수소차 시장규모 2030년 431.9억 달러로 전망

- KISTI, 「수소차 글로벌 기술시장경쟁력 -데이터분석을 중심으로」 보고서 발간 -

□ 한국과학기술정보연구원(원장 김재수, 이하 KISTI)은 수소차 글로벌 기술시장경쟁력을 데이터 중심으로 분석한 보고서 ｢수소차 글로벌 기술시장경쟁력 비교분석｣를 발간했다.

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○ KISTI가 보유한 글로벌 104개국 특허데이터베이스인 ‘GPASS*’를 활용, 데이터베이스에 수록된 1990년부터 2022년 5월까지 총 32년에 걸친 약 1.5만 건의 특허데이터 분석을 통해 수소차의 글로벌 기술시장경쟁력을 비교분석했다.

* GPASS(https://gpass.kisti.re.kr): 104개국 특허를 영어와 원어로 구축되어 있는 지식산출이 가능한 특허데이터베이스로, 인용특허, 인용문헌, 특허패밀리, 법적상태정보, 표준화된 특허번호체제, 표준 기관명(기업명) 등이 제공되어 여러 가지 지표 산출이 가능한 글로벌특허분석지식플랫폼.

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□ ‘수소차 글로벌 기술시장경쟁력 비교분석’보고서의 주요 내용은 다음과 같다.

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○ 현재 화석연료연소로 직접 배출되는 전 세계 이산화탄소량의 약 1/4(24%)이 교통수단에서 배출되는 점에서 교통수단의 전기화는 지구 기후변화 목표를 달성하는 데 크게 기여할 것으로 예상되며, 전기차, 수소차 등 탄소를 배출하지 않는 친환경차로의 대전환이 빠르게 진행되고 있다.

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○ 수소차는 연료전지를 활용해 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 생성하고 물만 배출하는 매우 친환경적인 자동차이나, 기술적 진입장벽이 상당히 높다.

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○ 글로벌 수소차 시장규모는 2030년 431.9억 달러에 달할 것이며, 2022~2030년 예측기간동안 연평균 59.4% ​​성장할 것으로 예측된다.

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○ 미국특허청, 유럽특허청, 세계지식재산권기구를 통해 출원된 수소연료전지차 관련 특허를 조사한 결과, 2021년 기준 글로벌 완성차 제조기업 중 수소차 특허출원 1위는 토요타이며, 한국의 현대차가 2위, 그리고 혼다, 아우디 순이다. 현대차의 연평균성장률은 23%로 경쟁사 중 가장 높다.

○ 완성차 4대 제조기업의 수소차 관련 특허출원을 세부 기술분야별로 상대특허활동지수를 분석한 결과는 [그림2]와 같다.

- 토요타는 전체 분야에서 국제평균 이상의 특허활동을 보이고 있으며, 특히 차량시스템 분야에서 상대적으로 특허활동지수가 높다.

- 현대차는 연료전지시스템 분야에서 국제평균 특허활동지수를 나타내고 있으며, 특히 토요타와 같이 수소차를 구성하는 차량시스템 분야에서 상대적으로 특허활동도가 높다.

○ 수소차 특허출원 출원인 상위 20위는 국적별로, 일본의 토요타, 혼다, 닛산, 파나소닉, 혼다기연, 도시바, 미국의 GM, 포드, 블룸에너지, 플러그파워, 발라드파워시스템, 독일의 아우디, 보쉬, 다임러, 지멘스, 한국의 현대차, 기아차, 삼성SDI, 영국은 인텔리전트에너지, 프랑스의 CEA 등이 있다.

- 수소차 글로벌 Top7 제조기업에서 수소차 특허소유권 변동률이 가장 큰 기업은 85.7%를 기록한 아우디이며, GM 72.6%, 닛산 66.2%, 현대차 63.8%로 아우디가 비교적 소유권 변동률이 높게 분석된다.

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○ [그림3]은 수소차를 기술개발 중인 주요 자동차 제조기업의 특허지표로 나타낸 것으로 각 기업별 특허출원수(원크기), 시장확산지수, 지식확산지수를 산출하여 4분면에 나타낸 것이다. 지수별로 9개 기업의 평균값을 해당국가의 실제값으로 나눠 지수를 산출했다. [그림3]의 위쪽 그림은 2000년 이후부터 2022년 5월까지, 아래 그림은 2011년 이후 최근 10년을 분석한 것이다. 원의 색깔은 해당 제조기업의 국적을 나타낸 것이다(흰색은 일본, 청색은 한국, 녹색은 독일, 황색은 미국).

