 일관된 규제가 필요합니다.

높은 목표에도 불구하고, 제대로 정립된 규제 체계가 부재하여 투자자들에게 불확실성을 야기하고 있습니다. 기업들은 PtX 투자에 상당한 자원을 투입하기 전에 장기적인 정책 지원과 인센티브 보장을 필요로 합니다. 예를 들어, 천연가스망에 수소를 혼합하는 것, 녹색 수소 인증, 그리고 국경 간 수소 거래에 대한 규제 명확성은 여전히 ​​진행 중입니다.

더욱이, PtX 개발 전망을 최대한 활용하기 위해서는 개발자들이 복잡한 상호 의존성, 변화하는 기술, 새로운 규제, 그리고 불확실한 시장 상황으로 인한 난관을 극복해야 합니다. 이러한 어려움은 PtX 프로젝트의 예상 일정에 반영되어 있는데, 초기 타당성 조사부터 실질적인 운영 개시까지 7년에서 9년이 소요됩니다. 이처럼 장기간에 걸친 일정은 재정적 및 일정상의 위험을 증가시키고 시장 불확실성을 야기합니다.

주요 시장 기회

교통 부문 변혁

PtX 기술은 기존 화석 연료를 대체할 수 있는 지속 가능한 대안을 제공하여 운송 분야에 혁신을 가져올 것입니다. PtX 방식으로 생산된 친환경 수소와 합성 연료는 대형 운송 수단, 항공 및 해운 부문의 배출량을 크게 줄여 기후 변화에 대응하고 환경 목표를 달성하는 데 기여할 수 있습니다.

또한, EU는 2023년 4월 항공 부문의 무상 배출권 거래를 단계적으로 폐지하고 2026년부터 전면 경매 방식으로 전환하기로 합의했습니다. EU 배출권 거래 시스템(EU ETS)은 항공사들이 지속가능한 연료(SAF)를 도입하도록 장려하기 위해 SAF에 배출량 제로를 부여함으로써 보고해야 하는 배출량과 구매해야 하는 배출권량을 줄여줍니다. KLM, 루프트한자, 영국항공과 같은 항공사들은 지속가능성을 증진하기 위해 SAF를 연료로 사용하는 항공편을 운항하기 시작했습니다. 2023년 8월, HCS 그룹과 루프트한자 그룹은 2026년까지 SAF를 생산 및 공급하는 계약을 체결했습니다. 이 SAF는 독일 슈파이어에 있는 HCS 그룹 공장에서 농업 및 임업 폐기물 바이오매스를 사용하여 생산될 예정입니다.

더욱이, PtX 기술을 사용하여 제조된 지속가능 항공연료(SAF)의 광범위한 사용은 항공 부문의 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 국제항공운송협회(IATA)는 SAF가 기존 제트 연료에 비해 항공 부문 배출량을 최대 80%까지 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 추정합니다. 각국 정부와 국제기구는 규제 조치와 인센티브를 통해 SAF 사용을 장려하고 있습니다. 유럽연합의 재생에너지 지침은 2030년까지 운송 부문에서 사용되는 에너지의 14%를 재생에너지원에서 확보하도록 요구하고 있어 SAF 도입에 유리한 정책 환경을 조성하고 있습니다.

기술 인사이트

시장은 기술별로 Power-to-H2, Power-to-CO/합성가스/포름산, Power-to-NH3, Power-to-Methane, Power-to-Methanol, Power-to-H2O2로 세분화됩니다. Power-to-H2 부문은 2023년에 가장 큰 매출 점유율(거의 45%)을 차지했으며, 예측 기간 동안에도 지배적인 위치를 유지할 것으로 예상됩니다. Power-to-H2 기술은 재생 가능한 전기를 사용하여 전기분해를 통해 수소를 생산합니다. 이 과정은 물 분자를 수소와 산소로 변환하며, 전력원이 재생 가능한 경우 친환경 수소를 생산할 수 있습니다.

