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액화수소 시장 규모 및 점유율 분석: 성장 동향 및 예측 (2026-2031)
이 보고서는 액화수소 시장의 규모, 성장 동향 및 2026년부터 2031년까지의 예측을 상세히 분석합니다. 시장은 유통 방식(극저온 탱크, 고압 튜브 트레일러), 최종 사용자 산업(항공우주, 자동차, 해양 및 기타 산업), 그리고 지역(아시아 태평양, 북미, 유럽, 남미, 중동 및 아프리카)별로 세분화되어 있으며, 시장 예측은 톤(Tons) 단위의 물량으로 제공됩니다.
시장 개요 및 주요 수치
2025년 액화수소 시장은 176.45킬로톤(kilotons)으로 평가되었으며, 2026년 194.31킬로톤에서 2031년까지 314.58킬로톤에 도달하여 예측 기간(2026-2031) 동안 연평균 성장률(CAGR) 10.12%를 기록할 것으로 예상됩니다. 가장 빠르게 성장하는 시장은 아시아 태평양 지역이며, 가장 큰 시장은 북미입니다. 시장 집중도는 높은 편입니다.
NASA의 아르테미스 프로그램과 연계된 발사 빈도 증가, 대형 연료전지 트럭 배포 가속화, 아시아 태평양 지역의 기가와트급 액화 프로젝트 등이 액화수소 시장의 성장을 견인하고 있습니다. 또한, 1,000km 주행이 가능한 수소전기차(FCEV)를 위한 대규모 충전소 구축과 0.1% 미만의 일일 운영 손실을 가능하게 하는 제로-보일오프(zero-boil-off) 저장 기술 발전이 수요를 더욱 증폭시키고 있습니다. 생산, 액화, 유통 자산이 다운스트림 모빌리티 및 항공우주 요구사항과 보조를 맞춰야 하므로 통합적인 가치 사슬 전략이 필수적입니다. 그러나 헬륨 부족, 전력 소모가 많은 액화 장치, 소규모 충전소의 경제성 문제 등이 시장의 걸림돌로 작용하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 오르토-파라(ortho-para) 전환 및 복합 극저온 탱크의 혁신은 효율성 향상에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.
주요 보고서 요약
* 유통 방식별: 2025년 극저온 탱크가 액화수소 시장 점유율의 60.62%를 차지했으며, 고압 튜브 트레일러는 2031년까지 11.05%의 CAGR로 성장할 것으로 예상됩니다.
* 최종 사용자 산업별: 2025년 항공우주 부문이 액화수소 시장 규모의 38.20%를 차지했으며, 자동차 부문은 2031년까지 13.05%의 CAGR로 빠르게 성장하고 있습니다.
* 지역별: 2025년 북미가 액화수소 시장 점유율의 42.10%를 차지했으며, 아시아 태평양 지역은 2026년부터 2031년 사이에 11.12%의 CAGR을 기록할 것으로 전망됩니다.
글로벌 액화수소 시장 동향 및 통찰 (성장 동력)
1. 아르테미스 이후 발사 빈도 및 달 탐사 프로그램 증가: NASA의 아르테미스 프로그램은 우주에서의 수개월 저장 중 추진제 손실을 98%까지 줄이는 제로-보일오프 기술의 효용성을 입증하며 액체 추진제 물류를 재정의했습니다. 항공우주 기업들은 이 연구 결과를 위성 서비스 아키텍처에 통합하여 첨단 액화수소 시스템에 대한 2차 수요를 창출하고 있습니다. 유럽우주국(ESA)도 2027년 달 게이트웨이에 유사한 제로-보일오프 프레임워크를 배포할 계획이며, 이는 지리적 수요를 확대할 것입니다. 민간 발사 업체들은 공급 위험을 헤지하기 위해 발사대 근처에 액화 장치를 공동 배치하고 있으며, 이는 지역별 생산 능력 확대를 가속화합니다. 이러한 민간 및 상업 임무의 증가는 액화수소 시장의 장기적인 가시성을 확보하고 있습니다.
