수소차 산업

[워니대디]

글로벌 수소차 시장의 중심, 대한민국

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▣ 수소차 시장 2030년까지 연평균 57% 성장 예상

2021년 ~2030년 글로벌 수소차 시장은 연평균 57% 성장할 것으로 추정된다. 2025년 19.2만대, 2030년 86,6만대의 수소차 판매를 예상한다. 특히, 2024년부터 시작될 미국 캘리포니아의 클린 트럭 의무화제도가 뉴욕, 뉴저지 등 여타 주들로 확산되고 있어 수소차 확산의 촉매제가 될 것이다.

▣ 수소차 활성화를 위한 인프라 확충 속도 매우 빨라지고 있다.

    수소차 시장 성장의 가장 큰 걸림돌은 수소생산과 충전 인프라의 확보이다. 그러나 이 두 가지 모두 빠른 속도로 개선되고  있다.  EU는 최근에 탄소감축 목표를 상향하면서, 2030년까지 역내 국가들의 주요도로 150km마다 수소충전소 설치를 의무화하였으며, 미국 최근 통과된 인프라 부양 안에 25억 달러의 예산이 수소충전소 설치에 사용할 수 있도록 배정하였다. 유럽, 미국, 중국 등 거대 시장에서 인프라 확충 계획이 속속 발표되고 있다. 이는 수소차 산업이 활성화될 요건이 마련되고 있다는 방증이다. 

▣ 대한민국, 글로벌 수소차 시장과 공급망의 중심

   정부의 강력한 정책지원 때문에 대한민국은 글로벌 수소차 시장의 중심이 되었다. 내연기관 자동차 산업의 도태로 자동차  부문인력의 고용 유지를 위해 일정 부분의 수소차 성장이 필수적이어서 대한민국의 수소차 산업의 지속성장 가능성은 확보된 것으로 판단한다. 국내 수소차 판매는 2020년 0.5만 대에서 2030년 18만대로 연평균 41% 증가할 것으로 판단된다. 

   차량 판매확대에 맞추어 정부는 핵심소재/부품의 국산화에 주력해왔다. 이에 따라 수소차용 고분자 전해질막, 탄소섬유, 이를 이용한 기체확산층과 수소저장탱크 등 주요 소재/부품의 국산화를 달성했다. 관련 업체들은 현대차 그룹의 생산계획에 따라 대규모 생산 설비에 대한 투자도 병행하고 있다. 글로벌 수소차 또는 수소연료전지 공장들의 신설과 대형화에 따라 대한민국이 관련 핵심 소재/부품들의 글로벌 공급 중심지가 될 것으로 판단된다. 

▣ 현대차의 수소차 전략

   현대차는 2025년까지 미래차 사업육성을 위해 23.5조 원을 투자할 계획으로, 양대 축인 전동화(xEV) 사업과 수소 사업에 가장 큰 금액을 투자할 계획이다. 수소차 양산도 임박해 있다. 현대차는 2020년 유럽향 수소 상용차 수출을 시작으로 미국/한국에서도 수소 상용차 실증 사업에 돌입했다. 

   수소 상용차의 보급은 수소차 대중화 시대의 마중물이 될 것이다. 현대차 그룹의 수소 상용차 양산 본격화 수혜주에 주목할 필요가 있다. 현대차는 수소상용차 양산이 가능한 수소 업체 중 하나로 글로벌 시장에 수소 상용차를 공급하게 될 전망이다. 현대모비스는 수소차의 핵심 부픔인 수소연료전지를 양산한다. 수소차 공급 원가의 약 60%를 모비스가 책임질 정도로 수소차 영역에서의 비중이 크다. 만도는 차량용 전장 부품의 강자로 최근 수소차까지 부품 영역을 확장해 미래차 풀-포트폴리오를 완성했다.

   수소차 시장 확대에 따라 대한민국의 소재/부품업체들은 고성장기 초입에 진입했다. 또한 일정시간이 지나면 해외의 수소차 업체들로부터도 러브콜을 받을 가능성이 높다. 핵심 기업은 상아프론테크, 일진하이솔루스, 효성첨단소재, 비나텍이 있다. 

▣ 글로벌 수소차 시장 고성장기 진입

  ▶ 고용유지를 위해 수소차 지원을 강화할 수 밖에 없다.

