추가 적립 안내

『국내외 전기차(EV)ㆍ수소연료전지차(FCEV) 시장ㆍ사업화 전망과 핵심기술 개발전략(2021)』은 〈환경 문제와 자동차 산업의 대응 전략〉, 〈친환경차가 요구하는 기술과 대응 동향〉, 〈글로벌 친환경차 시장 동향과 전망〉, 〈전기차(xEV) 기술개발 동향과 시장 전망〉등을 수록하고 있는 책이다.

국내외 전기차(EV)·수소연료전지차(FCEV) 시장·사업화 전망과 핵심기술 개발전략

세계 자동차 업체들이 전기자동차에 주력하고 있다는 뉴스가 증가하고 있다. 배터리 전기차 시장에서 3년째 선두를 확고히 하고 있는 테슬라와 더불어 SAIC, 폭스바겐, 르노닛산미쯔비시, BYD 등이 중심으로 신차를 출시하며 경쟁 구조가 다각화되고 있다.

이미 상용화 단계에 들어선 전기차(xEV)는 2038년에 세계 신차 판매 대수의 50% 비중을 차지하게 될 것이며, 이후 2050년의 비중은 약 90%에 이를 것으로 예측되고 있다.
2020년 글로벌 전기차(BEV·PHEV) 판매량은 처음으로 300만대를 넘어섰다. 코로나19 팬데믹으로 자동차 판매량은 7,264만대로 전년(8,670만대) 대비 16% 줄었지만, 전기차는 2019년(220만대)보다 42% 증가한 312만대가 판매됐다.
2013년 이후 연평균 47%의 높은 성장률을 보이고 있으며, 2020년 기준 신차 대비 점유율이 4%로 나타나고 있다.
지역적으로는 생산설비 비중이 높은 아시아·태평양 지역이 세계 시장 성장을 견인할 것으로 예측하고 있다.

전기차는 기술의 발전과 인프라의 보급에 따라 하이브리드 전기차(HEV) → 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV) → 순수 전기차(BEV)로 점차 발전하고 있다. 이에 각국 정부들도 이미 연차별 전기차(xEV) 보급 목표를 중장기적으로 수립하고 보조금 지급, 충전인프라 구축 등 다양한 활성화 정책을 적극적으로 펼치고 있기에 전기차(xEV) 시장은 빠르게 성장하고 있다.

전기차 분야의 기술경쟁력은 현재 미국이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 우리나라는 미국 대비 89.9% 수준으로 평가되고 있다
이에, 우리 정부는 ▲배터리에너지밀도 향상, ▲열관리시스템 효율 개선, ▲부품경량화 등을 통하여 세계최고 수준의 기술력을 확보한다는 계획을 세우고 있다.
배터리에너지 밀도 분야에서는 리튬이온전지 에너지밀도 향상(現 250Wh/kg → 25년 350Wh/kg↑)과 전고체 등 차세대배터리(350Wh/kg급 이상)를 상용화하며, 열관리시스템에서는 효율 개선으로 ’25년까지 저온난방시 주행거리 15%를 향상시키고, 부품경량화에서는 알루미늄을 차문, 후드 등 차체에 적용한다는 전력을 세우고 있다.

한편, 이미 전 세계적으로 급부상하고 있는 수소 경제의 핵심으로 주목받고 있는 수소차는 아직 수소생산 시스템, 수소탱크의 위험성, 미흡한 인프라 등의 선결과제가 많지만, 향후 친환경차 주도권 경쟁이 하이브리드→전기차→수소차 순으로 진행된다는 점에는 그다지 이견이 많지 않다.

2020년 세계 수소차 시장은 중국의 보조금 축소 정책과 도요타 미라이/혼다 클래리티의 모델 노후화로 판매량이 감소되면서, 약 9,000대 시장을 형성하였다. 그중 현대의 수소차 넥쏘가 약 70% 점유율을 보이며 시장을 주도하였으며, 출시 3년 만에 누적 판매 대수 1만대의 실적을 달성하기도 했다.
또한, 현대차는 수소트럭 첫 양산과 판매에 성공하면서 주목을 받았으며, 독일과 네덜란드, 오스트리아, 노르웨이 등 공급지역을 유럽 전역으로 확대하고 북미 상용차시장에도 진출하겠다는 계획을 추진하고 있다.

이를 뒷받침하기 위해 정부는 전극의 백금 손실 최소화, 전해질막 두께 저감 등을 통해 에너지손실 저감 개발 등을 육성하여 이미 확보하고 있는 세계 최고 수준의 성능(스택 효율)을 5%p 향상시키고, 고내구성·장거리주행이 요구되는 글로벌 상용차시장 선점을 위해 수소차 내구성·주행거리 한계돌파에 선도적으로 도전한다는 전략을 추진하고 있다.

이에 IRS글로벌에서는 전기차(EV)와 수소연료전지차(FCEV) 관련 기술개발 동향과 비즈니스 현황들을 종합적으로 분석 정리하여 관련 분야에 관심을 갖고 계신 분들께 미력하나마 도움을 드리고자 본서를 기획, 출간하게 되었다.

모쪼록 미력하나마 사업기획과 마케팅전략 수립에 참고 자료로 도움이 되기를 바랍니다.

