연료전지는 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지를 말한다. 일종의 발전장치라고 할 수 있으며 산화·환원반응을 이용한 점 등 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계내에서 전지반응을 하는 화학전지와 달라서 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응생성물이 연속적으로 계외로 제거되는 것이 특징이다.

 

가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전지가 있으며, 수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 기체연료와, 메탄올 및 히드라진과 같은 액체연료를 사용하는 것 등 여러 가지의 연료전지가 나왔으며 이 중에서, 작동온도가 300 ℃ 정도 이하의 것을 저온형, 그 이상의 것을 고온형이라고 한다.

 

우리나라는 현재 에너지 소비량 세계 10위, 석유 소비량 6위권의 에너지 다소비 국가이며 에너지 소비의 약 97%, GDP의 8.2%를 수입에 의존하고 있어 국가적 에너지 안보가 매우 취약한 편이다.

 

연료전지 발전은 온실가스의 주범인 이산화탄소는 기존의 화력발전 대비 평균 45% 감소되고 에너지는 약 31% 절감되는 효과가 있는 신에너지 기술로 미국, 일본, EU에서 녹색산업의 하나로 경쟁적으로 개발하고 있다.

 

전 세계적으로 에너지 경제 구도가 화석에너지로부터 수소 경제로 전환하는 에너지 패러다임 대변환 시대에 돌입하고 있으며 발전용 연료전지산업은 궁극적 수소경제사회로의 안정적 진입을 가속화할 뿐 아니라, 대체 에너지원으로 기존 화력발전소를 대체할 경우 전 세계 시장 파급 효과는 더욱 막대할 것으로 전망되고 있다.

 

이에 본 연구소는 연료전지 관련시장 실태와 향후 전망을 통하여 국내 관련 산업의 종사자 및 관계자들에게 정보를 제공하고 이해를 돕고자 하였으며, 본 보고서가 연료전지 및 관련 산업의 관계자 및 관련 사업을 계획하는 업계의 사업전략 수립과 관련기관․단체․기업의 실무담당자의 업무에 미력하나마 도움이 되기를 바란다.

 

 

 

Ⅰ. 연료전지와 신재생에너지 개황
  1. 연료전지 산업의 개요
    1-1. 연료전지의 정의 및 원리
      1) 정의
      2) 연료전지 발전원리
      3) 연료전지 시스템의 특징
      4) 연료전지 발전시스템 구성 및 주요부품
    1-2. 에너지와 환경문제의 대두
    1-3. 연료전지산업의 밸류체인과 기술동향
      1) 연료전지산업 밸류체인
      2) 국내외 분야별 기술수준 개요
        (1) 국내 기술동향
        (2) 해외 기술동향
      3) 연료전지 발전 추이
      4) 연료전지 기술 구성 요소별 기술개발 내용
    1-4. 발전용 연료전지 개요
    1-5. 연료전지의 종류
    1-6. 연료전지 종류와 용도별 특징 및 동향
    1-7. 연료전지 산업의 기술개발 동향
  2. 국내 신재생에너지 산업 동향
    2-1. 신·재생에너지 개요
      1) 개요
    2-2. 분야별 신·재생에너지 현황
      1) 태양광
        (1) 태양광 이용기술
        (2) 태양전지에 의한 발전원리
        (3) 태양전지의 역사
        (4) 태양광의 특징 및 시스템 구성도
      2) 태양열
        (1) 태양열 이용기술
        (2) 태양열의 시스템 구성 및 집열기의 종류
        (3) 태양열의 이용기술의 분류
      3) 풍력
      4) 바이오
      5) 폐기물
      6) 석탄가스화·액화
      7) 지열
      8) 수력
      9) 해양
    2-3. 국내 신재생에너지 보급현황
      1) 보급 현황
      2) 개발 현황
      3) 향후 계획
    2-4. 2010년 신재생에너지 보급현황
      1) 종합 분석
        (1) 2010년 신재생에너지 원별 공급비중
        (2) 전년대비 변동량
        (3) 1차에너지 대비 연도별 증가추이
        (4) 연도별 공급량추이
        (5) 20010년 지역별 공급현황
        (6) 2010년 원별 공급비중(발전부문)
        (7) 전년대비 변동량(발전부문)
        (8) 총발전량 대비 연도별 증가추이(발전부문)
        (9) 연도별 발전량추이
        (10) 2010년 지역별 발전현황
      2) 연도별 신재생에너지 현황
        (1) 연도별 에너지 생산량
        (2) 연도별 발전량
        (3) 연도별 생산량(고유단위)
        (4) 연도별 보급용량(고유단위)
      3) 2010년 지역별 신재생에너지 현황
        (1) 2010년 지역별 신재생에너지 생산량
        (2) 2010년 지역별 신재생에너지 발전량
        (3) 2009년 지역별 신재생에너지 생산량(고유단위)
        (4) 2010년 지역별 신재생에너지 보급용량(고유단위)
      4) 원별 세부 현황
        (1) 태양에너지 - 태양열
        (2) 태양에너지 - 태양광
        (3) 바이오에너지 - 바이오가스
        (4) 바이오에너지 - 매립지가스(LFG)
        (5) 바이오에너지 - 바이오디젤
        (6) 바이오에너지 - 우드칩
        (7) 바이오에너지 - 성형탄
        (8) 바이오에너지 - 임산연료
        (9) 바이오에너지-목재펠릿
        (10) 풍력
        (11) 수력
        (12) 연료전지
        (13) 폐기물 - 폐가스 소각열
        (14) 폐기물 - 산업폐기물 소각열
        (15) 폐기물 - 폐목재 소각열
        (16) 폐기물 - 생활폐기물 소각열
        (17) 폐기물 - 대형도시쓰레기
        (18) 폐기물 - 시멘트킬른 보조연료
        (19) 폐기물 - RDF/RPF
        (20) 폐기물 - 정제연료유
        (21) 지열
        (22) 해양
  3. 수소경제 시대의 도래
    3-1. 수소경제시대의 개념
  4. 국내 연료전지 산업의 과제와 전망
    4-1. 국내 연료전지 산업의 과제와 해경방안
      1) 과제
      2) 해결방안
    4-2. 국내 수소․연료전지산업의 SWOT 분석

