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전기차 애플리케이션용 니켈 금속 수소(NiMH) 배터리 시장 분석: 성장 동향 및 전망 (2025-2030)
1. 시장 개요 및 전망
전기차 애플리케이션용 니켈 금속 수소(NiMH) 배터리 시장은 2025년부터 2030년까지의 예측 기간 동안 상당한 성장을 보일 것으로 전망됩니다. Mordor Intelligence의 분석에 따르면, 이 시장은 2025년 44억 9천만 달러에서 2030년 95억 1천만 달러로 성장할 것으로 예상되며, 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR)은 16.21%에 달할 것입니다.
본 보고서는 추진 유형(배터리 전기차, 하이브리드 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차, 연료전지 전기차), 차량 유형(승용차, 상용차), 그리고 지역(북미, 유럽, 아시아 태평양, 남미, 중동 및 아프리카)별로 시장을 세분화하여 분석합니다. 아시아 태평양 지역이 가장 빠르게 성장하는 시장으로, 북미는 가장 큰 시장 규모를 유지할 것으로 보이며, 시장 집중도는 높은 수준입니다.
2. 시장 동인, 제약 및 기회
중기적으로 전기차 수요 증가와 비용 효율성은 시장 성장을 견인할 주요 요인으로 작용할 것입니다. 반면, 대체 기술(주로 리튬 이온 배터리)과의 경쟁은 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용할 수 있습니다. 그러나 지속적인 기술 발전은 향후 시장에 중요한 기회를 제공할 것으로 기대됩니다. 특히 아시아 태평양 지역은 전기차 채택률 증가에 힘입어 시장을 지배할 것으로 예상됩니다.
3. 주요 시장 동향
3.1. 배터리 전기차(BEV) 부문의 지배 예상
배터리 전기차(BEV)는 내연기관 없이 전적으로 충전식 배터리로 구동되는 전기차를 의미합니다. 이들은 전기 모터를 추진력으로 사용하며 고용량 배터리 팩에 전기를 저장합니다. NiMH 배터리는 비교적 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 다양한 온도 범위에서의 효과적인 작동 능력 덕분에 오랫동안 다양한 전기차 애플리케이션에서 선호되는 선택이었습니다. 최근 몇 년간 리튬 이온 배터리가 시장을 지배하고 있지만, NiMH 배터리는 특히 하이브리드 차량 및 일부 BEV에서 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다.
BEV 수요는 전 세계적으로 급증하여 2019년 150만 대에서 2023년 950만 대로 판매량이 증가했습니다. 이러한 성장은 환경 문제 증가, 배출량 감소를 위한 정부 규제, 배터리 기술 발전 등에 의해 주도됩니다. 2023년 배터리 전기차는 구매자들 사이에서 세 번째로 인기 있는 선택이었습니다. 12월에는 시장 점유율이 18.5%로 상승하여 연간 전체 점유율 14.6%를 기록했으며, 이는 디젤의 13.6%를 넘어섰습니다. 휘발유 차량은 35.3%로 선두를 유지했고, 하이브리드 전기차는 25.8%로 두 번째를 차지했습니다.
그러나 2023년 12월, 신규 배터리 전기차 판매는 2020년 4월 이후 처음으로 16.9% 감소한 160,700대를 기록했습니다. 이러한 감소는 2022년 12월의 강력한 실적과 가장 큰 배터리 전기차 시장인 독일에서 47.6%의 현저한 감소에 기인합니다. 이러한 하락에도 불구하고, 연간 총 판매량은 150만 대를 초과하여 2022년 대비 37% 증가했으며, 배터리 전기차 시장 점유율은 14.6%에 달했습니다.
반대로, 하이브리드 전기차의 EU 신규 등록은 12월에 26% 급증했으며, 이는 독일(+38%), 프랑스(+32.6%), 스페인(+24.3%) 등 4대 시장 중 3곳의 강력한 성장에 힘입은 것입니다. 이러한 추세는 2023년 전체적으로 29.5% 증가에 기여하여 270만 대 이상의 하이브리드 전기차가 판매되었고, 이는 EU 시장 점유율의 4분의 1을 차지했습니다.