2021년 4월 15일
www.irsglobal.com

Ⅰ. 환경 문제와 자동차 산업 및 친환경차 시장 전망

1. 환경 문제와 자동차 산업의 대응 전략
1-1. 자동차와 환경
1) 자동차와 온실가스
2) CO₂ 배출량 저감을 위한 대응
1-2. 자동차를 둘러싼 환경과 차세대 자동차 기술
1) 자동차를 둘러싼 환경과 대응 기술
2) 자동차의 대분류
3) 차세대차의 구조와 HV차의 분류
4) EV차의 성능과 과제
5) 에너지 밀도 향상의 로드맵과 EV차 전지 성능
6) 차세대차의 성능
7) 향후 엔진자동차와 차세대차를 전개하기 위한 방식
1-3. 환경 과제에 대한 자동차 산업의 대응
1) 전세계 CO₂ 총배출량 추이와 누적 CO₂ 배출
2) 국가별ㆍ업종별 CO₂ 배출량
3) 자동차 산업의 CO₂ 배출규제와 규제달성 가능성
4) 각국의 자동차 배기가스 규제 동향
5) 미국 캘리포니아주의 ZEV 규제
6) 중국의 NEV 규제
7) 발전 분야에서의 CO₂ 배출 감축 목표
1-4. 자동차와 CO₂배출량 향후 예측
1) 2040년 신차 판매대수 예측
2) 보유대수 예측과 CO₂ 배출량에 대한 영향
3) 재검토되어야 할 CO₂배출량 규제치
2. 친환경차가 요구하는 기술과 대응 동향
2-1. 탈석유를 위한 자동차의 에너지 대응
1) 바이오/수소연료로의 전환
2) 전기의 수소 변환
3) 발전 형태와 WtW CO₂ 배출량
2-2. 자동차 선진기술과 내연기관차의 개량 기술
1) 개요
2) 엔진 개량 기술
2-3. 미래의 자동차 전망과 패러다임 전환
1) 미래 엔진자동차와 차세대차의 비율
2) 자동차 업계의 패러다임 전환

3. 글로벌 친환경차 시장 동향과 전망
3-1. 자동차 시장 트렌드 및 전망
1) 2020년 자동차 업계의 동향
2) 4대 미래 자동차 키워드 – C.A.S.E.
(1) 커넥티드
(2) 자동화
(3) 셰어링/셰어드
(4) 전기화
3-2. 친환경차 세부분야별 시장 동향과 전망
1) 차종별 전망
(1) 이ㆍ삼륜차(two/three-wheelers)
(2) 경량 차량(light-duty vehicle)
(3) 버스(Buses)
(4) 중ㆍ대형 트럭(Medium-and heavy-duty trucks)
2) 지역별 전망
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 인도
(4) 일본
(5) 미국
(6) 기타 지역

Ⅱ. 국내외 전기차ㆍ수소연료전지차 시장 전망과 기술개발 동향

1. 전기차(xEV) 기술개발 동향과 시장 전망
1-1. 주요 전기차(xEV)별 기술 개요
1) 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)
(1) 개념 및 구조
(2) 분류
(3) 구동 원리
(4) 특징
2) 순수전기차(BEV)
(1) 개요
(2) 개발 이력
1-2. 전기차(BEVㆍPHEV) 주요국별 시장 규모 및 판매 동향
1) 종합 분석
(1) 연도별
(2) PHEV보다 BEV 강세
(3) 제조사 및 모델별
2) 연도별ㆍ모델별 판매 동향
(1) 2018년
(2) 2019년
(3) 2020년
3) 주요국별 판매 동향
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 미국
(4) 네덜란드
(5) 독일
(6) 프랑스
(7) 노르웨이
(8) 일본
(9) 인도
4) 주요 완성차 업체별 로드맵
(1) 테슬라
(2) Geely Emgrand
(3) BYD
(4) BMW
(5) 폭스바겐
(6) GM
(7) TOYOTA
(8) FORD
(9) 다임러
5) 국내 전기차(xEV) 시장동향과 전망
(1) 시장 규모와 전망
(2) 업체별ㆍ모델별 판매 동향
(3) 중소기업 전기차 출시 동향
(4) 수입 전기차 판매 동향
6) 현대기아차 그룹의 전기차 전략
(1) 중장기 경영 계획과 전기화 전략
(2) BEV 플랫폼 - E-GMP
(3) HEVㆍPHEV 기술
(4) 차량 전동화 추진 동향
1-3. 초소형 전기차 개발 동향과 및 시장 전망

Ⅰ. 환경 문제와 자동차 산업 및 친환경차 시장 전망

1. 환경 문제와 자동차 산업의 대응 전략
1-1. 자동차와 환경
1) 자동차와 온실가스
2) CO₂ 배출량 저감을 위한 대응
1-2. 자동차를 둘러싼 환경과 차세대 자동차 기술
1) 자동차를 둘러싼 환경과 대응 기술
2) 자동차의 대분류
3) 차세대차의 구조와 HV차의 분류
4) EV차의 성능과 과제
5) 에너지 밀도 향상의 로드맵과 EV차 전지 성능
6) 차세대차의 성능
7) 향후 엔진자동차와 차세대차를 전개하기 위한 방식
1-3. 환경 과제에 대한 자동차 산업의 대응
1) 전세계 CO₂ 총배출량 추이와 누적 CO₂ 배출
2) 국가별ㆍ업종별 CO₂ 배출량
3) 자동차 산업의 CO₂ 배출규제와 규제달성 가능성
4) 각국의 자동차 배기가스 규제 동향
5) 미국 캘리포니아주의 ZEV 규제
6) 중국의 NEV 규제
7) 발전 분야에서의 CO₂ 배출 감축 목표
1-4. 자동차와 CO₂배출량 향후 예측
1) 2040년 신차 판매대수 예측
2) 보유대수 예측과 CO₂ 배출량에 대한 영향
3) 재검토되어야 할 CO₂배출량 규제치
2. 친환경차가 요구하는 기술과 대응 동향
2-1. 탈석유를 위한 자동차의 에너지 대응
1) 바이오/수소연료로의 전환
2) 전기의 수소 변환
3) 발전 형태와 WtW CO₂ 배출량
2-2. 자동차 선진기술과 내연기관차의 개량 기술
1) 개요
2) 엔진 개량 기술
2-3. 미래의 자동차 전망과 패러다임 전환
1) 미래 엔진자동차와 차세대차의 비율
2) 자동차 업계의 패러다임 전환

3. 글로벌 친환경차 시장 동향과 전망
3-1. 자동차 시장 트렌드 및 전망
1) 2020년 자동차 업계의 동향
2) 4대 미래 자동차 키워드 - C.A.S.E.
(1) 커넥티드
(2) 자동화
(3) 셰어링/셰어드
(4) 전기화
3-2. 친환경차 세부분야별 시장 동향과 전망
1) 차종별 전망
(1) 이ㆍ삼륜차(two/three-wheelers)
(2) 경량 차량(light-duty vehicle)
(3) 버스(Buses)
(4) 중ㆍ대형 트럭(Medium-and heavy-duty trucks)
2) 지역별 전망
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 인도
(4) 일본
(5) 미국
(6) 기타 지역

