수소연료전지 전망 - susoyeonlyojeonji jeonmang

H2리서치, 발전용 연료전지 시장 동향 및 전망 보고서
한국, 지난해 발전용 연료전지 시장 45%…1위 차지
2025년 발전용 전지 가격 하락 예상…시장 급성장할 것

[에너지신문] 글로벌 발전용 연료전지 시장은 2019년 280.2MW에서 2030년 2260MW까지 연평균 21%의 고성장할 것으로 보인다. 

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H2리서치에 따르면, 2021년 세계 발전용 연료전지시장은 385.6MW를 기록, 전년대비 23.6% 성장했으며, 2022년 20% 이상 성장한 463.3MW를 기록할 것으로 전망했다.

이중 산업용 연료전지가 전체 시장의 86%를 차지, 시장을 주도할 것으로 판단되며 뒤를 이어 가정용 연료전지가 11%의 비중을 차지할 것으로 예측했다.

발전용 연료전지시장은 기후변화 대응을 위한 탄소중립을 위한 재생에너지 및 분산에너지 확대에 따라 빠르게 성장하고 있다. 연료전지는 석탄, 석유 등 기존 발전방식과는 달리 연소과정이 없기 때문에 오염물질을 배출하지 않으며 설치장소의 용이성, 적용분야의 다양성 등 여러 장점이 있기 때문이다.

특히 현재 발전용 연료전지 시장은 한국, 미국, 일본이 주도하고 있는데, 한국은 수소활성화 로드맵에 따른 발전용 연료전지 보급 지원 정책에 따라 시장이 급성장, 2021년 142.3MW를 기록해 세계 시장의 45%를 점유, 1위를 기록했다.

올해부터는 HPS(수소발전 의무화제도) 시행이 예정돼 있어 세계 시장 1위를 계속해 유지할 것으로 전망된다.

H2리서치는 그동안 발전용 연료전지 시장은 안전성이 좋은 PAFC(인산형 연료전지)가 주도해왔으나, 점차 발전효율이 좋은 차세대 연료전지인 SOFC(고체산화물 연료전지)가 시장을 주도할 것으로 전망했다.

또한 아직 발전용 연료전지는 보급 초기단계로 발전단가가 높지만 2025년경에는 기존 발전과 경쟁할 수 있는 수준까지 가격하락이 전망되고 있어 시장이 급성장할 것으로 예상했다. 

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수출입은행 연료전지 개요와 현황보고서
연평균 30%씩 성장…국내 연료전지 시장 2030년에 2조 5000억원 규모 될 전망

[e대한경제=김부미 기자]글로벌 연료전지 시장이 2018년 2조 2000억원 규모에서 2030년 약 50조원으로 성장할 것으로 예상된다. 한국이 이 시장을 선점하기 위해서는 핵심 부품 국산화 정책 마련이 시급하다는 지적이다.

1일 한국수출입은행이 발간한 ‘연료전지 개요와 현황’ 보고서에 따르면 세계 수소 세계 수소 수요는 지난해 약 90Mt에서 2030년 200Mt, 2050년에는 530Mt으로 증가하는 등 연료전지 산업은 꾸준히 성장할 전망이다. 연료전지는 한국, 일본, 미국을 중심으로 초기 시장을 형성 중이며 2018년 2조2000억 원 수준의 시장이 연평균 30%씩 성장해 2030년에는 약 50조원 규모가 될 것으로 추정된다.

연료전지는 수소를 투입해 전기를 생산하는 기술이다. 수소가 특정 전해질을 통과하면서 물과 전기로 분해되면서 전기를 만들어내는 방식이다. 순수한 수소를 연료로 사용하면 물, 열, 전기만 발생해 친환경적이다. 연료전지는 △휴대용 △수송형 △고정형(발전용)으로 구분되는데, 수소전기차 중심의 수송형과 발전용 위주로 성장할 전망이다. 2020년 상반기 전 세계 연료전지 사용량 기준 휴대형은 0.03%, 수송형은 75.34%, 고정형은 24.63% 비율을 차지했다.