산업이 발전함에 따라, NiMH 기술에 대한 지속적인 투자는 그 고유한 장점이 가장 유익한 특정 부문에서 BEV 시장에서의 부활로 이어질 수 있습니다. 전반적으로, 전기차 수요 증가와 배터리 기술 발전이 지속됨에 따라 NiMH 배터리 시장의 BEV 부문은 성장이 예상됩니다.
3.2. 북미 시장의 지배 예상
북미 지역의 전기차 애플리케이션용 NiMH 배터리 시장은 하이브리드 전기차(HEV) 채택 증가와 친환경 운송 솔루션 추진에 힘입어 전환기를 맞고 있습니다. NiMH 배터리는 내구성, 열 안정성, 비용 효율성으로 잘 알려져 있으며, 에너지 저장 및 회생 제동 시스템 효율적 지원 능력 덕분에 HEV에 널리 활용됩니다.
최근 몇 년간 북미 지역의 전기차 수요는 크게 증가했습니다. 미국에서만 전기차 판매량이 2019년 325,000대에서 2023년 약 139만 대로 증가한 것은 지속 가능한 운송 옵션으로의 강력한 소비자 전환을 반영합니다. 이러한 추세는 전기차 채택을 장려하고 온실가스 배출량을 줄이기 위한 정부 인센티브 및 정책에 의해 보완됩니다. 예를 들어, 2024년 1월, 재무부와 에너지부는 인플레이션 감축법(IRA)의 전기차 충전 세액 공제(30C)가 미국 시민의 약 3분의 2에게 적용될 것이며, 저소득층 커뮤니티 및 비도시 지역의 개인 및 기업에 충전기 비용의 최대 30%를 지원하여 전기차 충전 인프라 설치를 더욱 저렴하게 만들고 소외된 지역의 전기차 충전 접근성을 높일 것이라고 확인했습니다.
특히 도요타와 같은 주요 자동차 제조업체들은 NiMH 기술을 하이브리드 모델에 통합함으로써 NiMH 배터리 시장을 주도해 왔습니다. 도요타의 잘 구축된 HEV 라인업은 NiMH 기술에 크게 의존하며 전체 시장 수요에 상당한 기여를 했습니다. 또한, 연료 효율성을 개선하고 화석 연료 의존도를 줄이려는 자동차 산업의 노력은 하이브리드 애플리케이션에서 NiMH 배터리의 역할을 더욱 공고히 했습니다.
더 높은 에너지 밀도와 빠른 충전 시간을 제공하는 리튬 이온 배터리와의 경쟁에도 불구하고, NiMH 배터리는 낮은 비용과 확립된 제조 공정 덕분에 많은 HEV에 여전히 실행 가능한 옵션으로 남아 있습니다. 또한, 배터리 기술의 지속적인 발전은 NiMH 배터리의 성능을 향상시켜 진화하는 시장에서 경쟁력을 높이고 있습니다.
결론적으로, 북미 전기차 애플리케이션용 NiMH 배터리 시장은 하이브리드 차량 채택 증가, 기술 발전, 그리고 지원적인 정부 정책에 힘입어 성장이 기대됩니다. 이 지역이 지속 가능한 운송을 계속 우선시함에 따라, NiMH 배터리는 더 깨끗하고 효율적인 이동성 솔루션으로의 전환에 중요한 역할을 할 것입니다.
4. 경쟁 환경 및 주요 기업
전기차 애플리케이션용 니켈 금속 수소 배터리 시장은 높은 시장 집중도를 보이는 통합된 시장입니다. 주요 기업으로는 Panasonic Holdings Corporation, BYD Company, EV Energy Co. Ltd, FDK Corporation, Toyota Motor Corp 등이 있습니다.
5. 최근 산업 동향
* 2024년 2월: FDK CORPORATION은 ‘HR-AATEZ’ 니켈 금속 수소 배터리를 제품군에 추가했으며, 2024년 4월부터 양산 및 출하를 시작할 예정이라고 발표했습니다.
* 2023년 9월: Atlas Materials는 전기차용 니켈 기반 배터리 개발을 위해 2,700만 달러의 자금을 확보했습니다. 이 자금 지원은 북미에 제조 공장을 건설하려는 스타트업의 계획에 앞서 이루어졌습니다. 미국에 본사를 둔 Atlas는 2027년까지 캐나다 또는 미국의 세 가지 잠재적 위치 중 한 곳에서 연간 1,800미터톤의 니켈 생산을 목표로 대규모 생산을 시작할 계획입니다.
