Stratistics MRC에 따르면, 세계의 고정형 연료전지 시장은 2024년에 16억 9,000만 달러로 추정되고, 예측 기간 중의 CAGR은 14.2%로 성장할 전망이며, 2030년에는 37억 5,000만 달러에 이를 전망입니다.
고정형 연료전지는 연료(일반적으로 수소)로부터의 화학 에너지를 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지로 변환하는 장치입니다. 연소를 이용한 발전과 달리 연료전지는 조용히 작동하여 저배출로 고효율을 실현합니다. 건물의 백업 전원, 원격지로의 전력 공급, 신재생 에너지 시스템과의 통합에 의한 송전망의 안정성 향상 등 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 고정형 연료전지는 신뢰성, 낮은 유지보수, 온실가스 배출 감축의 가능성에 의해 지지되어 보다 깨끗한 에너지원으로의 이행에 있어서 중요한 기술이 되고 있습니다.
Palo Alto Laboratory(PARC)의 연구팀에 따르면 개질 수소 연료를 사용하여 고 에너지 밀도 연료전지를 실현하고 있습니다.
에너지 효율 및 신뢰성
에너지 효율 및 신뢰성은 고정형 연료전지 시장의 중요한 촉진요인입니다. 고정형 연료전지는 수소와 같은 연료로부터의 화학 에너지를 종종 50% 이상의 높은 효율로 전기로 변환하여 기존의 연소 기반 발전에 비해 에너지 손실을 크게 줄입니다. 이 고효율은 운영비용 절감과 이산화탄소 배출량 감소로 이어져 지속가능성을 목표로 하는 기업과 유틸리티에 매력적인 선택이 됩니다. 또한 연료전지는 다운타임을 최소화한 신뢰성 있는 발전을 제공하기 때문에 병원, 데이터센터, 산업시설 등의 중요한 용도에 필수적입니다. 또한 모듈형 설계를 통해 특정 에너지 수요에 맞는 확장 가능한 솔루션이 가능해 시장에서의 매력이 높아지고 있습니다.
인프라 부족
인프라 부족은 고정형 연료전지 시장의 상당한 억제요인이 되고 있습니다. 주요 과제 중 하나는 연료전지의 작동에 필수적인 수소 제조, 저장 및 유통을 위한 네트워크가 부족하다는 것입니다. 견고하고 광범위한 수소 인프라가 없으면 고정형 연료전지의 배치와 효율이 제한됩니다. 게다가 이 인프라의 구축과 유지에 따른 높은 비용과 기술적 복잡성이 투자를 억제하고 시장의 성장을 둔화시키고 있습니다.
수소경제 성장
수소경제의 성장은 고정형 연료전지 시장에 큰 기회를 가져옵니다. 산업계나 정부가 이산화탄소 배출량 감축에 점점 주력하는 가운데 수소를 연료로 하는 연료전지는 백업 전원, 송전망의 안정화, 원격지에서의 발전 등 정치 용도에 깨끗하고 효율적인 에너지 솔루션을 제공합니다. 수소 제조 및 저장 기술의 진보와 비용의 저하에 의해 연료전지는 경제적으로 실행 가능한 것이 되고 있습니다. 게다가 수소 인프라에 대한 지원 정책과 투자가 시장 도입을 가속화하고 있으며, 고정형 연료전지는 지속 가능한 에너지 시스템으로의 전환에 있어 매우 중요한 요소가 되고 있습니다.
높은 초기 비용
고정형 연료전지의 높은 초기 비용은 시장 도입의 큰 위협이 되고 있습니다. 이러한 비용은 비용이 많이 드는 재료, 복잡한 제조 공정 및 특수 인프라의 필요성으로 인해 발생합니다. 기존의 에너지원과 비교할 때 연료전지 시스템의 초기 투자는 엄청나고 효율성과 저배출 가스와 같은 장기적인 이점에도 불구하고 잠재 고객의 발목을 잡을 수 있습니다. 또한 제한된 규모의 이점과 개발 도상 공급망이 가격을 더욱 높일 수 있습니다. 그 결과, 상당한 재정적 인센티브와 비용 절감을 위한 기술적 돌파구가 없으면 시장 침투는 여전히 어렵습니다.