또한, 전력-수소 변환 기술로 생산된 수소는 운송 및 산업 공정을 포함한 다양한 분야에서 청정 연료로 활용될 수 있습니다. 화석 연료를 수소로 대체함으로써 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있으며, 이는 중장비 운송, 항공기, 산업용 난방 등 직접적인 전력화가 어려운 산업 분야의 탈탄소화를 가능하게 합니다.

전력을 메탄올로 전환하는 부문은 예측 기간 동안 크게 성장할 것으로 예상됩니다. 전력을 활용한 메탄올 생산은 운송 산업의 탈탄소화를 위한 중요한 방안을 제시합니다. 재생 가능한 전기를 사용하여 메탄올을 생산하면 화석 연료를 사용하는 기존 메탄올 생산 방식과 관련된 탄소 배출량을 크게 줄이거나 없앨 수 있습니다.

또한 메탄올은 수소를 운반하는 편리한 매개체로 사용될 수 있으며, 순수 수소를 취급하고 저장하는 복잡한 과정 없이 수소를 저장할 수 있습니다. 2022년 11월, 세계 최초의 상업 규모 이산화탄소-메탄올 전환 시설이 중국 허난성 안양에서 가동을 시작했습니다. 이 시설은 연간 16만 톤의 이산화탄소를 포집할 수 있는데, 이는 약 6만 대의 차량을 도로에서 없애는 것과 같은 효과입니다.

최종 사용자 인사이트

시장은 최종 용도에 따라 운송, 농업, 제조업, 산업 및 주거 부문으로 세분화될 수 있습니다. 운송 부문이 40% 이상을 차지하며 가장 큰 매출을 창출했습니다. Power-to-X는 운송 부문에 다양한 에너지 전환 경로를 제공합니다. 배터리 전기 자동차(EV)가 점점 더 보편화되고 있지만, 이러한 기술은 에너지 밀도, 무게 또는 충전 시간과 같은 요인으로 인해 배터리가 최적의 선택이 아닐 수 있는 분야에 대한 대안을 제시합니다. 또한 다양한 솔루션을 제공함으로써 운송 부문의 균형 있고 완전한 탈탄소화를 지원합니다.

결과적으로 수소 동력연료전지 자동차도요타 미라이와 현대 넥소 같은 수소연료전지차(FCV)는 이미 도로를 달리고 있으며, PtX 기술로 생산된 친환경 수소를 연료로 사용하고 있습니다. 항공 업계 또한 합성 연료에 주목하고 있으며, 예를 들어 루프트한자는 PtX 기술로 생산된 합성 등유를 사용한 시험 비행에 성공했습니다. 운송 부문은 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 24%를 차지하며, 그중 도로 운송이 71.7%를 차지합니다. 수소는 연료전지 엔진이나 내연기관 엔진의 동력원으로 활용될 수 있습니다.

주거용 부문은 향후 몇 년 동안 상당한 성장을 보일 것으로 예상됩니다. 이러한 성장은 데이터 거버넌스에 대한 업계의 강조에 기인합니다. Power-to-X 도구는 기업의 데이터 자산과 위치를 보여주는 반면, 데이터 거버넌스는 데이터 소유자와 사용자를 식별하여 사용자가 데이터를 관리할 수 있도록 지원합니다.

그 결과, 많은 데이터 사용자는 데이터 관련 문의 사항이 있을 때 누구에게 연락해야 하는지 알고 있습니다. 데이터 양이 증가함에 따라, 파워투엑스(Power-to-X)는 데이터 거버넌스 역량 포트폴리오에서 필수적인 도구로 자리 잡았습니다. 데이터 거버넌스가 제공하는 기업 구조는 또한 부서 간 데이터 사용자 간의 팀워크와 소통을 촉진하여 조직의 데이터 자산에 대한 모든 기술적 및 상업적 정보를 통합할 수 있도록 합니다. 예를 들어, H21 프로젝트는 영국의 가스 산업계에서 기존 가스망을 100% 수소 운송에 사용하도록 전환하기 위한 일련의 노력입니다.

