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세계의 양성자 교환막(PEM) 소용량 전해조 시장
Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer
상품코드 : 1795827
리서치사 : Market Glass, Inc. (Formerly Global Industry Analysts, Inc.)
발행일 : 2025년 08월
페이지 정보 : 영문 569 Pages
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한글목차

양성자 교환막(PEM) 소용량 전해조 세계 시장은 2030년까지 51억 달러에 달할 전망

2024년에 20억 달러로 추정되는 양성자 교환막(PEM) 소용량 전해조 세계 시장은 2024년부터 2030년까지 CAGR 16.8%로 성장하여 2030년에는 51억 달러에 달할 것으로 예측됩니다. 이 보고서에서 분석한 부문 중 하나인 단일 셀 전해조는 CAGR 17.7%를 기록하며 분석 기간 종료시에는 28억 달러에 달할 것으로 예측됩니다. 적층형 전해조 부문은 분석 기간 동안에 CAGR 14.9%의 성장이 전망됩니다.

미국 시장은 추정 5억 4,720만 달러, 중국은 CAGR 22.4%로 성장 예측

미국의 양성자 교환막(PEM) 소용량 전해조 시장은 2024년에 5억 4,720만 달러로 추정됩니다. 세계 2위 경제 대국인 중국은 2030년까지 11억 달러의 시장 규모에 달할 것으로 예측되며, 분석 기간인 2024-2030년 CAGR은 22.4%를 기록할 것으로 예상됩니다. 기타 주목할 만한 지역별 시장으로는 일본과 캐나다가 있고, 분석 기간 동안 CAGR은 각각 12.4%와 15.2%로 예측됩니다. 유럽에서는 독일이 CAGR 약 13.4%로 성장할 것으로 예측됩니다.

세계의 양성자 교환막(PEM) 소용량 전해조 시장 - 주요 동향과 촉진요인 정리

소규모 그린 수소 생산에 PEM 전해조가 선택되는 이유

고체 고분자 연료전지(PEM) 전해조는 작은 설치 면적, 높은 응답성, 변동 부하 하에서의 운전 능력으로 인해 분산형 소용량 그린 수소 생산의 주요 기술로 각광받고 있습니다. 안정적인 입력 전력과 큰 시스템 크기를 필요로 하는 알칼리 전해조와 달리, PEM 시스템은 태양광이나 풍력과 같은 간헐적인 재생에너지 원과의 통합에 이상적으로 적합합니다. 따라서 송전망의 안정성과 공간의 제약이 있는 지역 밀착형 수소 생산에 전략적인 선택이 될 수 있습니다.

일반적으로 1MW 미만의 소용량 PEM 전해조는 수소 모빌리티용 연료 충전소, 산업용 수소 현장 공급, 주거용 에너지 시스템, 원격지 발전 등 다양한 용도에 적용되고 있습니다. 이 장치는 빠른 가동 시간과 고순도 수소 출력을 제공하므로 반도체, 제약, 실험실 규모의 실험과 같은 고정밀 애플리케이션에 이상적입니다. 또한, 확장성이 뛰어나 수요 증가에 따라 여러 대의 유닛을 단계적으로 추가할 수 있어 진화하는 수소 경제에 맞춰 유연하게 대응할 수 있습니다.

수송, 산업 탈탄소화, 전력망 밸런싱에서 청정 수소의 보급을 지원하는 정부 이니셔티브에 따라 PEM 전해조를 소규모로 사용하는 파일럿 프로젝트가 가속화되고 있습니다. 이러한 초기 단계의 도입은 모듈식 분산형 그린 수소 제조를 중심으로 구축될 미래 인프라의 기초를 형성하고 있습니다.

PEM 전해조의 성능과 비용 구조를 최적화하는 기술 발전은 무엇인가?

최근 재료 과학과 스택 공학의 획기적인 발전으로 소용량 PEM 전해조의 효율, 내구성 및 비용 경쟁력이 크게 향상되었습니다. 주요 과제 중 하나는 백금이나 이리듐과 같은 고가의 귀금속을 촉매로 사용하는 것이었습니다. 코어-쉘 구조와 합금화된 대체 촉매를 포함한 새로운 촉매 배합은 성능 저하 없이 귀금속의 담지량을 줄였습니다.