COVID-19의 유행은 고정형 연료전지 시장에 큰 영향을 주었으며 공급망과 프로젝트 일정에 혼란을 가져왔습니다. 운영 정지 및 규제로 인해 연료전지 시스템의 제조 및 설치에 지연이 발생했습니다. 그러나 팬데믹 사이에 청정 에너지와 회복력 있는 전력 인프라가 중시되게 됨으로써 고정형 연료전지에 대한 관심이 높아졌습니다. 정부와 기업은 신뢰성이 높고 지속 가능한 에너지 솔루션을 요구하고 있으며, 이것이 당초의 좌절에도 불구하고 수요를 밀어 올렸습니다. 또한 녹색기술을 지원하는 투자와 정책도 증가해 악영향의 일부를 완화하고 장기적인 성장을 가속하는 데 도움이 되었습니다.
예측기간 동안 SOFC(고체 산화물형 연료전지) 분야가 최대가 될 전망
고체 산화물 연료전지(SOFC) 부문은 몇 가지 중요한 요인으로 인해 고정형 연료전지 시장에서 현저한 성장을 이루고 있습니다. SOFC는 연료를 전기로 변환하는 효율이 높기 때문에 고정형 발전 용도에 매력적입니다. 게다가 천연가스, 바이오가스, 수소를 포함한 다양한 연료를 이용할 수 있는 것이 범용성과 시장 호소에 박차를 가하고 있습니다. 또한 재료 및 제조 공정의 발전으로 SOFC 시스템의 신뢰성과 내구성이 향상되어 운영 비용 절감과 채용률 향상으로 이어지고 있습니다. 청정 에너지 솔루션을 추진하는 정부의 이니셔티브와 신뢰할 수 있는 분산형 발전의 필요성도 고정형 연료전지 시장에서의 SOFC의 성장에 기여하고 있습니다.
무정전 전원장치(UPS) 분야는 예측기간 중 가장 높은 CAGR 예상
고정형 연료전지 시장에서 무정전 전원장치(UPS) 분야의 성장은 여러 요인에 기인하고 있습니다. UPS 시스템은 데이터센터, 병원, 통신 등 전원의 연속성이 중요한 산업에서 점점 더 중요해지고 있습니다. 고정용 연료전지는 기존 UPS 배터리를 대체할 수 있으며 신뢰할 수 있는 옵션을 제공하여 보다 긴 런타임과 빠른 충전 시간을 제공합니다. 또한 연료전지 기술의 발전으로 효율성이 향상되고 운영비용이 절감되어 기존 UPS 솔루션과의 경쟁력이 높아지고 있습니다. 또한 화석연료 기반 발전기에 비해 배출량이 적고 에너지 효율이 높기 때문에 환경의 지속가능성에 대한 우려가 높아져 연료전지의 채용을 뒷받침하고 있습니다.
최근, 북미에서는 청정 에너지 기술의 촉진을 목적으로 하는 정부의 대처에 의해 고정형 연료전지 시장이 크게 성장하고 있습니다. 게다가 이 지역의 견조한 산업 부문과 신뢰성이 높고 효율적인 발전 솔루션에 대한 수요 증가가 고정형 연료전지의 전개를 가속화하고 있습니다. 특히 연료전지의 효율과 비용 절감에 있어서의 기술의 진보에 의해 종래의 전원과의 경쟁이 격화하고 있습니다. 북미의 양호한 규제환경과 신재생 에너지에 대한 지원정책도 시장의 성장을 가속하고 투자를 유치하며 이 분야의 기술 혁신을 촉진하는데 있어 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.