 

Ⅱ. 연료전지 관련 시장, 기술 동향
  1. 건물용 연료전지 시장, 기술 동향
    1-1. 건물용 연료전지 시장동향
      1) 해외 시장현황 및 전망
      2) 국내 시장 동향
      3) 해외 기술개발 및 실증사례
        (1) SECA 프로그램 (미국)
        (2) NEDO 프로그램 (일본)
        (3) BlOOm Energy(미국)
        (4) Wartsila (핀란드)
        (5) MMC (일본)
        (6) Staxera & EBZ (독일)
    1-2. 건물용 연료전지 기술동향
      1) 해외 기술 동향
      2) 국내 기술 동향
      3) 기술의 전망
  2. 자동차용 연료전지 동향
    2-1. 자동차용 연료전지 시장동향
      1) 해외 시장동향
      2) 국내 시장동향
      3) 해외 기술개발 및 실증 사례
    2-2. 자동차용 연료전지 기술동향
      1) 해외 기술동향
      2) 국내 기술 동향
      3) 기술 전망
  3. 선박용 연료전지 시장, 기술동향
    3-1. 개요
      1) 산업 환경의 변화
      2) 국내 조선산업의 경쟁력 유지를 위한 기술 확보 필요
      3) 선박용 연료전지 개요
    3-2. 선박용 연료전지 시장동향
      1) 해외 시장 동향
      2) 국내 시장동향
      3) 해외 기술개발 및 실증 사례
    3-3. 선박용 연료전지 기술동향
      1) 해외 기술동향
      2) 국내 기술 동향

 