Ⅱ. 국내외 전기차ㆍ수소연료전지차 시장 전망과 기술개발 동향

1. 전기차(xEV) 기술개발 동향과 시장 전망
1-1. 주요 전기차(xEV)별 기술 개요
1) 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)
(1) 개념 및 구조
(2) 분류
(3) 구동 원리
(4) 특징
2) 순수전기차(BEV)
(1) 개요
(2) 개발 이력
1-2. 전기차(BEVㆍPHEV) 주요국별 시장 규모 및 판매 동향
1) 종합 분석
(1) 연도별
(2) PHEV보다 BEV 강세
(3) 제조사 및 모델별
2) 연도별ㆍ모델별 판매 동향
(1) 2018년
(2) 2019년
(3) 2020년
3) 주요국별 판매 동향
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 미국
(4) 네덜란드
(5) 독일
(6) 프랑스
(7) 노르웨이
(8) 일본
1) 국내외 분류 및 안전 기준
2) 국내외 시장규모 전망
(1) 글로벌
(2) 국내
3) 주요국별 개발 및 추진 동향
(1) 일본
(2) 유럽
(3) 국내
1-4. 전기 이륜차 분야 개발동향과 시장전망
1) 개요
(1) 개념
(2) 기준
2) 주요국별 시장 동향과 전망
(1) 글로벌 시장
(2) 중국 시장
(3) 대만 시장
(4) 인도 시장
(5) 베트남 시장
(6) 이탈리아 시장
3) 국내 시장 동향과 전망
(1) 시장 규모와 동향
(2) 수입산 이륜차 관련 이슈
(3) 향후 보급 계획
1-5. 전기 상용차 분야 개발동향과 시장전망
1) 개요(전기버스 중심)
(1) 특징
(2) 종류와 구조
2) 글로벌 보급 동향과 추이
(1) 전기 버스
(2) 전기 트럭(중ㆍ대형)
3) 글로벌 보급 전망
(1) 전기 버스
(2) 전기 트럭(중ㆍ대형)
4) 국내 보급 동향 및 계획
(1) 그간의 보급 동향
(2) 2021년 보급 계획
1-6. 주요국별 전기차(xEV) 관련 정책 추진 동향
1) 중국
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
2) 미국
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
3) 유럽
4) 독일
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
5) 노르웨이
6) 프랑스
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
7) 일본
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
9) 인도
(1) 주요 정책 추진 동향
(2) 보조금 지원 현황
10) 한국
(1) 2020년 사업평가
(2) 2021년 전기차 추진목표 및 방향
(3) 2021년 전기차 세부 추진계획
(4) 2021년 전기차 보조금 지원 현황

2. 수소연료전지차(FCEV) 기술개발 동향과 시장 전망
2-1. 개요
1) 개념
2) 분류
3) 주요 특징
(1) 장점
(2) 단점
4) 구조
(1) 스택(Stack)
(2) 운전장치
(3) 전장장치
(4) 수소저장장치
5) 구동원리
6) 안전성
(1) 안전관리가 확보된 분야
(2) 안전성
7) 수소차와 전기차 비교
2-2. 수소연료전지차(FCEV) 관련 추진 현황과 대응전략
1) 일본
(1) 수소 모빌리티 분야
(2) 수소 스테이션 분야
2) 독일
(1) 완성차 업체의 대응전략 및 협업에 대한 현황
(2) 연료전지 버스ㆍ철도에 대한 동향
3) 프랑스
(1) 연료전지 모빌리티 분야
(2) 정책 및 협업 관련 현황
4) 네덜란드
(1) 연료전지 택시ㆍ버스 분야
(2) 수소 선박 분야
(3) 철도 분야
5) 오스트리아
6) 스웨덴
(1) PowerCell Sweden AB
(2) Cell Impact AB와 나카니시 금속제작소의 MoU
(3) Impact Coatings AB와 현대자동차의 공동 개발
7) 영국
(1) 연료전지 광산용 트럭 개발
(2) 수소 버스
8) 미국
(1) 연료전지차/수소 스테이션 현황
(2) 연료전지 상용차
(3) 연료전지 열차
9) 중국
(1) 수소연료전지 관련 추진 동향
(2) 중국 기업의 동향
(3) 해외 기업과의 파트너십 동향
10) 한국
(1) 친환경차 확산을 통해 30년까지 온실가스 24% 감축
(2) 전기ㆍ수소차 충전시설을 적시ㆍ적소 배치
(3) 내연기관차 수준의 경제성을 조기에 확보
(4) 기술초격차로 글로벌 독주체제 구축
2-3. 수소연료전지차(FCEV) 국내외 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향과 전망
(1) 판매 현황(지역별ㆍ메이커별)
(2) 수소차 출시 동향
(3) 스타트업의 참여 동향
(4) 보급 및 산업화 전망
2) 수소 상용차 시장
(1) 글로벌 경쟁 구도
(2) 미국 시장 경쟁
(3) 중국 시장 경쟁
3) 중국 시장 동향과 전망
(1) 연료전지 상용화 추진
(2) 시장 규모
(3) 해외 업체들의 중국 시장 진출 현황
4) 국내 내수 및 수출 동향
(1) 내수
(2) 수출
5) 수소차 부품 국산화 동향
(1) 필요성
(2) 산업 동향
6) 현대자동차 수소차 전략
(1) 주요 계획
(2) NEXO FCEV 기술
(3) 생산 확대 및 제휴 동향