멤브레인 소재의 혁신, 특히 퍼플 루오로 술폰산(PFSA) 기반 멤브레인은 전도성, 화학적 안정성 및 가스 분리를 향상 시켰습니다. 동시에 양극판 설계, 셀 압축 기술, 가습 시스템의 개선으로 수소 생산 킬로그램당 전류 밀도를 높이고 에너지 소비를 줄일 수 있게 되었습니다.

디지털화의 역할도 커지고 있습니다. 스마트 센서와 제어 시스템이 PEM 전해조 유닛에 통합되어 실시간 성능 분석, 예지보전 경보, 에너지 최적화를 제공합니다. 이러한 디지털 기능은 재생에너지와의 통합으로 동적 전력 변조가 필요한 가변 부하 환경에서 특히 중요합니다.

소형 PEM 전해조 채용이 선행되고 있는 최종 용도 분야와 지역은?

특히 버스, 트럭, 지게차, 승용차를 위한 수소 충전소 배치에 있어서는 더욱 그렇습니다. 이 유닛은 장거리 배송에 의존하지 않고 온디맨드 수소 공급을 보장하기 위해 도시 허브, 물류센터, 차량 기지에 설치됩니다. 생산과 수요를 함께 충족시킬 수 있는 능력은 수소 모빌리티를 실현하는 중요한 요소입니다.

산업 부문도 금속 가공, 전자기기 제조, 유리 제조에서 회색 수소를 대체하는 소형 PEM 전해조를 채택하고 있습니다. 연구기관, 대학, 의료시설에서는 초순수 수소를 필요로 하는 실험이나 특수 가스 용도로 소형 전해조를 사용하고 있습니다. 주거 및 상업용 에너지 분야에서 PEM 시스템은 태양전지판 및 연료전지와 통합되어 마이크로그리드 및 오프그리드 재생에너지 시스템을 구축합니다.

지역적으로는 EU 수소전략과 독일, 프랑스, 네덜란드의 국가별 수소 로드맵과 같은 탄탄한 정책적 프레임워크에 힘입어 유럽이 보급을 주도하고 있습니다. 아시아태평양에서는 일본과 남미가 수소 사회를 향한 야망의 일환으로 PEM 전해조 연구개발에 투자하고 있으며, 호주와 인도는 풍부한 재생에너지와 정책적 지원으로 새로운 플레이어로 부상하고 있습니다.

PEM 소용량 전해조 세계 시장 성장의 원동력은?

전 세계 고체고분자 연료전지(PEM) 소용량 전해조 시장의 성장을 견인하는 것은 기후변화 목표의 수렴, 분산형 에너지 트렌드, 재생에너지에 의한 수소 경쟁 심화 등입니다. 전 세계 정책 입안자들은 전기화가 어려운 분야를 탈탄소화하기 위한 중요한 벡터로 수소를 우선순위에 두고 있습니다. 소용량 PEM 시스템은 대규모 인프라 투자 없이도 이러한 목표를 달성할 수 있는 실용적이고 확장 가능하며 신속하게 배포할 수 있는 솔루션을 제공합니다.

중앙 집중식 수소 공급망이 현실적이지 않거나 비용이 너무 많이 드는 농촌 및 산업 지역에서 분산형 제조는 특히 매력적입니다. PEM 유닛의 유연성과 모듈성은 신생 수소 기업가, 연구 시설 및 청정 기술 스타트업에 적합한 선택이 될 수 있습니다. 또한, 재생에너지의 전력 가격과 기술 비용 곡선의 하락으로 인해 수소 평준화 비용(LCOH)이 개선되어 소형 PEM 전해조는 점점 더 많은 응용 분야에서 상업적으로 실현 가능해졌습니다.

전해조 제조업체, 전력회사, 자동차 OEM의 협력으로 공급망 통합이 강화되고, 세계 시범 도입이 추진되고 있습니다. PEM 전해조 기술이 성숙해지면서 규모의 이점을 더욱 누릴 수 있게 됨에 따라, 소형 전해조 부문은 지역 수소 생태계를 실현하고 탈탄소화된 세계 에너지 경제로의 전환을 광범위하게 지원하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

부문

전해조 유형(단일 셀 전해조, 적층형 전해조, 모듈형 전해조), 전원(재생에너지 전원, 그리드 전원, 하이브리드 전원), 시스템 구성(통합형 시스템 구성, 독립형 시스템 구성, 휴대형 시스템 구성), 용도(수소 제조 용도, 산업 프로세스 용도, 에너지 저장 솔루션 용도), 최종사용자(재생에너지 최종사용자, 운송 최종사용자, 화학 제조 최종사용자)

조사 대상 기업 사례

AI 통합

Global Industry Analysts는 검증된 전문가 컨텐츠와 AI 툴을 통해 시장 정보와 경쟁 정보를 혁신하고 있습니다.