2. 대규모 액화수소 충전소가 필요한 상업용 FCEV 트럭 출시: 메르세데스-벤츠 GenH2 트럭은 에어 프로덕츠(Air Products)와의 시험에서 1,000km 주행 거리와 15분 미만의 재충전 시간을 기록하며 Class 8 트럭에 대한 액화수소의 우수성을 입증했습니다. 유럽의 운송 입찰은 이제 대규모 액화수소 충전 능력을 요구하고 있으며, TEAL Mobility는 2030년까지 100개의 고용량 충전소를 계획하고 있습니다. 대형 트럭 운송 회랑(corridor) 구축은 일일 20-40톤 규모의 액화 스키드(skid) 수요로 이어지고 있습니다. 운영자들이 디젤과의 가격 경쟁력을 추구함에 따라, 액화수소 시장은 더 높은 중량 에너지 밀도와 관련된 총 소유 비용(TCO) 이점으로부터 혜택을 받고 있습니다.
3. 아시아 태평양 지역의 기가와트급 액화 장치 가동: 중국의 연간 23,000톤 규모 안양(Anyang) 공장은 이 지역이 수입 의존에서 수출 흑자로 전환하고 있음을 보여줍니다. 한국의 서해안 수소 벨트(West Coast Hydrogen Belt)는 전해, 액화, 해상 수출 터미널을 아우르는 78억 달러 규모의 통합 단지를 추가하고 있습니다. 일본은 차세대 FCEV 출시와 연동하기 위해 2026-2028년 가동 예정인 여러 프로젝트를 지원하고 있습니다. 이러한 클러스터링 효과는 액화수소의 공급 비용을 kg당 2.50달러 미만으로 낮춰 압축수소 대안보다 경쟁력을 강화하고 있습니다.
4. 오르토-파라 촉매 전환4. 오르토-파라 촉매 전환 기술 발전: 수소 분자는 오르토(ortho) 및 파라(para) 이성질체 형태로 존재하며, 이 중 파라 수소는 더 낮은 에너지 상태를 가집니다. 액화수소 저장 시 오르토 수소가 파라 수소로 자연 전환되면서 상당한 양의 열이 발생하는데, 이는 액화수소의 증발(boil-off) 손실을 야기하는 주요 원인입니다. 최근에는 이 전환 과정을 효율적으로 가속화하고 제어하는 촉매 기술이 크게 발전하여, 액화 과정에서 오르토-파라 전환을 미리 완료함으로써 저장 중 발생하는 열 손실을 최소화하고 있습니다. 이는 액화수소의 장기 저장 안정성을 높이고 운송 효율성을 개선하여 전체 공급망 비용 절감에 기여하고 있습니다. 이러한 기술 혁신은 액화수소의 상업적 적용 가능성을 더욱 확대하고 있습니다.
이 보고서는 글로벌 액화수소 시장에 대한 심층 분석을 제공합니다. 액화수소는 무색, 무취, 무독성이며, 주변 조건에서 공기보다 약 14배 가벼워 높은 확산율과 부력을 지닌 특성을 가집니다. 본 보고서는 액화수소 시장을 유통 방식(극저온 탱크, 고압 튜브 트레일러), 최종 사용자 산업(항공우주, 자동차, 해양 및 기타 산업), 그리고 지역별(아시아 태평양, 북미, 유럽, 남미, 중동 및 아프리카의 11개국 포함)로 세분화하여 시장 규모와 예측을 부피(톤) 기준으로 제시합니다.
시장 동향 및 주요 동력
액화수소 시장은 여러 핵심 동력에 의해 성장이 가속화되고 있습니다. 첫째, 아르테미스 프로그램 이후 우주 발사 및 달 탐사 프로그램의 급증은 액화수소 수요를 견인하고 있습니다. 둘째, 상업용 수소 연료전지(FCEV) 트럭의 보급 확대는 대규모 액화수소 충전소의 필요성을 증대시키고 있습니다. 셋째, 아시아 태평양 지역에서 기가와트급 액화 설비가 가동되기 시작하면서 공급 능력이 크게 향상되고 있습니다. 넷째, 오르토-파라 촉매 전환 팩의 비용 절감과 극저온 탄소 복합재 탱크 기술의 발전은 액화수소의 생산 및 저장 효율성을 높이고 있습니다.