      대한민국 수소차 시장은 2030년까지 일본, 중국과 더불어 3강 체제가 유지될 전망이다. 국내의 수소차 판매는 2030년    18만대로 추정된다. 정부의 수소 육성 로드맵에 따르면 2040년까지 국내에 290만 대의 수소차를 판매하고, 1,200개의 수소충전소를 확보할 계획이다.      

     정부의 수소차에 대한 지원이 강한 이유는 국내 자동차 관련 고용인력 유지가 시급하기 때문이다. 후방 산업까지 포함하면 약 45만명이 내연기관차 산업에 고용되어 있다. 따라서 탄소배출 중립을 위해 내연기관차를 100% 전기차로 전환하면 국가 경제가 감당하기 어려운 고용대란이 일어난다. 배터리 전기차는 내연 기관차 대비 30~40%의 제조인력이 덜 필요하고, 후방산업들은 필요 없기 때문이다. 또한 미국과 유럽 등의 자국 보호무역 일환으로 전기차 생산 현지화를 요구하고 있고, 그에 따른 인센티브를 부여하고 있기 때문에 수출이 사실상 어려워질 것으로 판단하며, 우리나라 수출 업체들도 현지화 전략을 추구할 것이다.  국내 약 200만 대의 자동차 수출 공장에 있는 고용인력이 감축될 가능성이 높은 것이다. 이를 상쇄하기 위해서 수소차 산업을 육성할 수밖에 없다. 수소차는 고용인력 계수가 내연기관차와 유사하고, 생산과 충전인프라까지 신규 고용 유발 효과가 뛰어나기 때문이다. 

▣ 글로벌 수소차 시장에 대한 공격적 전망과 투자

국제에너지기구 (IEA)는 수소차에 대해 긍정적인 전망을 내놓았다. 탄소배출 순제로를 달성하기 위해서는 2030년까지 1,500만대의 수소차가 판매되고, 2050년 승용차 10%, 상용차 35%가 수소차일 것으로 추정했다.     일본 토요타는 수소차 생산설비를 3만대 수준으로 증산할 것으로 파악되고, 중국은 2030년까지 100만대의 수소차를 공급할 계획을 가지고 있다. 중국 수소차 시장의 성장은 전기차 사례와 마찬가지로 글로벌 수소차 시장 성장에서 가장 큰 맥점이ㅏ다. 시장이 있어야 성장할 수 있기 때문에 중국이 수소차 시장을 성장시킨다면 수소차 시장은 과거의 전기차 시장처럼 시간은 걸릴지라도 커다란 성장으로 다가올 것이 분명하다.     EU도 탄소감축 목표를 상향하면서 2030년까지 역내 국가들에게 주요 도로의 매 150km에 수소차 충전소 확보를 의무화했다. 또한 2022년에는 버스와 트럭에 대한 탄소배출 감축 목표치가 상향될 예정이다. 이에 따라 주요 완성차업체들이 내년부터 수소밴을 출시하고, 수소트럭 개발에 진입했다. 세계 최초로 수소트럭을 상용화한 현대차도 유럽에서의 확장계획을 가지고 있다.

 미국의 수소차 판매는 충전 인프라가 집중된 캘리포니아가 절대적이다. 전기차 판매 비중도 약 50%로 캘리포니아는 클린카에 대한 지원과 규제가 상존하기 때문에 수소차도 마찬가지일 것이다. 특히 2024년부터 클린트럭 의무판매제도가 캘리포니아에 도입된다. 중량이 큰 차량일수록 충전과 주행거리에 유리한 수소차에 대한 선호가 높을 수밖에 없다. 대형화물을 운송하는 대기업들이 RE100에 가입된 곳이 점점 늘어나기 때문에 화주들이 스스로 클린트럭을 사용하기를 원하게 하는 추세이다. 

배터리 트럭의 경우 충전 시간이 상대적으로 수소 전기차에 비해 길기 때문에 트럭 운전사의 근무시간이 늘어나는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 화주들은 수소 전기차를 선택할 것이다.

