수소 연료 전지차 시장 규모 및 점유율 분석 – 성장 동향 및 전망 (2026-2031년)

수소 연료전지차(Fuel Cell Vehicle, FCV) 시장 규모 및 점유율 분석 보고서는 2026년부터 2031년까지의 성장 추세와 전망을 다루고 있습니다. Mordor Intelligence의 독점적인 추정 프레임워크를 기반으로 2026년 시장 규모는 16.4억 달러, 2031년에는 61.6억 달러에 이를 것으로 전망되며, 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 30.27%에 달할 것으로 예상됩니다. 이는 FCV 시장이 실험적 배치를 넘어 상업적 실현 가능성으로 근본적인 전환을 이루고 있음을 반영하며, 특히 수소의 에너지 밀도 이점이 배터리 전기차(BEV) 대비 경제적으로 설득력 있는 대형 차량(heavy-duty applications) 부문에서 이러한 전환이 두드러집니다. 시장의 이러한 모멘텀은 미국 인플레이션 감축법(IRA)의 30억 달러 규모 수소 생산 세액 공제와 EU의 2030년까지 재생 가능한 수소 1천만 톤 생산 목표와 같은 정책 프레임워크에 의해 강력하게 추진되고 있습니다.

핵심 보고서 요약

* 차량 유형별: 2025년 승용차가 FCV 시장 점유율의 71.54%를 차지했으나, 상용차는 2031년까지 47.10%의 가장 높은 연평균 성장률을 기록할 것으로 예상됩니다.
* 연료전지 유형별: PEM(Proton-Exchange-Membrane)이 2025년 매출의 90.85%를 지배했지만, SOFC(Solid Oxide Fuel Cell) 레인지 익스텐더는 2031년까지 42.10%의 CAGR로 성장할 전망입니다.
* 출력 등급별: 200kW 초과 부문이 49.40%의 CAGR로 성장을 주도하며, 100~200kW 부문은 2025년 47.88%로 가장 큰 점유율을 유지했습니다.
* 부품별: 연료전지 스택 모듈이 43.70%로 가장 큰 비중을 차지했으며, 수소 저장 시스템은 2031년까지 41.95%의 CAGR로 가장 빠르게 성장할 것으로 보입니다.
* 지역별: 아시아 태평양 지역이 2025년 FCV 시장의 52.60%를 차지했으며, 북미는 2031년까지 46.85%의 CAGR을 기록할 것으로 예측됩니다.

글로벌 FCV 시장 동향 및 통찰

성장 동력:

* 국가별 ZEV 및 수소 로드맵: 각국 정부의 정책 프레임워크는 FCV 채택을 촉진하고 있습니다. 한국은 전 세계 FCV 보급의 33%를 차지하며, 2040년까지 620만 대의 수소차 목표를 설정했습니다. 미국 에너지부는 초당적 인프라법을 통해 95억 달러를 수소 전략에 할당했으며, 일본은 15년간 가격 지원 프로그램을 통해 2040년까지 1,200만 톤의 수소 공급을 목표로 합니다. 중국 또한 지역 수소 FCV 배치에 3억 2,100만 달러를 투자하며 시장 형성을 가속화하고 있습니다.
* 대형 수소 연료전지 트럭의 상업적 실현 가능성: 화물 운송 부문에서의 시범 운영은 연료전지 트럭의 운영 우수성을 입증하며 상업적 모델을 구축하고 있습니다. Nikola는 2024년 3분기에 90대의 트럭을 출하하며 전년 대비 3,000% 성장했습니다. Daimler Truck의 액체 수소 시스템은 45,000파운드 적재량으로 650마일 주행이 가능하며, 현대차의 XCIENT 트럭은 13개국에서 1,300만 킬로미터 이상을 주행하며 내구성과 450마일의 운영 범위를 검증했습니다.
* 중국의 수소 항만 클러스터: 중국은 항만 운영에 연료전지 지게차 및 야드 트랙터를 통합하여 규모의 경제를 달성하고 있습니다. 이는 예측 가능한 작업 주기, 중앙 집중식 재충전 인프라, 엄격한 배출 규제 등 항만 환경의 이점을 활용한 전략입니다. 중국은 트럭 및 버스용으로 506MW의 누적 연료전지 용량을 설치하며 고활용 애플리케이션에 우선순위를 두는 체계적인 배치 전략을 보여줍니다.
* IRA 및 EU Net-Zero 산업법을 통한 제조 규모 가속화: 미국 IRA는 연료전지 제조 및 수소 생산에 대한 세액 공제를 제공하며, EU는 2022-2023년 배터리 및 연료전지 제조에 600억 유로 이상을 투자했습니다. 이러한 정책은 높은 초기 비용으로 인한 규모 확장의 어려움을 해소하고 국내 공급망 개발을 지원합니다. BMW와 Toyota의 2028년 연료전지차 생산 협력은 이러한 인센티브에 대한 업계의 신뢰를 반영합니다.

