- 일경비즈니스_2019/04/22_수소 이용한 연료 전지의 확대日経ビジネス
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- 저자 : 日経BP社
- 발행일 : 20190422
- 페이지수/크기 : 94page/28cm
요약
Nikkei Business_2019. 4.22 (p70~72)
Techno Trend
수소 이용한 연료 전지의 확대
드론 및 버스, 해외에서 도입
‘EV(전기자동차) 시프트’에 떠밀려 풍전등화와 같았던 FCV(연료전지차). 특정 용도로 시장이 급격하게 활성화됨에 따라 이에 놀란 일본 제조업체가 뒤를 쫓는 사태가 되고 있다. 향후, 어떤 용도로 실용화가 더욱 진행될 것인가?
최근 1~2년 사이에 LIB(리튬이온 2차전지) 및 LIB를 탑재한 EV(전기자동차)가 사회적으로 각광을 받고 있는 가운데, 수소를 사용한 FC(연료전지) 및 FCV(연료전지차)는 ‘더 이상 갈 곳을 잃었다’라는 견해가 2차전지를 개발하는 기술자 및 연구자들 사이에 확산되어 갔다. 그러나 이와는 달리, FC의 이용이 급격히 확대되고 있다.
-- 창업 20년 이상인 기업이 약진 --
기존의 2차전지에서는 실현이 어려운 요구 조건이 있을 경우에 전원을 FC로 전환하는 움직임도 나오고 있다.
후지경제가 2019년 11월에 발표한 FC시스템의 시장예측에 따르면, 2030년의 시장이 전세계에 약 4.9조엔이 될 전망이다. 그 결과, 시장 규모는 2018년의 약 23배가 될 것이라고 한다. 수소를 공급하는 인프라 관련을 포함하면 시장 규모는 더욱 확대될 것으로 보인다.
확대되는 용도 중 하나는 창고 안에서 밤낮 없이 작업하는 포크리프트이다. 창고에서는 배기가스가 나오기 때문에 포크리프트는 일찍이 전동화되었다. 그것이 최근에 와서 구동용 전원의 연축전지를 FC로 교체하는 사례가 급증하고 있다. 2만대가 넘는 포크리프트가 ‘FC 포크리프트’가 되었다고 한다.
이러한 전환의 견인 역할을 한 것은 1997년에 창업한 연료전지장치 제조사인 미국의 플러그파워이다. 2012년까지는 거의 알려지지 않았으나, 2013년 이후에 미국 월마트 및 아마존닷컴 등과 수십 억엔 규모의 대규모 계약을 잇따라 체결. 아마존으로부터는 출자를 받았다. 이에 따라 플러그파워는 미국 딜로이트가 뽑은 가장 급성장한 기술계 미국 기업 500사에 2015년~2017년의 3년 연속으로 선정되었다.
500사는 대부분이 실리콘밸리 등의 IT기업이지만, 플러그파워는 IT와는 조금 거리가 멀다. 뿐만 아니라 창업 20년 이상인 기업이 선정되는 일은 드물다.
FC를 탑재한 포크리프트의 도입이 추진되는 이유 중 하나는 높은 가동률에 있다. 통신판매 서비스 등의 보급으로 물류 창고는 24시간 가동이 요구된다. 그러나 연축전지는 충전 및 교환에 시간이 소요되므로 추가 인원이 필요해진다. 뿐만 아니라, 섭씨 마이너스 20도의 극저온의 냉장 창고의 경우, 저온에 약한 LIB는 도입이 어렵다.
FC는 항속거리가 길며 수소의 충진에 3~5분밖에 걸리지 않으며 저온에도 강하다고 한다. 월마트가 2014년 이후, 연축전지에서 FC로 교체가 시작되자, 아마존도 FC 포크리프트를 대량으로 도입하기 시작했다.
FC의 새로운 용도로 포크리프트의 뒤를 이을 것으로 보이는 것은 드론이다. 지금까지 LIB를 전원으로 한 드론의 대부분은 중량 당 에너지 밀도가 낮아 항속 시간이 적재 화물(페이로드) 없이 30분정도였다. 적재 화물이 있을 경우에는 15분정도 밖에 날지 못하기 때문에 항공 사진의 촬영 이외에는 실제 사용되는 사례가 적었다.