이 보고서는 전기차용 니켈 금속 수소화물(NiMH) 배터리 시장에 대한 포괄적인 분석을 제공합니다. NiMH 배터리는 니켈 옥시수산화물 양극, 수소 흡수 합금 음극, 알칼리 전해액을 사용하는 충전식 배터리로, 니켈-카드뮴(NiCd) 배터리보다 높은 에너지 밀도를 자랑하며 전기차와 같이 장시간 전원 공급이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
시장 규모는 2024년 37.6억 달러로 추정되며, 2025년에는 44.9억 달러에 이를 것으로 예상됩니다. 2025년부터 2030년까지 연평균 성장률(CAGR) 16.21%로 성장하여 2030년에는 95.1억 달러 규모에 도달할 것으로 전망됩니다.
시장 성장의 주요 동인으로는 전기차 수요 증가와 NiMH 배터리의 비용 효율성이 꼽힙니다. 반면, 대체 기술과의 경쟁은 시장 성장을 저해하는 요인으로 작용할 수 있습니다. 보고서는 또한 정부 정책 및 규제, 최근 동향 및 발전, 공급망 분석, 포터의 5가지 경쟁 요인 분석(공급업체 및 소비자의 교섭력, 신규 진입자의 위협, 대체재의 위협, 경쟁 강도) 및 투자 분석을 다룹니다.
시장은 추진 유형, 차량 유형, 지역별로 세분화됩니다. 추진 유형별로는 배터리 전기차(BEV), 하이브리드 전기차(HEV), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV), 연료전지 전기차(FCEV)로 나뉩니다. 차량 유형별로는 승용차와 상용차로 구분됩니다. 지역별로는 북미(미국, 캐나다 등), 유럽(독일, 프랑스, 영국 등), 아시아-태평양(중국, 인도, 일본, 한국 등), 남미(브라질, 아르헨티나 등), 중동 및 아프리카(사우디아라비아, UAE 등)의 주요 국가 및 지역을 포함하여 광범위하게 분석됩니다. 각 세그먼트별 시장 규모 및 예측은 가치(USD)를 기준으로 산정됩니다.
경쟁 환경 분석에는 주요 기업들의 인수합병, 합작 투자, 협력 및 전략이 포함됩니다. 주요 기업으로는 Panasonic Holdings Corporation, BYD Company, Toyota Motor Corp, FDK Corporation, EV Energy Co. Ltd., Saft Group 등이 있으며, 이들의 시장 점유율 및 순위 분석도 제공됩니다.
지역별로는 아시아-태평양 지역이 예측 기간(2025-2030년) 동안 가장 높은 CAGR을 기록하며 빠르게 성장할 것으로 예상됩니다. 반면, 2025년 기준으로는 북미 지역이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 분석됩니다. 기술 발전은 시장의 주요 기회이자 미래 트렌드로 제시됩니다.
본 보고서는 전기차용 NiMH 배터리 시장의 현재 상태, 미래 전망, 주요 동인 및 제약 요인, 경쟁 구도 및 지역별 특성을 심층적으로 이해하는 데 필요한 정보를 제공합니다.