Ⅲ. 이차전지ㆍ연료전지 기술개발 동향과 향후 전망

1. EV용 이차전지 기술개발 동향과 향후 전망
1-1. 핵심기술 개발 및 대응 동향
1) EV용 기술적 요구 사항
(1) 높은 에너지 밀도
(2) 짧은 충전 시간
(3) 온도 변화가 충방전 특성에 미치는 영향이 적음
(4) 수명이 김
(5) 비용이 낮음
(6) 높은 안전성 확보
2) 현재 기술 수준(전지 용량과 항속거리의 상관관계)
3) 최신 트렌드 및 이슈
(1) 소재별 기술 동향
(2) EV용 리튬전지 팩 기술 동향
(3) 리튬전지 팩 열관리 기술
4) 국내외 주요 업체별 대응 동향
(1) 해외
(2) 국내
5) 리튬에 대한 대응 동향
(1) 배터리 생산과 EV의 수요
(2) 리튬 생산과 수요
(3) OEM, 배터리 생산 기업 및 채굴업자의 대응 동향
(4) 수급 불균형 가능성 - 신규 배터리 기업 등장
(5) 리튬 공급의 중요성
1-2. EV용 리튬이차전지 시장 및 특허 동향과 향후 과제
1) 국내외 업체별 점유율과 시장 전망
(1) 세계 시장규모 전망
(2) 주요 업체별 시장점유율
(3) 국내 시장규모 전망
(4) 국내 업체의 성과와 전망(2021년)
2) 특허 출원 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 국가별 출원 동향
(3) 출원인별 출원 동향
3) EV 활성화를 위한 향후 과제
(1) 부족한 천연자원 환경에서 배터리 생산
(2) 전지의 재활용 및 재사용
1-3. EV용 리튬이온 전지의 재활용
1) 재이용 시스템의 중요성
2) 배터리의 수명
3) 배터리의 재활용
4) 순환 사이클 구축
5) 중요한 광물의 회수
6) 주요 사례
(1) Redwood Materials
(2) Li-Cycle
7) 지속 가능한 배터리를 위한 정책
2. 전고체전지 기술개발 동향과 시장 전망
2-1. EV용 전고체전지 기술개발 동향과 전망
1) 개요
2) EV에 응용하기 위한 기술개발 동향
(1) 세계를 변화시킨 리튬이온 이차전지
(2) 리튬이온 이차전지의 안전성
(3) 결점을 극복하고 이점을 증가시키는 전고체전지
(4) 고체 전해질의 특징
(5) EV용 전고체전지 상용화
(6) 해외 전고체전지 개발 동향
(7) 국내 전고체전지 개발 동향
3) 상용화를 위한 대응 전략
(1) 배터리의 용량 확대ㆍ출력 강화
(2) 전해질의 고체화로 성능 향상
(3) EV용에 적합한 특성을 가진 Li-S계 이차전지
(4) 전고체 Li-S계 이차전지 - 전극 재료 모색
(5) 리튬이온 이차전지의 성능 향상
(6) MLCC(적층세라믹콘덴서) 기술 활용
2-2. 세계 전고체전지 시장규모 전망
2-3. 전고체전지 연구개발 및 특허 분석
1) 연구개발 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 연구 동향
(3) 인용 상위 연구
(4) 주요 단어 및 네트워크 분석
(5) 주제 분석
(6) 연구 주제별 평균 인용 수
2) 특허 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 특허 동향
(3) 국가별 출원 동향
(4) 기업별 출원 동향
(5) 인용 상위 특허
(6) 주요 단어 및 네트워크 분석
(7) 주제 분석
(8) 평균 인용 수

3. 연료전지 기술개발 동향과 향후 전망
3-1. 연료전지 개요

(9) 인도
4) 주요 완성차 업체별 로드맵
(1) 테슬라
(2) Geely Emgrand
(3) BYD
(4) BMW
(5) 폭스바겐
(6) GM
(7) TOYOTA
(8) FORD
(9) 다임러
5) 국내 전기차(xEV) 시장동향과 전망
(1) 시장 규모와 전망
(2) 업체별ㆍ모델별 판매 동향
(3) 중소기업 전기차 출시 동향
(4) 수입 전기차 판매 동향
6) 현대기아차 그룹의 전기차 전략
(1) 중장기 경영 계획과 전기화 전략
(2) BEV 플랫폼 - E-GMP
(3) HEVㆍPHEV 기술
(4) 차량 전동화 추진 동향
1-3. 초소형 전기차 개발 동향과 및 시장 전망
1) 국내외 분류 및 안전 기준
2) 국내외 시장규모 전망
(1) 글로벌
(2) 국내
3) 주요국별 개발 및 추진 동향
(1) 일본
(2) 유럽
(3) 국내
1-4. 전기 이륜차 분야 개발동향과 시장전망
1) 개요
(1) 개념
(2) 기준
2) 주요국별 시장 동향과 전망
(1) 글로벌 시장
(2) 중국 시장
(3) 대만 시장
(4) 인도 시장
(5) 베트남 시장
(6) 이탈리아 시장
3) 국내 시장 동향과 전망
(1) 시장 규모와 동향
(2) 수입산 이륜차 관련 이슈
(3) 향후 보급 계획
1-5. 전기 상용차 분야 개발동향과 시장전망
1) 개요(전기버스 중심)
(1) 특징
(2) 종류와 구조
2) 글로벌 보급 동향과 추이
(1) 전기 버스
(2) 전기 트럭(중ㆍ대형)
3) 글로벌 보급 전망
(1) 전기 버스
(2) 전기 트럭(중ㆍ대형)
4) 국내 보급 동향 및 계획
(1) 그간의 보급 동향
(2) 2021년 보급 계획
1-6. 주요국별 전기차(xEV) 관련 정책 추진 동향
1) 중국
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
2) 미국
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
3) 유럽
4) 독일
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
5) 노르웨이
6) 프랑스
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
7) 일본
(1) 산업 육성
(2) 보조금 지원 현황
9) 인도
(1) 주요 정책 추진 동향
(2) 보조금 지원 현황
10) 한국
(1) 2020년 사업평가
(2) 2021년 전기차 추진목표 및 방향
(3) 2021년 전기차 세부 추진계획
(4) 2021년 전기차 보조금 지원 현황