Ⅲ. 연료전지 관련 기술 개발 동향
  1. 건물용 연료전지 개발 동향
    1-1. 개요
    1-2. 기술개발 목표
      1) 개발목표
        (1) 1단계(2011～2014년/3년)
        (2) 2단계(2015～2016년/2년)
      2) 과제성과 측정지표
    1-3. 기술개발 내용
    1-4. 기술수준 및 R&D 목표
    1-5. 추진 전략
      1) 핵심기술 획득 전략 및 방안
      2) 연구개발 성공 전략
  2. 자동차용 연료전지 개발 동향
    2-1. 개요
    2-2. 기술개발 목표
      1) 비전
      2) 개발목표
      3) 과제성과 측정지표
    2-3. 기술개발 내용
    2-4. 기술수준 및 R&D 목표
  3. 선박 보조전원용 연료전지 시스템 개발
    3-1. 개요
    3-2. 기술개발 목표
      1) 개발목표
      2) 과제성과 측정지표
    3-3. 기술개발 내용
    3-4. 기술수준 및 R&D 목표
    3-5. 추진 전략
      1) 기술 획득 전략
  4. 다기능성 고분자 멤브레인 소재
    4-1. 총괄 과제 : 다 기능성 고분자 멤브레인 소재 개발
      1) 개요
      2) 연구목표 및 내용
        (1) 최종 목표 및 내용
        (2) 연도별 목표 및 내용
    4-2. 세부 1 과제 : 연료전지용 탄화수소계 강화복합막 개발
      1) 연구목표 및 내용
        (1) 최종 목표
        (2) 연도별 목표 및 내용
    4-3. 세부 2 과제 : 다기능성 정수처리용 멤브레인 소재 개발
      1) 연구목표 및 내용
        (1) 최종 목표
    4-4 세부 3 과제 : 저에너지 고효율 담수용 멤브레인 소재
      2) 연도별 목표 및 내용
    4-5. 세부 4 과제:OBIGGS용 고투과성 고분자 멤브레인 소재

 

Ⅳ. 연료전지 관련 업체현황
  1. 연료전지 관련 업체현황
      1) 지에스이피에스(주)
      2) (주)에이123시스템즈코리아
      3) (주)다쓰테크
      4) (주)피에스텍
      5) (주)퓨얼셀파워
      6) (주)프로파워
      7) (주)애드테크
      8) 삼성엔지니어링(주)
      9) 한창산업(주)
      10) 삼전화학(주)
      11) (주)워너테크놀로지
      12) (주)씨엠테크
      13) 엘티씨(주)
      14) (주)코미코
      15) 쌍용머티리얼(주)
      16) (주)플라스포
      17) 포항연료전지발전(주)
      18) (주)에너피아
      19) (주)나투라파워
      20) (주)뉴테크
      21) (주)맥시스
      22) 삼부트레이딩(주)
      23) (주)세화하이테크
      24) 세영정밀
      25) 나라셀텍(주)
      26) (주)씨엔엘에너지
      27) (주)에타
      28) 네오사이언스
      29) (주)하이젠테크
      30) (주)하이젠
      31) (주)씨에이치피테크
      32) 지에스퓨얼셀(주)
      33) 퓨얼셀엔지니어링
      34) (주)에코넥스
      35) (주)엑스에프씨
      36) (주)엘에스티에너지
      37) (주)에코넥스이디디
      38) (주)사이언스스타
      39) (주)앰트
      40) (주)이엠따블유에너지
      41) 세전무역상사
      42) (주)라인테크
      43) 일도에프엔씨(주)
      44) (재)포항산업과학연구원
      45) 티씨에스원(주)
      46) (주)테라코리아
      47) (주)하이안
      48) (주)미래에스아이
      49) 넥스콘테크놀러지(주)
      50) 세방전지(주)
      51) (주)아트라스비엑스
      52) (주)파워로직스
      53) 삼성에스디아이(주)
      54) 테크노세미켐(주)
      55) (주)이랜텍
      56) 신화인테텍(주)
      57) 트윈에너지(주)
      58) (주)테크랜드
      59) 피엔피에너지텍(주)
      60) 한국가스공사
      61) (주)삼천리
      62) 서울도시가스(주)
      63) 대한도시가스(주)
      64) (주)예스코
      65) 한국전력공사
      66) 포스코파워(주)
      67) (주)경동나비엔
      68) 현대하이스코(주)
      69) 한국동서발전(주)
      70) 한국남동발전(주)
      71) 한국중부발전(주)
      72) 삼성전기(주)
      73) (주)써모텍
      74) 오덱(주)
      75) (주)동진
      76) 희성금속(주)
      77) (주)썬텔
      78) 대주전자재료(주)
      79) 대원강업(주)
      80) 한국타이어(주)
      81) 우신공업(주)
      82) (주)동희산업
      83) 동아공업(주)
      84) 말레동현필터시스템(주)
      85) 현대모비스(주)
      86) (주)에이엔피

Ⅴ. 부록[참고자료]
  1. 국내 전력산업 관련 통계