이에 반해, FC의 대부분은 중량 당 에너지 밀도가 LIB의 5배 전후로 높다. 적재 화물이 있어도 2시간 비행할 수 있는 제품이 등장하고 있다.
-- 버스, 트럭에서도 상용화 --
FC가 LIB에 비해 뛰어난 용도는 아직 더 있다. 그것은 버스나 트럭, 그리고 열차이다. 물론 항속 거리와 수소의 충진 시간이 짧은 것이 주요 관건이며, 중국에서는 2016년 이후, FC를 탑재한 버스의 영업이 잇따라 시작되고 있다.
트럭 시장도 움직이기 시작했다. 맥주 제조사인 앤호이저부시(Anheuser-Busch)는 2018년 미국 니콜라모터(Nikola Motor)가 2020년 이후에 납품할 예정인 ‘FC 트럭’을 최대 800대 리스하는 계약을 나콜라와 체결했다고 발표했다. 앤호이저부시는 2017년에 미국 테슬라의 EV 트럭을 40대 발주했으나, 대수로는 FC 트럭이 20배나 많다.
독일에서는 2018년 FC를 구동용 전원에 사용한 열차의 상업용 운행이 시작되었다. 현재의 디젤 차량은 환경 면에서는 운행을 그만두고 싶지만, 가선(架線)을 깔기 위해서는 비용 및 시간이 소요되므로 가선이 필요 없으며 배기 가스도 배출하지 않는 ‘FC 열차’에 눈독을 들이게 되었다.
-- 일본 기업은 선행하고 있었지만 지금은 달라 --
실은 일본에서도 철도종합기술연구소가 독일과 흡사한 설계의 FC열차를 2000년대 중반에 개발했다. 그러나 독일에 비해 전기화가 발달했던 일본에서는 빛을 보지 못했다. 그러나 독일의 움직임에 따라 철도종합기술연구소에서도 개발 재개를 검토 중에 있다. “잠깐 손을 놓고 있는 사이에 해외로부터 추격을 당해 정신이 번쩍 들었다” 라는 상황이다.
일본의 자동차 제조사의 FCV에서도 상황은 크게 다르지 않다. 도요타자동차는 2014년, 혼다는 2016년에 FCV를 양산해 양산화에서는 세계적으로 빨랐으나, 크게 모델 체인지를 하지 않았다. 그 사이에 많은 해외자동차 제조사가 FCV의 양산 및 컨셉트 발표를 실시. 최근 도요타는 2020년 이후에 FCV의 라인업을 확충한다는 계획을 밝혔으나, “세계를 따라잡을 수 있을지는 미지수이다”. 공적인 수소 스테이션의 설계 수에서도 일본은 세계에 뒤처지고 있어, 앞으로 점차 차이가 벌어지게 될 전망이다.
미국에서는 제조사의 적극적인 전략도 눈에 띤다. 플러그파워는 FC제품을 제공하는 고객의 창고에 FC 포크리프트에 수소를 충진하는 수소 스테이션 및 수소 탱크를 설치. 수소 공급 서비스도 제공한다.
니콜라도 2022년 전후에는 북미의 364개소, 2028년까지는 700개소에 독자적인 수소 스테이션을 설치한다는 계획. 니콜라는 수소 제조에도 뛰어들고 있어 2018년에 물의 전기 분해로 수소를 제조하는 장치의 대기업인 노르웨이 Nel로부터 이 장치를 448대 구입한다는 계획을 발표했다.
한편, 세계의 포크리프트 시장에서 40% 전후의 높은 점유율을 가지고 있는 도요타 그룹은 2016년에 독자적인 FC 포크리프트를 개발. 2018년 11월에는 자사의 공장에 수소 스테이션을 설치해 20대를 도입했다. 중국에도 독자적인 수소 스테이션을 설치하고 있다. 그렇지만 다수의 수소 스테이션을 전개한다는 사업 계획은 들리지 않고 있다. 일본과 해외의 온도차가 눈에 띄고 있다.
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