2. 수소연료전지차(FCEV) 기술개발 동향과 시장 전망
2-1. 개요
1) 개념
2) 분류
3) 주요 특징
(1) 장점
(2) 단점
4) 구조
(1) 스택(Stack)
(2) 운전장치
(3) 전장장치
(4) 수소저장장치
5) 구동원리
6) 안전성
(1) 안전관리가 확보된 분야
(2) 안전성
7) 수소차와 전기차 비교
2-2. 수소연료전지차(FCEV) 관련 추진 현황과 대응전략

1) 일본
(1) 수소 모빌리티 분야
(2) 수소 스테이션 분야
2) 독일
(1) 완성차 업체의 대응전략 및 협업에 대한 현황
(2) 연료전지 버스ㆍ철도에 대한 동향
3) 프랑스
(1) 연료전지 모빌리티 분야
(2) 정책 및 협업 관련 현황
4) 네덜란드
(1) 연료전지 택시ㆍ버스 분야
(2) 수소 선박 분야
(3) 철도 분야
5) 오스트리아
6) 스웨덴
(1) PowerCell Sweden AB
(2) Cell Impact AB와 나카니시 금속제작소의 MoU
(3) Impact Coatings AB와 현대자동차의 공동 개발
7) 영국
(1) 연료전지 광산용 트럭 개발
(2) 수소 버스
8) 미국
(1) 연료전지차/수소 스테이션 현황
(2) 연료전지 상용차
(3) 연료전지 열차
9) 중국
(1) 수소연료전지 관련 추진 동향
(2) 중국 기업의 동향
(3) 해외 기업과의 파트너십 동향
10) 한국
(1) 친환경차 확산을 통해 30년까지 온실가스 24% 감축
(2) 전기ㆍ수소차 충전시설을 적시ㆍ적소 배치
(3) 내연기관차 수준의 경제성을 조기에 확보
(4) 기술초격차로 글로벌 독주체제 구축
2-3. 수소연료전지차(FCEV) 국내외 시장 동향과 전망
1) 글로벌 시장 동향과 전망
(1) 판매 현황(지역별ㆍ메이커별)
(2) 수소차 출시 동향
(3) 스타트업의 참여 동향
(4) 보급 및 산업화 전망
2) 수소 상용차 시장
(1) 글로벌 경쟁 구도
(2) 미국 시장 경쟁
(3) 중국 시장 경쟁
3) 중국 시장 동향과 전망
(1) 연료전지 상용화 추진
(2) 시장 규모
(3) 해외 업체들의 중국 시장 진출 현황
4) 국내 내수 및 수출 동향
(1) 내수
(2) 수출
5) 수소차 부품 국산화 동향
(1) 필요성
(2) 산업 동향
6) 현대자동차 수소차 전략
(1) 주요 계획
(2) NEXO FCEV 기술
(3) 생산 확대 및 제휴 동향

Ⅲ. 이차전지ㆍ연료전지 기술개발 동향과 향후 전망

1. EV용 이차전지 기술개발 동향과 향후 전망
1-1. 핵심기술 개발 및 대응 동향
1) EV용 기술적 요구 사항
(1) 높은 에너지 밀도
(2) 짧은 충전 시간
(3) 온도 변화가 충방전 특성에 미치는 영향이 적음
(4) 수명이 김
(5) 비용이 낮음
(6) 높은 안전성 확보
2) 현재 기술 수준(전지 용량과 항속거리의 상관관계)
3) 최신 트렌드 및 이슈
(1) 소재별 기술 동향
(2) EV용 리튬전지 팩 기술 동향
(3) 리튬전지 팩 열관리 기술
4) 국내외 주요 업체별 대응 동향
(1) 해외
(2) 국내
5) 리튬에 대한 대응 동향
(1) 배터리 생산과 EV의 수요
(2) 리튬 생산과 수요
(3) OEM, 배터리 생산 기업 및 채굴업자의 대응 동향
(4) 수급 불균형 가능성 - 신규 배터리 기업 등장
(5) 리튬 공급의 중요성
1-2. EV용 리튬이차전지 시장 및 특허 동향과 향후 과제
1) 국내외 업체별 점유율과 시장 전망
R> 1) 연료전지 개념과 원리
(1) 개념과 개발 이력
(2) 연료전지 작동원리
2) 연료전지 시스템 구조
(1) 개질기(Reformer)
(2) 스택(Stack)
(3) 전력변환기(Inverter)
(4) 주변보조기기(BOP, Balance of Plant)
3) 연료전지 장단점 및 이차전지와의 차이점
(1) 연료전지의 장ㆍ단점
(2) 수소연료전지차로서의 장ㆍ단점
(3) 이차전지와의 차이점
4) 연료전지의 분류
(1) 인산형 연료전지(PAFC)
(2) 용융탄산염 연료전지(MCFC)
(3) 고체산화물 연료전지(SOFC)
(4) 고체고분자 연료전지(PEFC)
3-2. 국내외 연료전지 시장 동향과 전망
1) 세계 연료전지 시장 동향과 전망
(1) 생산ㆍ판매 규모(MW)
(2) 생산ㆍ판매 규모(Unit)
(3) 용도별 시장규모 전망
(3) 지역별 시장규모 전망
(4) 종류별 시장 전망
3-3. 주요국별 연료전지차 개발동향
1) 미국
(1) GM 2세대 연료전지 시스템 개발 및 군사용 수소전기차 시험
(2) GM, 2세대 연료전지 개발에 혼다와 협업
(3) 뉴플라이어, 연료전지 굴절버스 개발
(4) 커민스 상용차용 연료전지 시스템 개발
2) 유럽
(1) BMW 수소연료전지 시스템 공개
(2) JIVE2 프로젝트 - 수소 전기버스 상용화
(3) 벤츠 수소 연료전지 트럭 개발 집중
3) 일본
(1) 토요타 미라이 2세대 출시
(2) 혼다 클래리티
(3) 소형 수소트럭
(4) 수소버스
4) 중국
(1) 수소차 보급을 위한 장려책
(2) 현대차 진출
(3) 토요타 진출
(4) 수소 상용차 추진 동향
(5) 수소 버스 도입 동향
3-4. 연료전지 관련 연구개발 및 특허 분석
1) 연구개발 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 연구 동향
(3) 주요 단어 및 네트워크 분석
(4) 인용 상위 연구
(5) 주제 분석
(7) 연구 주제별 평균 인용 수
2) 특허 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 주요 단어 및 네트워크 분석
(3) 인용 상위 특허
(4) 국가별 출원 동향
(5) 기업별 출원 동향
(6) 주제 분석
(7) 평균 인용 수