Global Industry Analysts는 LLM 및 업계 고유의 SLM을 조회하는 일반적인 규범을 따르는 대신 비디오 기록, 블로그, 검색 엔진 조사, 방대한 양의 기업, 제품/서비스, 시장 데이터 등 세계 전문가가 선별한 컨텐츠 리포지토리를 구축했습니다.

관세 영향 계수

Global Industry Analysts는 본사 소재지, 제조거점, 수출입(완제품 및 OEM)을 기준으로 기업의 경쟁력 변화를 예측하고 있습니다. 이러한 복잡하고 다면적인 시장 역학은 매출원가(COGS) 증가, 수익성 하락, 공급망 재편 등 미시적, 거시적 시장 역학 중에서도 특히 경쟁사들에게 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

목차

제1장 조사 방법

제2장 주요 요약

제3장 시장 분석

제4장 경쟁

KSM
영문 목차

영문목차

Global Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer Market to Reach US$5.1 Billion by 2030

The global market for Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer estimated at US$2.0 Billion in the year 2024, is expected to reach US$5.1 Billion by 2030, growing at a CAGR of 16.8% over the analysis period 2024-2030. Single Cell Electrolyzer, one of the segments analyzed in the report, is expected to record a 17.7% CAGR and reach US$2.8 Billion by the end of the analysis period. Growth in the Stacked Electrolyzer segment is estimated at 14.9% CAGR over the analysis period.

The U.S. Market is Estimated at US$547.2 Million While China is Forecast to Grow at 22.4% CAGR

The Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer market in the U.S. is estimated at US$547.2 Million in the year 2024. China, the world's second largest economy, is forecast to reach a projected market size of US$1.1 Billion by the year 2030 trailing a CAGR of 22.4% over the analysis period 2024-2030. Among the other noteworthy geographic markets are Japan and Canada, each forecast to grow at a CAGR of 12.4% and 15.2% respectively over the analysis period. Within Europe, Germany is forecast to grow at approximately 13.4% CAGR.

Global Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer Market - Key Trends & Drivers Summarized

Why Are PEM Electrolyzers Emerging as the Preferred Solution for Small-Scale Green Hydrogen Production?

Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzers are gaining prominence as a leading technology for decentralized, small-capacity green hydrogen generation due to their compact footprint, high responsiveness, and ability to operate under variable loads. Unlike alkaline electrolyzers, which require stable input power and larger system sizes, PEM systems are ideally suited for integration with intermittent renewable sources such as solar and wind. This makes them a strategic choice for localized hydrogen production where grid stability and space are constraints.

Small capacity PEM electrolyzers-typically producing less than 1 MW-are being adopted across diverse applications such as fueling stations for hydrogen mobility, on-site industrial hydrogen supply, residential energy systems, and remote power generation. These units offer rapid ramp-up times and high-purity hydrogen output, making them ideal for high-precision applications like semiconductors, pharmaceuticals, and laboratory-scale experiments. Moreover, their scalability allows multiple units to be added incrementally as demand grows, providing flexibility that aligns with the evolving hydrogen economy.

Government initiatives supporting clean hydrogen deployment in transportation, industrial decarbonization, and grid balancing have accelerated pilot projects that use PEM electrolyzers at a small scale. This early-stage adoption is forming the foundation for future infrastructure built around modular, distributed green hydrogen production.

What Technical Advancements Are Optimizing the Performance and Cost Structure of PEM Electrolyzers?

Recent breakthroughs in materials science and stack engineering are significantly improving the efficiency, durability, and cost competitiveness of small capacity PEM electrolyzers. One of the primary challenges has been the use of expensive noble metals like platinum and iridium as catalysts. Emerging catalyst formulations, including core-shell structures and alloyed alternatives, are reducing precious metal loading without compromising performance.