제약 요인:

* 공공 700bar 충전소의 느린 보급: 인프라 구축이 차량 보급을 따라가지 못하여 FCV 채택이 특정 지역 및 대도시로 제한되고 있습니다. 2024년 말 기준 전 세계 수소 충전소는 1,369개에 불과하며, 이 중 79%가 중국, 한국, 일본, 프랑스, 독일에 집중되어 있습니다. 캘리포니아의 수소 네트워크는 공급 및 신뢰성 문제로 인해 2024년 62개로 감소했으며, 이는 FCEV 판매 예측치를 하향 조정하게 만들었습니다.
* 배터리 가격 급락으로 인한 BEV의 총 소유 비용(TCO) 우위: 배터리 시스템 비용은 2050년까지 64-75% 감소할 것으로 예상되며, 이는 연료전지 비용 감소율(65-85%)보다 빠르고 낮은 초기 비용에서 시작됩니다. BEV 트럭은 2030년까지 대부분의 애플리케이션에서 디젤과 경쟁력을 갖출 것으로 보이며, FCV는 현재 kg당 30-40달러에 달하는 높은 수소 비용에 직면합니다. FCV의 이점은 주로 빠른 재충전과 높은 일일 활용도를 요구하는 대형 장거리 애플리케이션에 국한되어 시장을 좁히고 있습니다.

부문별 분석

* 차량 유형별: 상용차는 2031년까지 47.10%의 CAGR로 성장을 주도할 것으로 예상됩니다. 대형 트럭은 650마일 주행 거리와 10분 재충전으로 화물 활용도를 높이며, 중국에서는 1,000대 이상의 대중교통 버스가 빠르게 확산되고 있습니다. 반면, 승용차는 단위 판매량은 증가하더라도 가격에 민감한 소비자들이 단거리 용도로 배터리 EV로 전환함에 따라 점유율이 하락할 것으로 보입니다.
* 연료전지 유형별: PEM은 2025년 연료전지 스택의 90.85%를 공급했지만, SOFC 레인지 익스텐더는 2031년까지 42.10%의 CAGR로 PEM을 능가할 것으로 전망됩니다. 고온 SOFC는 500-700°C에서 작동하며 60-72%의 시스템 효율을 제공하고 메탄올이나 암모니아에 대한 내성을 가져 연료 물류를 용이하게 합니다.
* 출력 등급별: 100-200kW 부문은 2025년 매출의 47.88%를 차지하며 지역 배송 트럭 및 프리미엄 승용차에 적합한 출력과 비용 균형을 제공했습니다. 200kW 초과 시스템은 49.40%의 CAGR로 성장하며, Class 8 트럭과 같이 적재량 유지 및 등판 성능을 우선시하는 대형 차량에 의해 주도됩니다.
* 부품별: 스택 모듈은 43.70%로 가장 큰 점유율을 차지했지만, 수소 저장 시스템은 Type-IV 탄소섬유 탱크 및 극저온 압축 시스템이 부피 밀도를 향상시키면서 41.95%의 CAGR로 가장 빠르게 성장하고 있습니다.

지역별 분석

* 아시아 태평양: 2025년 52.60%의 점유율을 유지했으며, 중국, 일본, 한국이 생산, 유통, 차량 인센티브를 아우르는 통합 수소 생태계를 구축했기 때문입니다. 중국은 506MW의 연료전지 용량을 설치하고 2030년까지 10만 대의 연료전지 트럭을 목표로 합니다. 한국은 보조금을 통해 차량 가격을 50% 절감하며 14,500대의 FCV를 보급했고, 2040년까지 620만 대를 목표로 합니다.
* 북미: IRA의 수소 조항과 캘리포니아의 무공해 의무화 덕분에 2031년까지 46.85%의 CAGR로 성장을 주도할 것으로 예상됩니다. 미국 에너지부는 7개의 지역 수소 허브에 자금을 지원하여 FCV 시장의 수요를 확보하고 있습니다. 현대차의 210억 달러 규모 미국 FCV 트럭 생산 및 인프라 계획은 정책 안정성에 대한 해외 OEM의 신뢰를 보여줍니다.
* 서유럽 및 중앙 유럽: 독일의 113개 공공 충전소와 EU의 1천만 톤 수소 목표에 힘입어 성장하고 있습니다. Daimler Truck은 100대의 액체 수소 트럭을 배치하기 위해 2억 2,600만 유로를 확보했으며, BMW와 Toyota의 협력은 수소를 배터리 EV의 보완재로 활용하려는 유럽 OEM들의 광범위한 합의를 시사합니다.