Ⅳ. EVㆍ수소차 충전인프라 기술개발 동향과 향후 전망

1. 전기차용 충전인프라 개발 동향 및 보급 전망
1-1. 기술 개요
1) 구성
(1) 전력공급설비
(2) 충전기
(3) 인터페이스
(4) 충전정보시스템
2) 전력공급설비
(1) 전력공급 방식에 따른 분류
(2) 인입구 배선
(3) 분전반
(4) 전기계기
3) 충전기 분류
(1) 충전 속도
(2) 설치 유형
(3) 충전 방식
(4) 전기차 차종별 충전방식
4) 충전정보시스템
5) 충전요금
1-2. 국내외 전기차용 충전인프라 개발 동향과 보급 전망
1) 글로벌 충전인프라 보급 동향
(1) 개인 충전기
(2) 공용 충전기
2) 글로벌 충전인프라 보급 전망
(1) 개인 충전기
(2) 공용 충전기
3) 해외 주요업체 동향
(1) 테슬라
(2) 혼다
(3) BMW
(4) 미쯔비시(MITSUBISHI)
(5) 닛산(NISSAN)
4) 국내 충전인프라 보급 동향
(1) 지역별 보급 동향
(2) 다른 국가 대비 저조한 수준
(3) 2021년 완속충전기 보급 지원
(4) 초급속 충전기 보급
5) 국내 주요업체 동향
(1) GS칼텍스ㆍLG화학
(2) 현대자동차
(3) 그린파워
(4) 카이스트(KAIST)
1-3. 주요국별 충전인프라 보급 및 정책 추진 동향
1) 중국
2) 미국
3) 캐나다
4) 칠레
5) 유럽
6) 독일
7) 인도
8) 일본
9) 한국
(1) 생활거점

(1) 세계 시장규모 전망
(2) 주요 업체별 시장점유율
(3) 국내 시장규모 전망
(4) 국내 업체의 성과와 전망(2021년)
2) 특허 출원 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 국가별 출원 동향
(3) 출원인별 출원 동향
3) EV 활성화를 위한 향후 과제
(1) 부족한 천연자원 환경에서 배터리 생산
(2) 전지의 재활용 및 재사용
1-3. EV용 리튬이온 전지의 재활용
1) 재이용 시스템의 중요성
2) 배터리의 수명
3) 배터리의 재활용
4) 순환 사이클 구축
5) 중요한 광물의 회수
6) 주요 사례
(1) Redwood Materials
(2) Li-Cycle
7) 지속 가능한 배터리를 위한 정책
2. 전고체전지 기술개발 동향과 시장 전망
2-1. EV용 전고체전지 기술개발 동향과 전망
1) 개요
2) EV에 응용하기 위한 기술개발 동향
(1) 세계를 변화시킨 리튬이온 이차전지
(2) 리튬이온 이차전지의 안전성
(3) 결점을 극복하고 이점을 증가시키는 전고체전지
(4) 고체 전해질의 특징
(5) EV용 전고체전지 상용화
(6) 해외 전고체전지 개발 동향
(7) 국내 전고체전지 개발 동향
3) 상용화를 위한 대응 전략
(1) 배터리의 용량 확대ㆍ출력 강화
(2) 전해질의 고체화로 성능 향상
(3) EV용에 적합한 특성을 가진 Li-S계 이차전지
(4) 전고체 Li-S계 이차전지 - 전극 재료 모색
(5) 리튬이온 이차전지의 성능 향상
(6) MLCC(적층세라믹콘덴서) 기술 활용
2-2. 세계 전고체전지 시장규모 전망
2-3. 전고체전지 연구개발 및 특허 분석
1) 연구개발 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 연구 동향
(3) 인용 상위 연구
(4) 주요 단어 및 네트워크 분석
(5) 주제 분석
(6) 연구 주제별 평균 인용 수
2) 특허 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 특허 동향
(3) 국가별 출원 동향
(4) 기업별 출원 동향
(5) 인용 상위 특허
(6) 주요 단어 및 네트워크 분석
(7) 주제 분석
(8) 평균 인용 수

3. 연료전지 기술개발 동향과 향후 전망
3-1. 연료전지 개요
1) 연료전지 개념과 원리
(1) 개념과 개발 이력
(2) 연료전지 작동원리
2) 연료전지 시스템 구조
(1) 개질기(Reformer)
(2) 스택(Stack)
(3) 전력변환기(Inverter)
(4) 주변보조기기(BOP, Balance of Plant)
3) 연료전지 장단점 및 이차전지와의 차이점
(1) 연료전지의 장ㆍ단점
(2) 수소연료전지차로서의 장ㆍ단점
(3) 이차전지와의 차이점
4) 연료전지의 분류
(1) 인산형 연료전지(PAFC)
(2) 용융탄산염 연료전지(MCFC)
(3) 고체산화물 연료전지(SOFC)
(4) 고체고분자 연료전지(PEFC)
3-2. 국내외 연료전지 시장 동향과 전망
1) 세계 연료전지 시장 동향과 전망
(1) 생산ㆍ판매 규모(MW)
(2) 생산ㆍ판매 규모(Unit)
(3) 용도별 시장규모 전망
(3) 지역별 시장규모 전망
, 이동거점을 중심 구축
(2) 한계극복형 전기차 충전기술 상용화
(3) 기존 충전기의 이용효율 제고
(4) 충전사업 민간시장 활성화
1-4. EV용 충전인프라 관련 표준화 동향
1) 글로벌 표준화 동향
(1) EV 충전기 표준
(2) 주요국별 충전 방식
(3) 표준화 경쟁 구도
2) 일본 표준화 추진 동향
(1) 전반적인 동향
(2) DC 충전 시스템(컨덕티브)
3) 국내 표준화 동향
(1) 충전방식 일원화
(2) 전기자동차 충전기 관련 표준
1-5. 무선충전 기술개발 동향
1) 미국
(1) Qualcomm Halo IPT
(2) WiTricity
(3) Bombardier
(4) OLEV
2) 일본
(1) Toyota
3) 유럽
(1) FABRIC 프로젝트
4) 중국
(1) 치루(齊魯)교통발전
5) 이스라엘
(1) ElectRoad
6) 스웨덴
(1) Electreon