수소 인프라 구축 가속화

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▣ 그레이수소에서 블루수소, 그린수소로 전환 본격화      그린수소, 2030년이면 그레이 수소와 가격 경쟁력이 동일해질 것이다. 그린수소 중심의 체계는 탄소중립 시대에 필수적이다. 글로벌 그린수소 생산을 위한 대규모 프로젝트들이 매우 빠른 속도로 증가하고 있다.     수소산업의 성장 속도가 획기적으로 빨라질 것으로 보는 가장 큰 이유는 생산과 유통에 글로벌 오일/가스 메이저들이 진입하고 있기 때문이다. 탄소중립 때문에 본업이 크게 위축될 수 밖에 없기 때문에 이들은 수소를 대체 성장 수단으로 삼고 있다. 유럽의 가스 파이프라인 사업자들은 전역에 구축된 인프라를 수소 유통인프라로 대체하기 위한 작업에 진입했다. 아람코 등 중동 산유국들의 수소생산과 유통시장 선점을 위한 투자도 본격화되고 있다. 투자여력이 큰 이들의 수소산업에 대한 대규모 투자는 수소차 발전 등 수소 활용과 관련된 시장의 조기 개화를 촉진할 것이다.

 대한민국이 글로벌 수소차 생산의 중심

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▣  핵심 소재/부품업체들 국산화 완성.                                               글로벌 업체들로 성장할 것         국내 업체들이 수소차의 핵심 소재/부품들에 대해 100% 가까운 국산화를 달성했다. 가장 난이도가 높은 MEA의  중심 소재인 멤브레인과 고분자 전해질막(PEM)을 상아프론테크에서 초도 물량을 공급했다. 저장탱크와 기체 확산층의 소재로 사용되는 탄소섬유도 효성첨단소재가 개발을 완료했다. 품질 업그레이드를 통해 2023년부터 국내외 업체들에게 공급될 것이다. 탄소섬유를 이용한 저장탱크는 일진하이솔루스가 글로벌 최대의 업체로 성장했으며, 수소차에서 충전소용으로 용처를 확대하고 있고, 배/기차 등 대중량 교통 설비에도 채택될 것이다.

▣ 수소경제/수소 모빌리티로의 전환이 될 수 밖에 없다.

   ▶ 수소 상용차 확산은 수소 모빌리티 시대의 마중물이 될 변화다. 

      수소차는 빠른 충전 속도와 긴 주행 거리를 장점으로 가지고 있으나 초기 충전 인프라 구축에 큰 비용이 들어가고 시스템 가격이 아직 비싸다는 단점이 있다. 하지만, 정해진 경로를 이동하기 때문에 적은 수의 충전소 만으로도 운용이 가능하고 초기 비용보다 운용 효율성이 더 중요한 특성이 있어 수소차의 장점을 크게 발휘한다. EU와 캘리포니아주는 수소 상용차 보급에 맞춰 핵심 루트에 수소 충전망을 만들 계획이기 때문에 수소 상용차 확산은 수소차 대중화의  시작점이 될 것이다. 

미국 대형 트럭 시장 1위 업체인 다임러가 공개한 대형전기트럭 e-캐스카디아와 현대차의 엑시언트 수소트럭을 비교해보면, 전기트럭과 수소트럭의 장단점을 살펴볼 수 있다.    ▶ 수소차 완충 8~20분, 전기차 80% 충전에 90분 소요      충전 시간은 엑시언트가 압도적으로 짧다. 화물차를 운       영하는 사업자에게 충전 시간은 아주 중요한 변수이다.       충전 시간이 길면 그만큼 인건비 부담이 커지고 하루에       소화할 수 있는 배송 물량이 줄어든다. 이 경우, 지연 배       송으로 패널티를 물 가능성도 높아지고 느린 배송 속도       로 인해 물량을 배정받지 못할 가능성도 생긴다. 짧은         충전 시간이 상용차 시장 진입에 매우 중요한 변수로         작용하는 이유다.    ▶ 전기차, 배터리 무게로 인한 적재하중 손실      최대 적대 하중도 수소차가 전기차 대비 경쟁 우위에         있다. e-캐스카디아는 배터리의 무게만 약 2.5톤에 달할       것으로 추정된다. 또한 배터리의 부피가 차량의 상당 부       분 차지하기 때문에 적재 공간이 작아지는 단점이 있다.       이에 따라 기존 화물차를 전기트럭으로 교체할 경우           운용 시간 축소와 적재물량 감소를 메꾸기 위해 차량의       댓수를 늘리고 추가로 운전수를 더 고용해야 한다.    ▶ 수소차, 차량 가격 50% 비싸고 주행 비용은 3배      하지만, 수소 트럭은 초기 도입 비용이 비싸다. 액시언         트 FCEV는 약 7억원, e-캐스카디아는 약 30만~50만 달       러 책정이 예상되어진다. 액시언트가 약 50% 비싸다.         수소 연료 가격은 전기 충전 비용 대비 3배 이상의 수준       이다. 하지만 이 문제는 재생에너지의 확대로 인해 잉여       전기로 그린수소를 만드는 시점이 다가올수록  그 차이       가 작아질 뿐만 아니라 가격 역전현상도 일어날 수 있         다고 생각한다. 초기 수소트럭의 성장은 각국의 보조금       정책에 따른 경제성에 의해서 좌우될 것이다.