전세계 연료전지 시장 비중(2018년 사용량 기준)은 한국, 중국, 일본 등 아시아에서만 약 42%를 차지하며 상당부분을 차지하고 있다. 특히 국내 연료전지 시장은 연평균 21% 성장세를 보일 것으로 예상된다. 2018년 2600억원 규모의 시장이 2030년에는 2조 5000억원 규모가 될 전망이다.

국가별로 발표된 수소경제 활성화 정책에 따라 앞으로 수소전기차와 발전용 연료전지 보급은 더 늘어날 것으로 관측된다.

전세계 수소전기차 판매 대수는 연평균 58.6%의 빠른 성장세를 보이며 2030년에 수소전기차 시장은 100만대를 돌파하고 누적 350만대에 달할 전망이다.

전세계 발전용 연료전지 시장은 2030년까지 연평균 25~32% 성장할 전망이다. 한국은 연료전지 보급이 가장 활발한 나라 중 하나로 꼽힌다. 2년 연속 수소차 판매와 발전용 연료전지 보급 세계 1위를 달성했다.

반면 국내 기업의 핵심 부품 및 소재 기술확보가 열악해 연료전지의 핵심 부품의 수입의존도가 높은 상황이다. 보고서는 부품을 해외에서 조달 할 경우 연료전지 가격 상승요인으로 작용하고, 관리 대응이 늦어지는 문제가 발생하며 무역분쟁과 국제정세에 취약하다는 약점이 존재한다고 지적했다.

연료전지 핵심부품 기술력이 높은 국가는 미국, 일본, 독일 등이다. 연료전지 관련한 특허 출원 건수는 일본이 가장 많으며 일본과 미국이 전체 출원 건수의 50% 넘게 차지하고 있다. 연료전지 종류별 국가 경쟁력은 PEMFC(고분자 전해질 연료전지)를 제외한 PAFC(인산 연료전지), MCFC(용융탄산염 연료전지), SOFC(고체 산화물 연료전지), DMFC(직접 메탄올 연료전지)에서 미국이 가장 앞서고 있다.

이에 국내 기업들은 해외 기업과 공동개발에 나서거나 합작법인 설립을 추진중이다. 두산퓨얼셀은 영국의 세레스 파워(Ceres Power)와 기술 협약을 체결했고, SK건설은 미국의 블룸에너지와 합작법인인 ‘블룸SK퓨얼셀’을 설립했다. 한국·사우디 합작기업 FCI는 이탈리아의 솔리드파워와 공동 기술 개발에 나섰다.

보고서는 아직 경제성이 부족한 수소에너지 활성화를 위해서는 정부 주도의 기술개발과 정책지원이 필수적이라고 강조했다. 연료전지 시장의 형성·발전을 위해서는 생산비용 절감, 관리 비용 감소, 내구성 향상, 인프라 구축 등 해결과제가 존재한다는 것이다.

수출입은행 김호건 책임연구원은 “수소경제 초기에 투입되는 막대한 연구개발 비용은 높은 수소에너지 가격으로 이어져 기업과 소비자에게 부담이 된다”면서 “시장이 충분히 성장할 때까지 정부의 적극적인 정책과 효율적인 보조금 지원이 필요하다”고 말했다.

이어 “연료전지 보급에 대한 정책과 구매 혜택뿐만 아니라 연료전지 이용과 관리에 대한 정책과 지원도 필수”라면서 “수소연료전지 부품의 성공적인 국산화와 상용화를 위해 신뢰성 평가와 인증 제도를 마련하고 지원 방안 역시 모색해야 한다”고 덧붙였다.