아시아태평양은 깨끗하고 지속가능한 에너지 솔루션에 대한 수요가 높아져 고정형 연료전지 시장이 크게 성장하고 있습니다. 연료전지 기술의 진보는 비용의 저하와 함께, 고정형 연료전지의 경쟁력을 높여, 가정용, 상업용, 산업용 발전 등 다양한 용도로 매력적인 것이 되고 있습니다. 이 지역의 급속한 도시화와 산업화는 안정적인 분산 전원의 필요성에 박차를 가해 고정형 연료전지 수요를 더욱 밀어 올리고 있습니다. 또한 정부 지원 정책, 인센티브 및 인프라 개척에 대한 투자가 시장 성장을위한 환경을 갖추고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Stationary Fuel Cells Market is accounted for $1.69 billion in 2024 and is expected to reach $3.75 billion by 2030 growing at a CAGR of 14.2% during the forecast period. Stationary fuel cells are devices that convert chemical energy from a fuel, typically hydrogen, into electrical energy through an electrochemical reaction. Unlike combustion-based power generation, fuel cells operate quietly, produce low emissions, and offer high efficiency. They are used in a variety of applications, including providing backup power for buildings, powering remote locations, and integrating with renewable energy systems to enhance grid stability. Stationary fuel cells are favored for their reliability, low maintenance, and potential to reduce greenhouse gas emissions, making them a key technology in the transition to cleaner energy sources.
According to a team of researchers at the Palo Alto Research Center (PARC), usage of reformed hydrogen fuel is responsible for the delivery of high-energy density fuel cells.
Energy efficiency and reliability
Energy efficiency and reliability are crucial drivers of the stationary fuel cell market. Stationary fuel cells convert chemical energy from fuels like hydrogen into electricity with high efficiency, often exceeding 50%, significantly reducing energy losses compared to traditional combustion-based power generation. This high efficiency translates to lower operational costs and reduced carbon emissions, making them an attractive option for businesses and utilities aiming for sustainability. Additionally, fuel cells offer reliable power generation with minimal downtime, which is crucial for critical applications such as hospitals, data centers, and industrial facilities. Their modular design also allows for scalable solutions tailored to specific energy demands, enhancing their appeal in the market.
Lack of infrastructure
The lack of infrastructure significantly restrains the stationary fuel cell market. One of the primary challenges is the insufficient network for hydrogen production, storage, and distribution, which is critical for fuel cell operation. Without a robust and widespread hydrogen infrastructure, the deployment and efficiency of stationary fuel cells are limited. Additionally, the high costs and technical complexities associated with building and maintaining this infrastructure deter investments and slow down market growth.
Growth of the hydrogen economy
The growth of the hydrogen economy presents significant opportunities for the stationary fuel cell market. As industries and governments increasingly focus on reducing carbon emissions, hydrogen-powered fuel cells offer a clean and efficient energy solution for stationary applications such as backup power, grid stabilization, and remote power generation. Advancements in hydrogen production and storage technologies, along with declining costs, are making fuel cells more economically viable. Additionally, supportive policies and investments in hydrogen infrastructure are accelerating market adoption, positioning stationary fuel cells as a crucial component in the transition to sustainable energy systems.
High initial costs
The high initial costs of stationary fuel cells pose a significant threat to their market adoption. These costs stem from expensive materials, complex manufacturing processes, and the need for specialized infrastructure. Compared to traditional energy sources, the upfront investment for fuel cell systems can be prohibitive, deterring potential customers despite long-term benefits like efficiency and low emissions. Additionally, limited economies of scale and nascent supply chains further inflate prices. As a result, without substantial financial incentives or technological breakthroughs to reduce costs, market penetration remains challenging.
The COVID-19 pandemic significantly impacted the stationary fuel cell market, causing disruptions in supply chains and project timelines. Lockdowns and restrictions led to delays in the manufacturing and installation of fuel cell systems. However, the increased emphasis on clean energy and resilient power infrastructure during the pandemic boosted the interest in stationary fuel cells. Governments and businesses sought reliable and sustainable energy solutions, which fuelled demand despite initial setbacks. The market also saw increased investments and policies supporting green technologies, helping to mitigate some of the negative effects and promoting long-term growth.