2. 수소충전소 개발 동향 및 보급 전망
2-1. 수소충전소 기술 개요
1) 개념과 분류
(1) 개념
(2) 분류
2) 수소 저장 기술
3) 수소버스용 충전소
2-2. 수소충전용 장비 및 부품 기술개발 동향
1) 실시간 수소충전시스템 모니터링
2) 수소가스 압축ㆍ액화수소 기술
3) 수소 충전용 장비ㆍ자재
4) 액체수소 저장탱크 개발
2-3. 수소충전소 국내외 구축 동향
1) 글로벌 수소충전소 동향
2) 주요국별 구축 및 정책 동향
(1) 일본
(2) 미국
(3) 유럽
(4) 중국
3) 국내 수소충전소 구축 현황
(1) 구축 현황(2020년)
(2) 목표 대비 미비한 실적
4) 국내 수소충전소 구축 관련 정책
(1) 수소경제 활성화 로드맵
(2) 미래자동차 확산 및 시장선점 전략
(3) 제4차 친환경자동차 기본계획
(4) 수소버스용 충전소 실증사업

(4) 종류별 시장 전망
3-3. 주요국별 연료전지차 개발동향
1) 미국
(1) GM 2세대 연료전지 시스템 개발 및 군사용 수소전기차 시험
(2) GM, 2세대 연료전지 개발에 혼다와 협업
(3) 뉴플라이어, 연료전지 굴절버스 개발
(4) 커민스 상용차용 연료전지 시스템 개발
2) 유럽
(1) BMW 수소연료전지 시스템 공개
(2) JIVE2 프로젝트 - 수소 전기버스 상용화
(3) 벤츠 수소 연료전지 트럭 개발 집중
3) 일본
(1) 토요타 미라이 2세대 출시
(2) 혼다 클래리티
(3) 소형 수소트럭
(4) 수소버스
4) 중국
(1) 수소차 보급을 위한 장려책
(2) 현대차 진출
(3) 토요타 진출
(4) 수소 상용차 추진 동향
(5) 수소 버스 도입 동향
3-4. 연료전지 관련 연구개발 및 특허 분석
1) 연구개발 동향
(1) 분석절차
(2) 연도별 연구 동향
(3) 주요 단어 및 네트워크 분석
(4) 인용 상위 연구
(5) 주제 분석
(7) 연구 주제별 평균 인용 수
2) 특허 동향
(1) 연도별 출원 동향
(2) 주요 단어 및 네트워크 분석
(3) 인용 상위 특허
(4) 국가별 출원 동향
(5) 기업별 출원 동향
(6) 주제 분석
(7) 평균 인용 수

Ⅳ. EVㆍ수소차 충전인프라 기술개발 동향과 향후 전망

1. 전기차용 충전인프라 개발 동향 및 보급 전망
1-1. 기술 개요
1) 구성
(1) 전력공급설비
(2) 충전기
(3) 인터페이스
(4) 충전정보시스템
2) 전력공급설비
(1) 전력공급 방식에 따른 분류
(2) 인입구 배선
(3) 분전반
(4) 전기계기
3) 충전기 분류
(1) 충전 속도
(2) 설치 유형
(3) 충전 방식
(4) 전기차 차종별 충전방식
4) 충전정보시스템
5) 충전요금
1-2. 국내외 전기차용 충전인프라 개발 동향과 보급 전망
1) 글로벌 충전인프라 보급 동향
(1) 개인 충전기
(2) 공용 충전기
2) 글로벌 충전인프라 보급 전망
(1) 개인 충전기
(2) 공용 충전기
3) 해외 주요업체 동향
(1) 테슬라
(2) 혼다
(3) BMW
(4) 미쯔비시(MITSUBISHI)
(5) 닛산(NISSAN)
4) 국내 충전인프라 보급 동향
(1) 지역별 보급 동향
(2) 다른 국가 대비 저조한 수준
(3) 2021년 완속충전기 보급 지원
(4) 초급속 충전기 보급
5) 국내 주요업체 동향
(1) GS칼텍스ㆍLG화학
(2) 현대자동차
(3) 그린파워
(4) 카이스트(KAIST)
1-3. 주요국별 충전인프라 보급 및 정책 추진 동향
1) 중국
2) 미국
3) 캐나다
4) 칠레
5) 유럽
6) 독일
7) 인도
8) 일본
9) 한국
(1) 생활거점, 이동거점을 중심 구축
(2) 한계극복형 전기차 충전기술 상용화
(3) 기존 충전기의 이용효율 제고
(4) 충전사업 민간시장 활성화
1

-4. EV용 충전인프라 관련 표준화 동향
1) 글로벌 표준화 동향
(1) EV 충전기 표준
(2) 주요국별 충전 방식
(3) 표준화 경쟁 구도
2) 일본 표준화 추진 동향
(1) 전반적인 동향
(2) DC 충전 시스템(컨덕티브)
3) 국내 표준화 동향
(1) 충전방식 일원화
(2) 전기자동차 충전기 관련 표준
1-5. 무선충전 기술개발 동향
1) 미국
(1) Qualcomm Halo IPT
(2) WiTricity
(3) Bombardier
(4) OLEV
2) 일본
(1) Toyota
3) 유럽
(1) FABRIC 프로젝트
4) 중국
(1) 치루(齊魯)교통발전
5) 이스라엘
(1) ElectRoad
6) 스웨덴
(1) Electreon