두산퓨얼셀은 친환경 수소 발전 연료전지인 인산형 연료전지에 특화돼 있다. 수소충전소가 확대되고 선박용 연료전지 시장과 스마트팜 시장이 개화하면 더욱 그 무대가 넓어질 것으로 보인다. 전문가들은 수소 경제의 가까운 수혜주로 두산퓨얼셀을 꼽고 있다

[한경ESG] ESG 핫 종목 - 두산퓨얼셀

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두산퓨얼셀의 수소연료전지. 사진=두산퓨얼셀 제공

두산퓨얼셀은 2019년 10월 1일 두산으로부터 인적 분할한 발전용 수소연료전지 생산업체다. 두산이 2014년 원천기술을 갖고 있던 미국 연료전지 업체 클리어엣지파워(CEP)를 인수하면서 시작한 사업부다. 2019년 10월 18일 유가증권시장에 상장한 후 주가는 지난 12월 1일까지 8배나 올랐다. 시가총액은 3조원대다.

다른 주요 그룹이 ESG(환경·사회·지배구조) 시대를 맞아 환경 관련 신사업에 속속 진출하는 것과 달리 두산퓨얼셀은 태생 자체가 친환경 사업이다. 구산업에 목맬 필요도, 기업가치가 할인될 이유도 없다. 두산퓨얼셀이 시장에서 높은 밸류에이션(실적 대비 주가 수준)을 인정받아온 것도 이 때문이다. 증권업계에서는 아직까지 먼 미래의 이야기 같은 수소경제의 가장 가까운 수혜주로 두산퓨얼셀을 꼽는 전문가가 많다.

수소경제의 핵심 밸류체인

연료전지는 수소와 산소의 화학반응을 이용해 전기를 생산하는 친환경 수소 발전 기술이다. 두산퓨얼셀은 이 중에서도 액체 인산을 전해질로 이용하는 인산형 연료전지(PAFC)에 특화돼있다. 연료전지 중 가장 상용화된 기술이다. 높은 안정성이 강점이다. 여기에 전기 생산과정에서 발생하는 열을 추가적으로 활용, 에너지 복합 효율이 80~90%에 달한다는 장점이 있다. 국내에서도 발전용 연료전지로 PAFC를 가장 많이 사용한다.

아직까지 주요 고객사는 국내 공공 및 민간 발전사업자다. 연료전지 누적 시장점유율은 국내 1위다. 지난해 매출은 4618억원, 영업이익은 260억원이었다. 올해는 3분기까지 매출이 2502억원, 영업이익이 90억원으로 다소 부진했다. 지난해 정부가 준비 중이던 청정수소발전의무화제도(CHPS)의 법제화가 지연되면서 수주에 어려움을 겪은 여파다. 2022년에는 상황이 달라진다. 에프앤가이드에 따르면, 두산퓨얼셀의 내년도 매출 컨센서스(증권사 추정치 평균)는 8046억원까지 늘어날 전망이다. 영업이익도 600억원대가 예상된다. 2023년에는 매출 1조원, 영업이익 1000억원을 돌파할 것이라는 것이 증권업계의 전망이다.

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넓어지는 연료전지 무대

연료전지 시장은 그동안 발전사 수주에 의존하는 시장이었다. 수소경제의 도래로 연료전지 시장규모가 급격히 커지고 있다. 연료전지 기술은 수소의 생산과 저장, 유통에 이르는 전 분야에서 필요하다. 생산 분야에서는 수전해 시설에 연료전지가 쓰인다.

가장 먼저 눈에 띄는 이벤트는 수소충전소 확대다. 두산퓨얼셀이 가진 최대 강점 기술이 수소충전소에 특화돼 있다. PAFC에 적용되는 화석연료 개질 시스템을 활용한 수소 추출 모델인 '트라이젠(TRI-GEN)' 기술이다. 이 기술은 연료전지 발전 과정에서 수소를 별도로 추출할 수 있다. 수소가 남으면, PAFC 발전을 통해 전력으로 변환도 가능하다.