The SOFC (Solid oxide fuel cell) segment is expected to be the largest during the forecast period
The solid oxide fuel cell (SOFC) segment is experiencing notable growth within the stationary fuel cell market due to several key factors. SOFCs offer high efficiency in converting fuel into electricity, making them attractive for stationary power generation applications. Additionally, their ability to utilize a variety of fuels, including natural gas, biogas, and hydrogen, adds to their versatility and market appeal. Furthermore, advancements in materials and manufacturing processes have improved the reliability and durability of SOFC systems, reducing operational costs and increasing adoption rates. Government initiatives promoting clean energy solutions and the need for reliable distributed power generation also contribute to the growth of SOFCs in the stationary fuel cell market.
The uninterrupted power supply (UPS) segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The growth of the Uninterrupted Power Supply (UPS) segment in the stationary fuel cell market can be attributed to several factors. UPS systems are becoming increasingly essential in industries where power continuity is critical, such as data centers, hospitals, and telecommunications. Stationary fuel cells offer a reliable alternative to traditional UPS batteries, providing longer runtimes and faster recharge times. Moreover, advancements in fuel cell technology have improved efficiency and reduced operating costs, making them more competitive with conventional UPS solutions. Additionally, growing concerns about environmental sustainability drive the adoption of fuel cells due to their lower emissions and higher energy efficiency compared to fossil fuel-based generators.
In recent years, North America has witnessed significant growth in the stationary fuel cell market due to government initiatives aimed at promoting clean energy technologies spurring adoption. Additionally, the region's robust industrial sector, coupled with increasing demand for reliable and efficient power generation solutions, has accelerated the deployment of stationary fuel cells. Technological advancements, particularly in fuel cell efficiency and cost reduction, have made them increasingly competitive with traditional power sources. North America's favorable regulatory environment and supportive policies for renewable energy have also played a pivotal role in driving market growth, attracting investments, and fostering innovation in the sector.
The Asia-Pacific region has experienced significant growth in the stationary fuel cell market because of an increasing demand for clean and sustainable energy solutions, driven by environmental concerns and government initiatives promoting green technology adoption. Advancements in fuel cell technology, coupled with declining costs, have made stationary fuel cells more competitive and attractive for various applications, such as residential, commercial, and industrial power generation. The region's rapid urbanization and industrialization have spurred the need for reliable and decentralized power sources, further boosting the demand for stationary fuel cells. Additionally, supportive government policies and incentives, along with investments in infrastructure development, have created a conducive environment for market growth.
Key players in the market
Some of the key players in Stationary Fuel Cells market include AFC Energy PLC, Altergy, Ballard Power, Bloom Energy, Cummins Inc., Doosan PureCell America, FuelCell Energy, Fuji Electric Co., Ltd., GenCell Ltd., JX Nippon, NUVERA FUEL CELLS, LLC., Panasonic, Plug Power Inc., POSCO ENERGY, SFC Energy AG, Siemens Energy, SOLIDpower and Toshiba.
In May 2024, Cummins began production of its latest hydrogen internal combustion engines (H2-ICE) for Tata Motors at a new manufacturing facility in Jamshedpur, India. The first B6.7H hydrogen internal combustion engines rolled off the production line in March and will now be integrated into Tata Motors' trucks, the company said. The B6.7H engine shares many components with current diesel and natural gas engines, fits where a standard engine fits and can be refueled in minutes.
In May 2024, AFC Energy PLC, the hydrogen power generation specialist, has inked a strategic partnership deal with Illuming Power to scale up the production of fuel cell plates and stacks for the former's S Series air-cooled platform. A first of its kind for Illuminig, the multi-year agreement will utilise the North American group's international network to deliver fully commissioned S Series fuel cell plates and stacks, integral components of AFC's H-Power generator modules.