경쟁 환경

FCV 시장은 기존 OEM과 순수 연료전지 기업 간의 다양한 전략으로 인해 고도로 집중되어 있습니다. Toyota는 Mirai 판매를 통해 승용차 부문을 선도하며 3세대 스택을 개발 중입니다. 현대차는 ‘수소 비전 2040’ 로드맵에 따라 트럭, 버스, 지게차를 아우르는 생태계 접근 방식을 취하고 있습니다. BMW는 Toyota와의 파트너십을 통해 2028년 양산을 계획하며, Ceres Power와 SOFC 레인지 익스텐더를 공동 개발하고 있습니다.

Ballard Power Systems는 전 세계 버스 fleet에 130MW를 공급하며 OEM 통합을 위한 모듈 표준화에 집중합니다. Nikola는 북미에서 차량 및 연료 번들 계약을 통해 90대의 연료전지 트럭을 인도하며 선두 주자로서의 입지를 다졌습니다. 중국 OEM인 SAIC와 FAW는 국내 의무를 충족하기 위해 스택 생산을 확대하며 전 세계적으로 가격 경쟁을 심화시키고 있습니다.

전략적 패턴은 수소 인프라 및 공급망에 대한 FCV의 의존성을 반영하여 부품 수준 경쟁보다는 수직 통합 및 생태계 개발을 강조합니다. 기술 차별화는 출력 밀도 향상, SOFC 시스템을 통한 연료 유연성, 자동차 규모 생산을 통한 제조 비용 절감에 중점을 둡니다. 메탄올 개질 연료전지를 활용한 중형 배송 차량과 항만 장비와 같은 산업용 애플리케이션에서 새로운 기회가 나타나고 있습니다.

주요 산업 리더:

Volkswagen AG, Mercedes-Benz Group, Honda Motor Company Limited, Hyundai Motor Company, Toyota Motor Corporation 등이 있습니다.

최근 산업 동향:

* 2025년 4월: 현대차와 Plus는 ACT Expo 2025에서 자율주행 수소 화물 생태계 개념을 공개하며, 수소 인프라를 기반으로 한 자율주행 장거리 화물 운송의 무배출 달성 방안을 제시했습니다.
* 2025년 4월: 중국은 지역 수소 연료전지차 배치에 3억 2,100만 달러를 할당하며, 정부의 지속적인 시장 개발 의지를 보여주었습니다.
* 2024년 9월: BMW는 2028년 최초의 양산형 연료전지 전기차(FCEV) 출시를 계획하고 있으며, Toyota Motor Corporation과의 협력을 통해 차세대 연료전지 파워트레인 기술을 개발하고 상용화할 예정입니다.

본 보고서는 수소 연료전지차(FCV) 시장에 대한 심층 분석을 제공하며, 시장 정의, 성장 동인 및 제약 요인, 시장 규모 및 성장 예측, 경쟁 환경, 그리고 조사 방법론을 다룹니다.

1. 시장 정의 및 범위
본 연구에서 FCV 시장은 수소 연료전지 스택을 주 동력원으로 사용하여 전기를 생산하고 물과 따뜻한 공기만을 배출하는 공장 출고형 도로용 승용 및 상용차를 포함합니다. 정지형 연료전지 시스템, 비도로 산업 장비, 애프터마켓 개조 키트는 범위에서 제외됩니다.

2. 주요 시장 분석 및 전망
* 시장 규모 및 성장: FCV 시장은 2026년 16.4억 달러에서 2031년 61.6억 달러로 성장할 것으로 전망되며, 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR) 30.27%를 기록할 것으로 예상됩니다.
* 가장 빠르게 성장하는 부문: 상용차 부문은 현재 시장 점유율 28.46%에도 불구하고 2031년까지 47.10%의 가장 높은 CAGR을 보이며 급성장할 것으로 예측됩니다. 출력 등급별로는 200kW 초과 부문이 49.40%의 CAGR로 가장 빠른 성장을 나타낼 것입니다.
* 지역별 선도: 아시아-태평양 지역은 2025년 시장 점유율 52.60%로 FCV 시장을 선도하고 있습니다.