1. 서론
- 1.1 연구 범위
- 1.2 시장 정의
- 1.3 연구 가정
2. 연구 방법론
3. 요약
4. 시장 개요
- 4.1 서론
- 4.2 2029년까지 시장 규모 및 수요 예측 (USD 10억 단위)
- 4.3 최근 동향 및 발전
- 4.4 정부 정책 및 규제
- 4.5 시장 역학
- 4.5.1 동인
- 4.5.1.1 전기차 수요 증가
- 4.5.1.2 비용 효율성
- 4.5.2 제약
- 4.5.2.1 대체 기술과의 경쟁
- 4.6 공급망 분석
- 4.7 포터의 5가지 경쟁요인 분석
- 4.7.1 공급업체의 협상력
- 4.7.2 소비자의 협상력
- 4.7.3 신규 진입자의 위협
- 4.7.4 대체 제품 및 서비스의 위협
- 4.7.5 경쟁 강도
- 4.8 투자 분석
5. 시장 세분화
- 5.1 추진 유형
- 5.1.1 배터리 전기차
- 5.1.2 하이브리드 전기차
- 5.1.3 플러그인 하이브리드 전기차
- 5.1.4 연료전지 전기차
- 5.2 차량 유형
- 5.2.1 승용차
- 5.2.2 상용차
- 5.3 지역
- 5.3.1 북미
- 5.3.1.1 미국
- 5.3.1.2 캐나다
- 5.3.1.3 북미 기타 지역
- 5.3.2 유럽
- 5.3.2.1 독일
- 5.3.2.2 프랑스
- 5.3.2.3 영국
- 5.3.2.4 스페인
- 5.3.2.5 이탈리아
- 5.3.2.6 북유럽
- 5.3.2.7 러시아
- 5.3.2.8 터키
- 5.3.2.9 유럽 기타 지역
- 5.3.3 아시아 태평양
- 5.3.3.1 중국
- 5.3.3.2 인도
- 5.3.3.3 일본
- 5.3.3.4 대한민국
- 5.3.3.5 말레이시아
- 5.3.3.6 인도네시아
- 5.3.3.7 태국
- 5.3.3.8 베트남
- 5.3.3.9 아시아 태평양 기타 지역
- 5.3.4 남미
- 5.3.4.1 브라질
- 5.3.4.2 아르헨티나
- 5.3.4.3 콜롬비아
- 5.3.4.4 남미 기타 지역
- 5.3.5 중동 및 아프리카
- 5.3.5.1 사우디아라비아
- 5.3.5.2 아랍에미리트
- 5.3.5.3 남아프리카
- 5.3.5.4 카타르
- 5.3.5.5 이집트
- 5.3.5.6 나이지리아
- 5.3.5.7 중동 및 아프리카 기타 지역
6. 경쟁 환경
- 6.1 인수합병, 합작 투자, 협력 및 계약
- 6.2 주요 기업의 전략
- 6.3 기업 프로필
- 6.3.1 파나소닉 홀딩스 코퍼레이션
- 6.3.2 BYD 컴퍼니
- 6.3.3 토요타 자동차
- 6.3.4 FDK 코퍼레이션
- 6.3.5 EV 에너지 주식회사
- 6.3.6 사프트 그룹
- *목록은 전체를 포함하지 않음
- 6.4 시장 순위/점유율 분석
- 6.5 기타 주요 기업 목록
7. 시장 기회 및 미래 동향
- 7.1 기술 발전
니켈 수소 배터리(NiMH)는 전기차용 배터리 기술의 중요한 한 축을 담당했던 이차전지로서, 특히 하이브리드 전기차(HEV) 시장에서 광범위하게 활용되어 왔습니다. 본고에서는 니켈 수소 배터리의 정의, 종류, 용도, 관련 기술, 시장 배경 및 미래 전망에 대해 상세히 설명해 드리고자 합니다.
1. 정의
니켈 수소 배터리는 양극에 니켈 산화수산화물(NiOOH), 음극에 수소 흡장 합금(Hydrogen-absorbing alloy), 그리고 전해액으로 수산화칼륨(KOH) 수용액을 사용하는 이차전지입니다. 전기차용으로 사용될 경우, 높은 출력 밀도와 비교적 긴 수명을 특징으로 하며, 특히 순간적인 고출력이 요구되는 하이브리드 전기차에 최적화된 성능을 제공합니다. 리튬 이온 배터리가 상용화되기 이전, 전기차 배터리 기술의 선두 주자로서 중요한 역할을 수행하였습니다.
2. 종류
니켈 수소 배터리는 크게 고출력형과 고에너지 밀도형으로 구분될 수 있습니다. 전기차용으로는 주로 짧은 시간 동안 높은 전류를 공급하고 회수하는 능력이 중요한 고출력형이 선호됩니다. 이는 하이브리드 차량의 가속 및 회생 제동 상황에 매우 적합하기 때문입니다. 음극의 수소 흡장 합금 종류(예: AB5형, AB2형)에 따라 배터리의 성능 특성, 특히 수명과 출력 특성이 달라질 수 있으나, 전기차 시장에서는 개별 셀의 합금 유형보다는 전체 배터리 팩의 설계, 냉각 시스템, 그리고 배터리 관리 시스템(BMS)의 통합적인 성능이 더욱 중요하게 다루어집니다. 셀 형태는 주로 원통형 또는 각형이 사용됩니다.