Innovations in membrane materials-especially perfluorosulfonic acid (PFSA)-based membranes-have enhanced conductivity, chemical stability, and gas separation. Simultaneously, improvements in bipolar plate designs, cell compression techniques, and humidification systems are enabling higher current densities and lower energy consumption per kilogram of hydrogen produced.

Digitalization is playing a growing role as well. Smart sensors and control systems are being integrated into PEM electrolyzer units to provide real-time performance analytics, predictive maintenance alerts, and energy optimization. These digital features are particularly important in variable-load environments where integration with renewable energy requires dynamic power modulation.

Which End-Use Sectors and Regions Are Pioneering Adoption of Small PEM Electrolyzers?

Transportation is currently the leading application for small PEM electrolyzers, especially in the deployment of hydrogen fueling stations for buses, trucks, forklifts, and passenger vehicles. These units are being installed in urban hubs, logistics centers, and fleet depots to ensure on-demand hydrogen supply without reliance on long-distance distribution. The ability to co-locate production with demand is a key enabler for hydrogen mobility.

The industrial sector is also adopting small PEM electrolyzers to replace grey hydrogen in metal processing, electronics manufacturing, and glass production. Research laboratories, universities, and medical facilities use compact electrolyzers for experiments and specialty gas applications requiring ultra-pure hydrogen. In the residential and commercial energy sector, PEM systems are being integrated with solar panels and fuel cells to create microgrids and off-grid renewable energy systems.

Geographically, Europe leads in deployment, supported by robust policy frameworks such as the EU Hydrogen Strategy and national hydrogen roadmaps in Germany, France, and the Netherlands. North America follows closely, driven by federal incentives and private sector innovation, especially in California and the northeastern U.S. In Asia-Pacific, Japan and South Korea are investing in PEM electrolyzer R&D as part of their hydrogen society ambitions, while Australia and India are emerging as new players due to abundant renewables and supportive policy shifts.

What Is Driving Growth in the Global PEM Small Capacity Electrolyzer Market?

The growth in the global proton exchange membrane small capacity electrolyzer market is driven by the convergence of climate goals, decentralized energy trends, and the growing competitiveness of renewable-powered hydrogen. Policymakers worldwide are prioritizing hydrogen as a critical vector for decarbonizing hard-to-electrify sectors. Small capacity PEM systems offer a practical, scalable, and rapidly deployable solution to meet these goals without the need for massive infrastructure investment.

Decentralized production is particularly attractive in rural and industrial zones where centralized hydrogen supply chains are impractical or too costly. The flexibility and modularity of PEM units make them a preferred choice for emerging hydrogen entrepreneurs, research facilities, and clean tech startups. Additionally, the improving levelized cost of hydrogen (LCOH), driven by declining renewable electricity prices and technology cost curves, is making small PEM electrolyzers commercially viable for a growing range of applications.

Collaborations among electrolyzer manufacturers, utilities, and automotive OEMs are strengthening supply chain integration and driving pilot deployments globally. As PEM technology matures and further benefits from economies of scale, the small capacity segment is expected to play a vital role in enabling local hydrogen ecosystems and supporting the broader transition toward a decarbonized global energy economy.

SCOPE OF STUDY:

The report analyzes the Proton Exchange Membrane (PEM) Small Capacity Electrolyzer market in terms of units by the following Segments, and Geographic Regions/Countries:

Segments:

Electrolyzer Type (Single Cell Electrolyzer, Stacked Electrolyzer, Modular Electrolyzers); Power Source (Renewable Energy Source, Grid Power Source, Hybrid Power Source); System Configuration (Integrated System Configuration, Standalone System Configuration, Portable System Configuration); Application (Hydrogen Production Application, Industrial Processes Application, Energy Storage Solutions Application); End-User (Renewable Energy End-User, Transportation End-User, Chemical Production End-User)

Geographic Regions/Countries:

World; United States; Canada; Japan; China; Europe (France; Germany; Italy; United Kingdom; Spain; Russia; and Rest of Europe); Asia-Pacific (Australia; India; South Korea; and Rest of Asia-Pacific); Latin America (Argentina; Brazil; Mexico; and Rest of Latin America); Middle East (Iran; Israel; Saudi Arabia; United Arab Emirates; and Rest of Middle East); and Africa.

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