지역별 분석

유럽은 세계 시장에서 가장 큰 시장 점유율을 차지하고 있으며, 예측 기간 동안 연평균 11.9%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 유럽의 지원적인 법률 및 규정은 파워투엑스(Power-to-X) 기술의 도입을 가속화하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어, 유럽연합의 청정에너지 패키지에는 파워투엑스 기술 도입을 명시적으로 목표로 하는 조항과 재생 가능한 수소 및 합성 연료 생산을 지원하는 메커니즘이 포함되어 있습니다. 이러한 규정은 유리한 시장 환경을 조성하고, 투자를 장려하며, 유럽의 파워투엑스 기술 혁신을 촉진합니다.

또한, 영국의 해상 풍력 발전량 증대 목표와 지리적 및 네트워크 제약 조건으로 인해 수요가 낮은 시간대에 낭비되거나 감축된 재생 에너지 전력을 포착하여 활용할 수 있습니다. 파워투엑스(Power-to-X) 기술은 이러한 에너지를 저탄소 연료 및 제품으로 변환하여 국내에서 사용하거나 세계 시장으로 수출함으로써 기존 및 미래 시장의 탈탄소화에 기여할 수 있는 다양한 방안을 제시합니다. 이러한 잠재력을 실현하기 위해서는 수소 공급과 수요를 연결하는 데 수반되는 제약 조건과 이 신흥 시장을 구축하는 데 필요한 재정적 인센티브 또는 지원에 대한 더 나은 이해가 필수적입니다.

중동 및 아프리카 파워투X 시장 동향

중동 및 아프리카 지역은 예측 기간 동안 연평균 12.2%의 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 이 지역에서는 수소 경제에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 파워투엑스(Power-to-X) 기술을 도입하면 수소 경제를 구축하고, 경제적 기회를 창출하며, 지역 협력을 강화하고, 장기적인 개발 목표 달성에 기여할 수 있습니다. 2022년 11월 기준, 아랍에미리트(UAE)는 총 16억 6천만 달러를 투자하여 6개의 수소 프로젝트를 개발 중입니다. 이 프로젝트들을 통해 UAE는 2030년까지 전 세계 저탄소 수소 수요의 25%를 공급할 수 있을 것으로 기대됩니다.

또한, 마스다르는 2023년 1월 아부다비에서 연간 50만 톤의 친환경 수소를 생산하는 프로젝트 건설에 착수했습니다. 2021년 1월에는 ADQ, 무바달라 투자 회사, ADNOC, 에너지인프라부가 참여하는 아부다비 수소 연합(Abu Dhabi Hydrogen Alliance)이 설립되었습니다. 최근 몇 년 동안 UAE는 재생 에너지 프로젝트에 상당한 투자를 해왔으며, 파워투엑스(Power-to-X) 기술의 잠재력을 연구해 왔습니다.

아시아 태평양 Power-to-X 시장 동향

아시아 태평양 지역은 향후 10년간 시장 매출의 대부분을 차지하며 가장 매력적인 시장 중 하나로 남을 것으로 예상됩니다. 아시아 태평양 지역은 예측 기간 동안 가장 유망한 시장 부문으로 전망됩니다. 중국은 아시아 태평양 녹색 수소 시장을 주도하고 있으며, 전 세계 녹색 수소 생산량의 3분의 1(2천만 톤)을 차지하며 세계 시장에서도 지배적인 위치를 차지하고 있습니다. 이 지역의 산업화, 도시화, 그리고 재생 에너지 지원이 확대됨에 따라 파워투엑스(Power-to-X) 기술에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 이러한 요인들이 아시아 태평양 녹색 수소 산업 성장의 주요 동력입니다.

더욱이 북미는 운송 부문의 전력 사용량 증가로 인해 지속 가능한 전력 공급이 필요합니다. 전력은 전력 변환 및 전송을 통해 얻을 수 있습니다. 미국의 새로운 농촌 에너지 프로그램은 총 소득의 최소 50%를 농업 활동에서 창출하는 농산물을 포함합니다. 이는 폐쇄 회로 내 전기 및 수소 에너지 생산을 포괄합니다.