3. 용도
니켈 수소 배터리의 가장 대표적인 용도는 하이브리드 전기차(HEV)입니다. 토요타 프리우스, 렉서스 하이브리드 모델 등 다수의 HEV에 수십 년간 안정적으로 적용되어 왔습니다. 이 배터리는 엔진 시동 보조, 가속 시 출력 보강, 그리고 회생 제동 시 발생하는 에너지를 효율적으로 저장하는 핵심 기능을 수행합니다. 또한, 초기 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV) 및 일부 순수 전기차(EV)에도 제한적으로 적용된 사례가 있습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 높은 안전성과 우수한 저온 특성을 가지고 있어, 특정 환경이나 안전성이 최우선시되는 애플리케이션에서 여전히 선호되기도 합니다.
4. 관련 기술
니켈 수소 배터리의 효율적인 전기차 적용을 위해서는 다양한 관련 기술들이 필수적입니다. 첫째, 배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 등을 실시간으로 모니터링하고 제어하여 과충전, 과방전, 과열 등을 방지하며 배터리의 수명과 성능을 최적화합니다. 둘째, 냉각 시스템은 고출력 사용 시 발생하는 열을 효과적으로 관리하기 위해 공랭식 또는 수랭식으로 설계됩니다. 셋째, 배터리의 직류 전력을 모터 구동에 필요한 교류 전력으로 변환하는 전력 변환 기술(인버터)과 밀접하게 연관됩니다. 넷째, 차량 감속 시 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하여 배터리에 저장하는 회생 제동 시스템은 NiMH 배터리의 효율을 극대화하는 핵심 기술입니다. 마지막으로, 현재 전기차 시장의 주류인 리튬 이온 배터리 기술은 NiMH 배터리의 주요 경쟁 기술로서, 더 높은 에너지 밀도와 경량화를 제공합니다.
5. 시장 배경
니켈 수소 배터리는 1990년대 후반부터 2000년대 중반까지 하이브리드 전기차 시장의 성장을 견인한 핵심 배터리 기술이었습니다. 특히 토요타가 자사의 하이브리드 차량에 NiMH 배터리를 대량 채택하면서 시장을 주도하였습니다. 높은 안전성, 긴 수명, 넓은 작동 온도 범위, 그리고 리튬 이온 배터리 대비 저렴한 초기 비용이 주요 장점으로 작용했습니다. 그러나 2010년대 이후 리튬 이온 배터리 기술이 급격히 발전하면서 에너지 밀도, 출력 밀도, 그리고 가격 경쟁력 면에서 우위를 점하게 되었고, 이에 따라 순수 전기차 및 장거리 PHEV 시장에서는 NiMH 배터리의 입지가 점차 축소되었습니다. 현재는 주로 소형 HEV나 특정 산업용 애플리케이션에서 제한적으로 사용되고 있습니다.
6. 미래 전망
순수 전기차 시장에서는 리튬 이온 배터리가 압도적인 우위를 점하고 있어, 니켈 수소 배터리가 주류로 재부상할 가능성은 매우 낮습니다. 하지만 NiMH 배터리는 여전히 높은 안전성, 우수한 저온 특성, 그리고 재활용 용이성 등의 고유한 장점을 가지고 있습니다. 따라서, 높은 안전성이 최우선시되는 산업용 장비, 소형 이동 수단, 또는 기존 HEV 모델의 유지보수 및 교체 시장과 같은 특정 니치 시장에서는 일정 수요를 유지할 것으로 예상됩니다. 또한, 리튬 이온 배터리의 원자재 가격 변동성 및 공급망 문제 발생 시, 대안 기술로서의 잠재력을 완전히 배제할 수는 없습니다. 차세대 NiMH 기술 연구는 계속되고 있으나, 현재로서는 리튬 이온 배터리의 성능을 뛰어넘기 어렵다는 것이 일반적인 견해입니다. 결론적으로, 전기차용 니켈 수소 배터리는 과거의 영광을 뒤로하고, 특정 분야에서 안정적인 역할을 수행하는 보완적인 기술로 자리매김할 것으로 전망됩니다.