2. 수소충전소 개발 동향 및 보급 전망
2-1. 수소충전소 기술 개요
1) 개념과 분류
(1) 개념
(2) 분류
2) 수소 저장 기술
3) 수소버스용 충전소
2-2. 수소충전용 장비 및 부품 기술개발 동향
1) 실시간 수소충전시스템 모니터링
2) 수소가스 압축ㆍ액화수소 기술
3) 수소 충전용 장비ㆍ자재
4) 액체수소 저장탱크 개발
2-3. 수소충전소 국내외 구축 동향
1) 글로벌 수소충전소 동향
2) 주요국별 구축 및 정책 동향
(1) 일본
(2) 미국
(3) 유럽
(4) 중국
3) 국내 수소충전소 구축 현황
(1) 구축 현황(2020년)
(2) 목표 대비 미비한 실적
4) 국내 수소충전소 구축 관련 정책
(1) 수소경제 활성화 로드맵
(2) 미래자동차 확산 및 시장선점 전략
(3) 제4차 친환경자동차 기본계획
(4) 수소버스용 충전소 실증사업

국내외 전기차(EV)ㆍ수소연료전지차(FCEV) 시장ㆍ사업화 전망과 핵심기술 개발전략


세계 자동차 업체들이 전기자동차에 주력하고 있다는 뉴스가 증가하고 있다. 배터리 전기차 시장에서 3년째 선두를 확고히 하고 있는 테슬라와 더불어 SAIC, 폭스바겐, 르노닛산미쯔비시, BYD 등이 중심으로 신차를 출시하며 경쟁 구조가 다각화되고 있다.

이미 상용화 단계에 들어선 전기차(xEV)는 2038년에 세계 신차 판매 대수의 50% 비중을 차지하게 될 것이며, 이후 2050년의 비중은 약 90%에 이를 것으로 예측되고 있다.
2020년 글로벌 전기차(BEVㆍPHEV) 판매량은 처음으로 300만대를 넘어섰다. 코로나19 팬데믹으로 자동차 판매량은 7,264만대로 전년(8,670만대) 대비 16% 줄었지만, 전기차는 2019년(220만대)보다 42% 증가한 312만대가 판매됐다.
2013년 이후 연평균 47%의 높은 성장률을 보이고 있으며, 2020년 기준 신차 대비 점유율이 4%로 나타나고 있다.
지역적으로는 생산설비 비중이 높은 아시아ㆍ태평양 지역이 세계 시장 성장을 견인할 것으로 예측하고 있다.

전기차는 기술의 발전과 인프라의 보급에 따라 하이브리드 전기차(HEV) → 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV) → 순수 전기차(BEV)로 점차 발전하고 있다. 이에 각국 정부들도 이미 연차별 전기차(xEV) 보급 목표를 중장기적으로 수립하고 보조금 지급, 충전인프라 구축 등 다양한 활성화 정책을 적극적으로 펼치고 있기에 전기차(xEV) 시장은 빠르게 성장하고 있다.

전기차 분야의 기술경쟁력은 현재 미국이 가장 우수한 것으로 나타났으며, 우리나라는 미국 대비 89.9% 수준으로 평가되고 있다
이에, 우리 정부는 ▲배터리에너지밀도 향상, ▲열관리시스템 효율 개선, ▲부품경량화 등을 통하여 세계최고 수준의 기술력을 확보한다는 계획을 세우고 있다.
배터리에너지 밀도 분야에서는 리튬이온전지 에너지밀도 향상(現 250Wh/kg → 25년 350Wh/kg↑)과 전고체 등 차세대배터리(350Wh/kg급 이상)를 상용화하며, 열관리시스템에서는 효율 개선으로 ’25년까지 저온난방시 주행거리 15%를 향상시키고, 부품경량화에서는 알루미늄을 차문, 후드 등 차체에 적용한다는 전력을 세우고 있다.

한편, 이미 전 세계적으로 급부상하고 있는 수소 경제의 핵심으로 주목받고 있는 수소차는 아직 수소생산 시스템, 수소탱크의 위험성, 미흡한 인프라 등의 선결과제가 많지만, 향후 친환경차 주도권 경쟁이 하이브리드→전기차→수소차 순으로 진행된다는 점에는 그다지 이견이 많지 않다.

2020년 세계 수소차 시장은 중국의 보조금 축소 정책과 도요타 미라이/혼다 클래리티의 모델 노후화로 판매량이 감소되면서, 약 9,000대 시장을 형성하였다. 그중 현대의 수소차 넥쏘가 약 70% 점유율을 보이며 시장을 주도하였으며, 출시 3년 만에 누적 판매 대수 1만대의 실적을 달성하기도 했다.
또한, 현대차는 수소트럭 첫 양산과 판매에 성공하면서 주목을 받았으며, 독일과 네덜란드, 오스트리아, 노르웨이 등 공급지역을 유럽 전역으로 확대하고 북미 상용차시장에도 진출하겠다는 계획을 추진하고 있다.

이를 뒷받침하기 위해 정부는 전극의 백금 손실 최소화, 전해질막 두께 저감 등을 통해 에너지손실 저감 개발 등을 육성하여 이미 확보하고 있는 세계 최고 수준의 성능(스택 효율)을 5%p 향상시키고, 고내구성ㆍ장거리주행이 요구되는 글로벌 상용차시장 선점을 위해 수소차 내구성ㆍ주행거리 한계돌파에 선도적으로 도전한다는 전략을 추진하고 있다.

이에 IRS글로벌에서는 전기차(EV)와 수소연료전지차(FCEV) 관련 기술개발 동향과 비즈니스 현황들을 종합적으로 분석 정리하여 관련 분야에 관심을 갖고 계신 분들께 미력하나마 도움을 드리고자 본서를 기획, 출간하게 되었다.

모쪼록 미력하나마 사업기획과 마케팅전략 수립에 참고 자료로 도움이 되기를 바랍니다.



2021년 4월 15일

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