시장 제약 요인
반면, 시장 성장을 저해하는 몇 가지 제약 요인도 존재합니다. 소규모 충전소의 경우 높은 증발 손실이 발생하여 효율성을 저하시킵니다. 또한, 액화수소 펌프 및 씰에 필수적인 헬륨의 글로벌 공급이 제한적이라는 점도 문제입니다. 마지막으로, 액화 공정의 높은 전력 소모는 그린 수소의 LCOH(수소 생산 비용)를 상승시켜 경제성 확보에 어려움을 줍니다.
시장 규모 및 성장 전망
액화수소 시장은 2026년에 194.31킬로톤 규모에 달할 것으로 예상되며, 2031년에는 314.58킬로톤까지 성장할 것으로 전망됩니다. 유통 방식별로는 극저온 탱크가 2025년 기준 전체 부피의 60.62%를 차지하며 정지형 저장 및 발사 작업에서 지배적인 위치를 유지하고 있습니다. 최종 사용자 산업 중에서는 자동차 부문이 2031년까지 연평균 13.05%의 가장 빠른 성장률을 보일 것으로 예측되며, 이는 대형 연료전지 트럭의 보급 확대에 힘입은 바가 큽니다. 지역별로는 아시아 태평양 지역이 중국과 한국의 기가와트급 액화 설비 가동에 힘입어 연평균 11.12%로 가장 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다.
경쟁 환경 및 주요 기업
보고서는 시장 집중도, 주요 기업들의 전략적 움직임, 시장 점유율 및 순위 분석을 포함한 경쟁 환경에 대한 상세한 정보를 제공합니다. 주요 프로파일링 대상 기업으로는 Air Liquide, Air Products and Chemicals, Inc., Iwatani Corporation, Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Linde PLC, MATHESON Tri-Gas, Inc., Messer SE and Co. KGaA, NIPPON SANSO HOLDINGS CORPORATION, Olin Corporation, Plug Power Inc., Universal Industrial Gases 등이 있습니다. 이들 기업은 글로벌 및 시장 수준의 개요, 핵심 사업 부문, 재무 정보(가능한 경우), 전략적 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 사항 등을 포함하여 분석됩니다.
시장 기회 및 미래 전망
본 보고서는 또한 미개척 시장(White-space)과 충족되지 않은 요구 사항(Unmet-Need)에 대한 평가를 통해 향후 시장 기회와 전망을 제시합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 가정 및 시장 정의
- 1.2 연구 범위
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 환경
- 4.1 시장 개요
- 4.2 시장 동인
- 4.2.1 아르테미스 이후 급증하는 발사 빈도 및 달 탐사 프로그램
- 4.2.2 차고 규모의 액체수소(LH₂) 재급유가 필요한 상업용 FCEV 트럭 출시
- 4.2.3 아시아 태평양 지역의 기가와트급 액화기 가동
- 4.2.4 오르토-파라 촉매 변환 팩의 비용 절감
- 4.2.5 극저온 탄소 복합 탱크의 혁신
- 4.3 시장 제약
- 4.3.1 소규모 스테이션의 높은 증발 손실
- 4.3.2 액체수소(LH₂) 펌프 및 씰에 대한 제한적인 글로벌 헬륨 공급
- 4.3.3 액화의 전력 집약성으로 인한 그린 수소(H₂) LCOH 상승
- 4.4 가치 사슬 분석
- 4.5 포터의 5가지 경쟁 요인