3. 시장 동인 (Market Drivers)
* 미국, 유럽연합, 중국, 한국 등 주요국의 ZEV(무공해차) 및 수소 로드맵 정책.
* 주요 화물 운송 경로에서 대형 연료전지 트럭 시범 운행 증가.
* 중국의 “수소 항만” 클러스터에서 연료전지 지게차 및 야드 트랙터 통합.
* 미국 인플레이션 감축법(IRA) 및 EU 넷제로 산업법에 따른 스택/제조 세액 공제.
* 장거리 연료 보급을 위한 암모니아-수소 분해 기술 발전.
* 배달 밴용 메탄올 개질 연료전지 주행거리 확장 장치로의 OEM 전환.

4. 시장 제약 요인 (Market Restraints)
* 캘리포니아 및 서울 외 지역에서 공공 700바 수소 충전소의 느린 확산.
* 배터리 가격 하락으로 350km 미만 주행거리의 배터리 전기차(BEV)가 총 소유 비용(TCO) 측면에서 유리해지는 경향.
* 유럽연합 내 차량용 수소 탱크 형식 승인 지연 지속.
* 차세대 고온 PEM 연료전지용 니켈 기반 촉매 공급 위험.

5. 시장 세분화
시장은 다음 기준에 따라 세분화되어 분석됩니다:
* 차량 유형: 승용차, 상용차
* 연료전지 유형: 양성자 교환막(PEM), 고체 산화물(SOFC) 주행거리 확장 장치
* 출력 등급: 100kW 미만, 100~200kW, 200kW 초과
* 구성 요소: 연료전지 스택, 보조 시스템(Balance-of-Plant), 수소 저장 장치, 전력 전자 장치 및 전기 구동 장치
* 지역: 북미, 남미, 유럽, 아시아-태평양, 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경
보고서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 분석을 포함하며, Toyota, Hyundai, Honda, BMW, Mercedes-Benz, GM, Volkswagen, SAIC, FAW, Stellantis, Daimler Truck, Volvo Group, MAN Truck & Bus, Ballard Power Systems, Plug Power, Nikola Corporation, Doosan Fuel Cell 등 20개 주요 기업의 프로필을 제공합니다.

7. 조사 방법론 및 신뢰성
Mordor Intelligence는 OEM 파워트레인 엔지니어, 스택 공급업체, 수소 충전소 운영자, 차량 관리자 등과의 구조화된 논의를 통한 1차 조사를 수행합니다. 또한, 미국 DOE AFDC, 유럽 H2Mobility, 중국 MIIT, OICA 등 공개 데이터와 기업 공시 자료를 활용한 2차 조사를 병행합니다. 시장 규모 및 예측은 국가별 FCV 등록 및 재고를 기반으로 한 하향식 재구성 방식과 스택 출하량, 딜러 거래 데이터 등을 활용한 상향식 검증을 통해 이루어집니다. 연간 수소 충전소 수, FCV 모델 출시, 백금 적재 비용, ZEV 구매 인센티브, FCV 클래스별 평균 주행거리, 지역별 스택 내구성 벤치마크 등 6가지 핵심 변수를 모델에 반영하여 예측의 정확성을 높입니다. 본 보고서는 상업 판매가 입증된 차량만을 포함하고, 연중 환율을 적용하며, 매년 모델을 갱신하여 시장의 과도한 변동성을 완화함으로써 의사결정자들에게 신뢰할 수 있는 기준을 제공합니다.

8. 시장 기회 및 미래 전망
보고서는 시장의 미충족 수요 및 잠재적 기회를 평가하여 미래 시장의 방향성을 제시합니다.