SK증권은 트라이젠 모델이 한국의 인프라 여건을 감안하면 수소충전소 확대를 위한 가장 현실적 수소 생산 방법이라고 평가했다. 2022년 중 이 모델을 상업화하겠다는 것이 두산퓨얼셀의 청사진이다. 한병화 유진투자증권 연구원은 “SK에너지와 업무협약을 맺고 주유소 네트워크에 트라이젠 설비를 이용한 수소충전소를 건설할 것으로 전망된다”며 “기존 튜브트레일러 방식 대비 30~40% 수소 공급 단가를 낮출 수 있어 관련 사업자들의 수요가 커질 것”이라고 설명했다.

새로운 시장도 개화할 전망이다. 선박용 연료전지 시장이다. 두산퓨얼셀은 선박용 연료전지 시장이 2025년 60MW 수준에서 2030년까지 600MW로 급성장할 것으로 전망했다. 국제해사기구(IMO)는 2050년 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해 점진적으로 선박 연료에 대한 규제를 강화하고 있다.

두산퓨얼셀은 천연가스 기반의 연료전지 추진체로 시장에 진입한 후, 시장변화에 따라 수소연료전지로 사업을 발전시킬 계획이다. 다만 2025년부터 개화하는 선박용 연료전지 시장은 고체산화물 연료전지(SOFC)가 주도할 가능성이 높다. 두산퓨얼셀은 SOFC 상용화를 위해 2023년까지 기술개발과 50MW 규모의 공장을 완공하겠다는 계획을 세웠다. 2025년 본격 상업화에 대비한 시간표다.

급격히 커지는 스마트팜 시장에서도 수소연료전지가 쓰일 수 있다. 수소를 연료전지에 투입하면 전기, 열, 물을 얻을 수 있어 척박한 환경에서도 농업이 가능하도록 할 수 있다는 것이 회사 측 설명이다.

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내년도 주가 재평가 근거는

올해는 주가가 부진했다. 11월까지 13% 넘게 빠졌다. 급등했던 지난해와는 전혀 딴판이었다. 하지만 증권업계에서는 내년에 주목하고 있다. 주가 재평가 요소가 여럿이기 때문이다.

우선 2022년에는 CHPS가 도입될 전망이다. CHPS는 발전사업자가 일정 비율 이상의 전기를 신재생에너지를 통해 생산하도록 규제하는 RPS제도에서 연료전지를 따로 빼내는 게 핵심 내용이다. 기존 RPS에 CHPS가 더해짐으로써 발전사업자들은 연료전지를 통한 에너지 생산량을 늘려야 한다. 풍력, 태양열 등과 연료전지를 분리해 투자해야 한다는 뜻이다. 정연승 NH투자증권 연구원은 “CHPS를 도입하면서 발전사들의 발주 재개가 예상된다”고 설명했다. 증권업계에서는 이미 상당수 발전사와 사전 논의를 끝낸 상황이라고 보고 있다.

주가 차원에서는 단기 예상 호재와 장기 성장성을 두루 갖췄다고 볼 수 있다. 두산퓨얼셀이 주가 부진에도 불구하고 목표 주가 6만7000원대를 꾸준히 지키는 이유다. 일각에서는 두산퓨얼셀의 밸류에이션 부담이 너무 크다는 지적도 있다. 12개월 선행 주가수익비율(PER)이 연초만 해도 100배를 넘기다 주가 조정으로 떨어진 것이 90배 정도이기 때문이다.

하지만 증권업계에서는 연료전지 시장의 높은 성장성을 따져볼 때 현 PER은 큰 의미가 없다는 평가도 나오고 있다. 한병화 유진투자증권 연구원은 “블룸에너지 등 글로벌업체들이 한국에 대규모 수소연료전지 생산기지를 건설하면서 한국은 전 세계 수소연료전지의 중추가 될 것”이라며 “블룸에너지 등과 비교할 때 두산퓨얼셀은 오히려 상대적 저평가 상태다”라고 말했다.

고윤상 한국경제 기자