 ▣ 현대차의 수소전기차 전략과 핵심 부품 및 공급사

    현대차는 2022년 연 4만 대, 2025년 연 13만 대, 2030년 연 50 만 대의 수소차 생산 체제를 구축할 계획이다. 

    수소차의 핵심 부품은 크게 1) 연료전지스택, 2) 수소공급장치, 3) 공기공급장치, 4) 열관리 장치, 5) 수소저장장치, 6) 기타 전장부품 등으로 구분 지을 수 있다. 수소차의 대중화 시대가 열릴 때 완성차 이상으로 큰 수혜를 누릴 수 있는 업체들은 바로 부품/소재 업체들이다. 

▣ 수소차 소재/부품 업체 Top Pick

현대차	현대차는 수소상용차를 양산할 수 있는 글로벌 소수 업체 중 하나다. 수소차 설계/제조 역량과 기술력 측면에서 글로벌 리더라고 해도 과언이 아니다. 운송 시스템의 탈탄소화를 위한 각국 정부의 무공해 상용차 보급 계획이 가시화됨에 따라 전 세계적으로 현대차의 수소상용차가 보급될 전망이다.
현대모비스	현대모비스는 수소차의 핵심 부품인 수소연료전지 모듈을 생산한다. 그린 수소 생산, 연료전지 발전 등에도 현대모비스의 수소연료전지가 활용될 수 있기 때문에 수소 모빌리티를 넘어선 성장 잠재력이 있다.
현대위아	현대위아는 터보차져 생산 노하우를 바탕으로 수소차 핵심 부품인 공기압축기를 2023년부터 생산할 전망이다. 또 다른 친환경차 핵심부품인 열관리 시스템도 2023년 양산이 유력하다. 이에 따라 현대위아의 사업포트폴리오는 엔진/기계부품 중심에서 친환경차 부품 중심으로 변화할 전망이다.
만도	만도는 수소차용 FDC(Fuel Cell DC - DC Converter)를 생산한다. 국내 대표 전장 부품사로 ADAS, EV부품에 더해 수소차 핵심 부품까지 양산하면서 미래차 전 영역에 걸친 포트폴리오를 완성했다. 글로벌  OEM향 공급 경험도 풍부해 해외 수주에도 가장 용이한 위치에 있는 점도 장점이다.
상아프론테크	상아프론테크는 수소차 연료전지용 멤브레인을 국산화했다. 글로벌 독점 구조를 깨고 상용화에 성공한 것이다. 이 소재는 연료전지내에서도 기술적인 난이도가 가장 높은 아이템이다. 또한 PEM 방식의 수소생산 설비에도 사용되는 소재이다. 멤브레인은 수소생산과 최종 수요까지 사용되기 때문에 상아프론테크는 글로벌 수소시대의 확산에 가장 수혜가 큰 업체이다.
일진하이솔루스	일진하이솔루스는 글로벌 최대의 수소연료 저장탱크업체이다. 현재 현대 넥소 차기 모델까지 공급계약을 체결한 상태이며, EU와 미국 수소차 개발업체들과 충전탱크 공급 계약을 논의하고 있는 상태이다. 또한 수소차뿐 아니라 수소충전소에서 사용되고 선박, 기차, 항공기 등으로 수요가 확대되기 때문에 오랜 기간 고성장이 예상된다.
효성첨단소재	효성첨단소재는 수소연료 저장탱크용 탄소섬유를 공급한다. 공격적인 투자로 2028년까지 24,000톤의 생산능력을 선제적으로 증설하고 있다. 수소시대 개화와 함께 공장은 장기간 풀가동률을 유지할 것으로 예상되어 고성장이 전망된다.
비나텍	비나텍은 수소연료전지 MEA 와 탄소지지체를 공급한다. 현재 건물용 연료전지 매출이 대부분이지만 향후 수소차향 공급이 예상된다. 본업인 슈퍼커패시터 또한 수소차 보조전원으로 확대가 가능해 모든 포트폴리오가 수소밸류체인에 포함되어 있다.