1. 서론

• 1.1 연구 가정 및 시장 정의
• 1.2 연구 범위

2. 연구 방법론

3. 요약

4. 시장 현황

• 4.1 시장 개요
• 4.2 시장 동인
  • 4.2.1 국가별 ZEV 및 수소 로드맵 (미국, EU, 중국, 한국)
  • 4.2.2 주요 화물 운송로에서 증가하는 대형 연료전지 트럭 시범 운행
  • 4.2.3 FC 지게차 및 야드 트랙터를 통합하는 중국의 “수소 항만” 클러스터
  • 4.2.4 IRA 및 EU 넷제로 산업법 스택/제조 세액 공제
  • 4.2.5 장거리 재급유를 위한 암모니아-수소 분해 기술 발전
  • 4.2.6 배달 밴을 위한 메탄올 개질 FC 주행거리 확장 장치로의 OEM 전환
• 4.3 시장 제약
  • 4.3.1 캘리포니아 및 서울 외 지역에서 공공 700바 충전소의 느린 확산
  • 4.3.2 배터리 가격 급락으로 350km 미만 주행거리 BEV에 유리한 총 소유 비용(TCO)
  • 4.3.3 EU 내 차량용 수소 탱크 형식 승인 지연 지속
  • 4.3.4 차세대 고온 PEM용 니켈 기반 촉매 공급 위험
• 4.4 가치/공급망 분석
• 4.5 규제 환경
• 4.6 기술 전망
• 4.7 포터의 5가지 경쟁 요인
  • 4.7.1 신규 진입자의 위협
  • 4.7.2 구매자/소비자의 교섭력
  • 4.7.3 공급업체의 교섭력
  • 4.7.4 대체 제품의 위협
  • 4.7.5 경쟁 강도

5. 시장 규모 및 성장 예측 (가치 (USD) 및 물량 (단위))

• 5.1 차량 유형별
  • 5.1.1 승용차
  • 5.1.2 상용차
• 5.2 연료전지 유형별
  • 5.2.1 양성자 교환막 (PEM)
  • 5.2.2 고체 산화물 (SOFC) 주행거리 확장 장치
• 5.3 정격 출력별
  • 5.3.1 100kW 미만
  • 5.3.2 100~200kW
  • 5.3.3 200kW 초과
• 5.4 구성 요소별
  • 5.4.1 연료전지 스택
  • 5.4.2 플랜트 균형 장치
  • 5.4.3 수소 저장
  • 5.4.4 전력 전자 장치 & E-드라이브
• 5.5 지역별
  • 5.5.1 북미
  • 5.5.1.1 미국
  • 5.5.1.2 캐나다
  • 5.5.1.3 기타 북미
  • 5.5.2 남미
  • 5.5.2.1 브라질
  • 5.5.2.2 아르헨티나
  • 5.5.2.3 기타 남미
  • 5.5.3 유럽
  • 5.5.3.1 독일
  • 5.5.3.2 영국
  • 5.5.3.3 프랑스
  • 5.5.3.4 스페인
  • 5.5.3.5 러시아
  • 5.5.3.6 기타 유럽
  • 5.5.4 아시아 태평양
  • 5.5.4.1 중국
  • 5.5.4.2 일본
  • 5.5.4.3 대한민국
  • 5.5.4.4 인도
  • 5.5.4.5 기타 아시아 태평양
  • 5.5.5 중동 및 아프리카
  • 5.5.5.1 아랍에미리트
  • 5.5.5.2 사우디아라비아
  • 5.5.5.3 튀르키예
  • 5.5.5.4 이집트
  • 5.5.5.5 남아프리카 공화국
  • 5.5.5.6 기타 중동 및 아프리카

6. 경쟁 환경

• 6.1 시장 집중도
• 6.2 전략적 움직임
• 6.3 시장 점유율 분석
• 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략 정보, 주요 기업의 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
  • 6.4.1 토요타 자동차 주식회사
  • 6.4.2 현대자동차 주식회사
  • 6.4.3 혼다 자동차 주식회사
  • 6.4.4 BMW 그룹
  • 6.4.5 메르세데스-벤츠 그룹 AG
  • 6.4.6 제너럴 모터스 컴퍼니
  • 6.4.7 폭스바겐 AG
  • 6.4.8 상하이자동차 그룹
  • 6.4.9 FAW 그룹
  • 6.4.10 스텔란티스 N.V.
  • 6.4.11 다임러 트럭 AG
  • 6.4.12 볼보 그룹
  • 6.4.13 MAN 트럭 & 버스 SE
  • 6.4.14 발라드 파워 시스템즈
  • 6.4.15 플러그 파워 Inc.
  • 6.4.16 니콜라 코퍼레이션
  • 6.4.17 장성자동차 주식회사
  • 6.4.18 포톤 자동차 주식회사
  • 6.4.19 두산퓨얼셀 주식회사
  • 6.4.20 호라이즌 연료전지 기술

7. 시장 기회 및 미래 전망