- 4.5.1 공급업체의 교섭력
- 4.5.2 구매자의 교섭력
- 4.5.3 신규 진입자의 위협
- 4.5.4 대체재의 위협
- 4.5.5 경쟁 강도
5. 시장 규모 및 성장 예측 (물량)
- 5.1 유통별
- 5.1.1 극저온 탱크
- 5.1.2 고압 튜브 트레일러
- 5.2 최종 사용자 산업별
- 5.2.1 항공우주 (우주 포함)
- 5.2.2 자동차
- 5.2.3 해양
- 5.2.4 기타 최종 사용자 산업
- 5.3 지역별
- 5.3.1 아시아 태평양
- 5.3.1.1 중국
- 5.3.1.2 인도
- 5.3.1.3 일본
- 5.3.1.4 대한민국
- 5.3.1.5 아세안 국가
- 5.3.1.6 기타 아시아 태평양
- 5.3.2 북미
- 5.3.2.1 미국
- 5.3.2.2 캐나다
- 5.3.2.3 멕시코
- 5.3.3 유럽
- 5.3.3.1 독일
- 5.3.3.2 영국
- 5.3.3.3 프랑스
- 5.3.3.4 이탈리아
- 5.3.3.5 러시아
- 5.3.3.6 북유럽 국가
- 5.3.3.7 기타 유럽
- 5.3.4 남미
- 5.3.4.1 브라질
- 5.3.4.2 아르헨티나
- 5.3.4.3 기타 남미
- 5.3.5 중동 및 아프리카
- 5.3.5.1 사우디아라비아
- 5.3.5.2 남아프리카
- 5.3.5.3 기타 중동 및 아프리카
6. 경쟁 환경
- 6.1 시장 집중도
- 6.2 전략적 움직임
- 6.3 시장 점유율 (%)/순위 분석
- 6.4 기업 프로필 (글로벌 개요, 시장 개요, 핵심 부문, 재무 정보(사용 가능한 경우), 전략 정보, 시장 순위/점유율, 제품 및 서비스, 최근 개발 포함)
- 6.4.1 에어리퀴드
- 6.4.2 에어 프로덕츠 앤 케미컬스
- 6.4.3 이와타니 코퍼레이션
- 6.4.4 가와사키 중공업
- 6.4.5 린데 PLC
- 6.4.6 매더슨 트라이-가스
- 6.4.7 메써 SE & Co. KGaA
- 6.4.8 닛폰 산소 홀딩스 코퍼레이션
- 6.4.9 올린 코퍼레이션
- 6.4.10 플러그 파워
- 6.4.11 유니버설 산업용 가스
7. 시장 기회 및 미래 전망
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액화수소는 수소를 극저온인 영하 253도(20K) 이하로 냉각하여 액체 상태로 만든 것을 의미합니다. 기체 수소 대비 부피당 에너지 밀도가 약 800배 높아, 대량의 수소를 효율적으로 저장하고 운송할 수 있다는 점에서 수소 경제 구현의 핵심 매개체로 주목받고 있습니다. 이는 수소의 저장 및 운송 효율성을 극대화하여 수소 에너지의 광범위한 활용을 가능하게 하는 중요한 기술입니다.
액화수소 자체의 종류는 주로 생산 방식이나 순도에 따라 구분될 수 있습니다. 생산 방식으로는 천연가스 개질(SMR) 후 액화하는 방식과 물 전기분해(수전해)를 통해 생산된 수소를 액화하는 방식이 있습니다. 순도 측면에서는 산업용 수소와 연료전지용 고순도 수소로 나눌 수 있으며, 특히 연료전지용은 불순물 함량이 매우 낮아야 합니다. 또한, 액화수소의 안정적인 저장을 위해서는 수소 분자의 오르토-파라 이성질체 변환이 중요합니다. 상온에서는 오르토 수소가 우세하지만, 극저온에서는 파라 수소가 안정적입니다. 액화 과정에서 오르토 수소가 파라 수소로 변환될 때 발생하는 발열을 제어하지 않으면 증발가스(Boil-off gas)가 과도하게 발생할 수 있으므로, 촉매를 이용한 오르토-파라 변환 기술은 액화수소 생산 및 저장의 핵심 요소입니다.