- 전체 데이터(위)와 최근 10년 데이터(아래)를 비교했을 때, 시장확산지수는 큰 변동이 없으나, 기술경쟁력 지표를 나타내는 지식확산지수는 차이를 나타냈다. 현대차는 지식확산지수가 0.52에서 1.44로 전체 평균값을 크게 상회했으며, 특허출원 규모도 토요타에 이어 2위를 차지했다. 독일과 미국 기업들의 기술경쟁력 지표가 하락하고 있는 반면에 일본과 한국 기업들의 기술경쟁력 지표는 상승하는 것으로 분석됐다.

- 글로벌 시장에서 수소차 판매 1∼2위를 다투고 있는 현대차와 토요타 중 기술경쟁력은 현대차, 시장경쟁력은 토요타가 비교우위에 있다.

○ <표 1>은 수소차 관련 특허를 출원하고 있는 자동차 제조기업의 특허 소유권 변동률을 나타낸다. 수소차 특허소유권 변동률은 평균 70.6%로 타 분야 대비 상당히 높다.

- 우리나라 현대차와 일본 토요타, 혼다, 닛산 등은 50∼60%의 변동률을 보이고 있으며, 미국의 GM과 독일의 아우디 등은 70∼80%로 소유권 변동률이 높다.

- 기아자동차는 수소차 특허 소유권의 거의 대부분을 현대차로부터 공동 소유권을 획득한 것으로 분석된다.

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□ ‘수소차 글로벌 기술시장경쟁력 비교분석’ 보고서의 수소차 시장 전망은 다음과 같다.

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○ 수소차는 전기차 대비 충전속도가 빠르다는 최대 장점을 가지고 있다. 전기차는 급속 충전으로 30분에서 1시간의 충전 시간이 필요하지만, 수소차는 5분이면 완충된다. 1회 충전 최대 주행거리도 수소차가 전기차 대비 길다는 이점이 있어, 수소차는 시장에서 성장할 수 있는 잠재력을 가진다.

- 수소차 상용화를 위해서는 수소생산과 운송, 수소충전 인프라 기반시설이 마련되어야 한다.

- 단, 기존 주유소를 수소차 충전소를 만드는 데는 30억 원 이상이 들고, 수소차는 같은 성능의 전기차보다 값이 비싸다는 단점이 있다.

- 코로나19 사태를 거치면서 차량용 반도체 공급망에 생긴 문제와 완성차 업체들의 전기차 중심 전략으로 인해 수소차 신차 출시나 판매가 크게 늘지 않았으며, 수소차 시장이 활성화되지 못하고 있다.

- 현재 친환경 승용차 시장은 수소차보다 전기차가 우위를 점하고 있지만, 향후 수소차 장점(대용량, 장거리 운송)에 기반한 수소트럭, 수소버스와 같은 상용차 혹은 수소선박 등으로 수소차 시장이 발전될 것으로 전망된다.

- 2030년 수소충전인프라가 세계 전역에 확대 설치되고, 기술 진입장벽이 높았던 수소차 기술이 보편화되어, 수소차 구매비용이 내연기관 자동차와 비슷하게 되면서 수소차 대중화 시대가 본격적으로 열릴 것으로 전망된다.

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□ 이창환 KISTI 글로벌R&D분석센터 책임연구원은 “수소차는 충전시설만 필요한 전기차와는 달리 수소 생산, 운송, 충전에 이르기까지 내연기관 자동차와 같은 인프라 시설구축을 필요로 하는 것과 높은 차량 가격도 수소차 대중화를 지연시키는 요인”이라며, “수소는 지구 어디든 존재하는 청정 에너지자원으로 수소차가 탄소중립을 달성하는 한 축이 될 것이다”라고 밝혔다. 또한 “정부의 수소 생산 및 충전 기반시설 확충, 관련 법, 제도 등의 지원과 함께 산업계의 과감한 투자가 필요한 시점”이라며, “본 DATA INSIGHT가 수소차 활성화에 기여하는 자료로 활용되기를 기대한다”라고 전했다.