액화수소의 주요 용도는 다음과 같습니다. 첫째, 우주항공 분야에서 로켓 연료로 가장 오래 사용되어 왔습니다. 액체산소와 함께 강력한 추진력을 제공하며, 고성능 로켓의 필수 연료입니다. 둘째, 미래 모빌리티의 핵심 연료입니다. 수소차, 수소선박, 수소항공기 등 다양한 운송 수단의 연료로 활용되어 탄소 배출 없는 이동 수단 구현에 기여합니다. 셋째, 대규모 에너지 저장 및 운송 수단입니다. 재생에너지 발전량이 풍부한 지역에서 생산된 그린 수소를 액화하여 소비지로 효율적으로 운반하는 데 사용됩니다. 넷째, 산업용 고순도 수소 공급원입니다. 반도체 제조, 금속 가공 등 고순도 수소가 필요한 산업 공정에 안정적으로 수소를 공급합니다. 다섯째, 발전 분야에서 수소 연료전지 발전 및 수소 터빈 발전의 연료로 활용되어 전력 생산에 기여합니다.
액화수소와 관련된 기술은 생산, 저장, 운송, 활용 전반에 걸쳐 고도의 기술력을 요구합니다. 액화 기술은 수소를 영하 253도까지 냉각하는 극저온 냉각 기술과 오르토-파라 수소 변환 촉매 기술이 핵심입니다. 저장 기술은 극저온을 장기간 유지하기 위한 고성능 단열 탱크(이중벽 진공 단열, 다층 단열재) 설계 및 제작 기술, 그리고 증발가스(BOG)를 최소화하거나 재액화하는 기술이 중요합니다. 운송 기술은 대규모 액화수소를 안전하게 운반할 수 있는 액화수소 운반선, 육상용 액화수소 트레일러 개발이 필수적입니다. 활용 측면에서는 액화수소 충전소의 극저온 펌프 및 기화기 기술, 그리고 수소 연료전지 및 터빈 기술이 중요합니다. 또한, 극저온 및 가연성 물질의 특성상 누출 감지, 방폭, 화재 진압 등 고도의 안전 기술 확보가 필수적입니다.
액화수소 시장은 현재 우주항공 분야를 제외하고는 상용화 초기 단계에 있습니다. 그러나 전 세계적인 탄소중립 목표 달성을 위한 친환경 에너지 전환 가속화와 각국 정부의 수소 경제 활성화 정책에 힘입어 빠르게 성장할 것으로 전망됩니다. 특히, 대규모 그린 수소 생산 프로젝트가 증가하면서, 생산된 수소를 효율적으로 저장하고 운송하기 위한 액화수소의 필요성이 더욱 부각되고 있습니다. 하지만 높은 생산 비용, 특히 액화 과정에 필요한 막대한 에너지와 설비 투자 비용, 그리고 부족한 인프라(생산 플랜트, 운반선, 충전소)는 시장 확대를 위한 도전 과제로 남아 있습니다. 또한, 극저온 물질의 안전성에 대한 대중의 인식 개선도 중요한 과제입니다.
미래 액화수소 시장은 수소 경제의 핵심 축으로 급부상할 것으로 예상됩니다. 기술 발전은 액화 효율을 향상시키고, 저장 및 운송 비용을 절감하며, 안전성을 강화하는 방향으로 이루어질 것입니다. 대규모 액화수소 생산 플랜트와 전용 운반선, 그리고 전국적인 충전소 인프라가 확충되면서 액화수소의 접근성과 경제성이 크게 개선될 것입니다. 적용 분야는 모빌리티(수소차, 선박, 항공), 발전(수소 연료전지, 터빈), 산업 공정 전반으로 확대될 것이며, 이는 궁극적으로 탄소 배출 없는 지속 가능한 에너지 시스템 구축에 크게 기여할 것입니다. 국제적으로는 수소 생산국과 소비국 간의 액화수소 공급망 구축을 위한 협력이 더욱 강화될 것으로 보입니다. 액화수소는 미래 에너지 패러다임을 전환하는 데 있어 결정적인 역할을 수행할 것입니다.