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중소기업 기술로드맵 조회결과

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연료전지용 M-BOP
* 발행 년도 : 2016년
1. 기술로드맵

연료전지용 M-BOP 기술로드맵

2. 개요
가. 정의 및 범위

- 정의 : 연료전지 M-BOP는 스택 및 시스템의 내구성 향상과 운전 최적화를 위한 연료 및 공기 공급 시스템, 열 관리 시스템 및 물 관리 시스템 등으로 구분할 수 있음

- 범위 : 연료전지 M-BOP를 구체적으로 구분하면 연료 공급 시스템(펌프, 블로워 개질기, 수소저장 등), 공기 공급 시스템(블로워, 이젝터, 공조기, 필터 등), 열 관리 시스템(열교환기, 배열 회수 펌프 등), 물 관리 시스템(펌프, 가습기 등) 및 밸브류, 배관류로 구성

3. 시장현황 및 전망분석
가. 시장현황 및 전망
  • 2015년에 발표한 일본 후지경제 연구소의 전망에 따르면 세계 연료전지 시장은 2013년 1조원에서 2030년 64.9조원으로 성장할 전망
    • 용도별로는 2030년 기준, 연료전지 자동차 시장은 약 48조원 규모, 산업/업무용 시장은 약 6.8조원 규모, 가정용 연료전지 시장은 약 7.9조원 규모로 성장할 전망
    • 연료전지 시장은 발전용을 주축으로, 2020년경 주택·건물용에서 2030년 이후에는 수송용 시장이주도할 것으로 예측
    • 연료전지 차는 수소 인프라의 보급과 연계하여 시장이 확대될 것으로 예측하고 있음. 수만대 규모의 양산은 2020년 이후에 시작될 것이며 승용차형 차세대 모델개발과, 내구성 향상, 저가화 개발 주력
  • 2015년 후지경제의 세계 연료전지 시장 전망에 따르면 2015년 1.9조원에서 2020년 9.2조원 정도로 증가할 것으로 전망되고 있으며, 이 중 연료전지 M-BOP 시장은 연료전지 시장의 약40%로 추정
[ 연료전지용 M-BOP의 세계 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
연료전지 19,000 34,000 49,000 63,000 78,000 92,000 37
M-BOP 7,600 13,600 19,600 25,200 31,200 36,800 37
[ 연료전지용 M-BOP의 국내 시장규모 및 전망 ] (단위 : 억원, %)
제품 시장현황 및 전망
구분‘15‘16‘17‘18‘19‘20CAGR
('13~'15)
국내시장 3,800 6,800 9,800 12,600 15.600 18,400 37
M-BOP 1,520 2,720 3,920 5,040 6,240 7,360 37
4. 기술분석
가. 기술동향 분석

(1) 세계동향

  • 연료전지용 M-BOP 기술의 지난 7년(‘10~’16) 간 출원동향35)을 살펴보면 증감을 반복하다 최근 감소하는 추세를 보임
    • 각 국가별로 출원경향을 살펴보면 일본은 감소-증가-감소 추세, 한국은 증가-감소 추세를 나타내고 있으며, 미국과 유럽은 출원건수를 유지
  • 국가별 출원비중을 살펴보면 일본 45.9%로 최대 출원국으로 연료전지용 M-BOP 기술을 리드 하고 있으며, 미국이 26%, 한국 21.5%, 유럽 6.6% 순으로 특허 점유
연료전지용 M-BOP 세계동향

(2) 국내동향

  • 국내 출원인 동향을 살펴보면 대기업은 현대자동차의 출원건수가 가장 높게 나타났으며, 중소 기업에서는 주식회사 프로파워의 출원건수가 높게 나타남
  • 기업 이외의 주요출원인을 살펴보면 한국과학기술연구원, 한국기계연구원, 한국에너지기술연구원, 한국화학연구원 등 연구소/공공기관의 출원이 다수 나타났으며, 대학은 포항공과대학교, 고려대학교, 충남대학교의 출원이 높은 것으로 분석됨
5. 핵심요소기술 선정
  • 확정된 요소기술을 대상으로 산․학․연 전문가로 구성된 핵심기술 선정위원회를 통하여 중소기업에 적합한 핵심기술 선정
  • 핵심기술 선정은 기술개발시급성(10), 기술개발파급성(10), 단기개발가능성(10), 중소기업 적합성 (10)을 고려하여 평가

[ 연료전지용 M-BOP 분야 핵심기술 ]

핵심요소기술 선정
분류핵심기술개요
연료공급 시스템 SOFC Hot box용 연료 배가스 리싸이클 장치 제조 기술 SOFC 용 Hot box 버너에서 사용하고 남은 배가스를 리싸이클 하여 다시 열원으로 사용하기 위한 기술
고효율 컴팩트 이동용 연료전지 연료 개질기 개발 연료전지용 연료 개질기는 탄화수소 계 가스를 연료전지에서 사용이 가능한 수소로 변환해 주는 장치로 고순도의 수소 정제 기술
저온, 고온 적용이 가능한 수소재순환 이젝터 기술 수소재순환 이젝터는 연료전지 스택에서 수소를 스택에 공급하고 남은 잉여의 수소를 압력차를 이용하여 다시 스택에 공급하기 위한 장치이며, 수소 입출구의 압력을 가변으로 제어할 수 있는 기술
고내구성저가연료전지용 자동밸브 제조기술 연료전지용 자동밸브는 개폐조절기의 위치를 정확하게 제어하여 압력을 조절할 수 있어야 하며, 개폐부 작동부는 외부 환경에 견딜 수 있는 강건 설계 기술
저온 적용가능한 PEMFC용센서 제조기술 PEMFC용 센서는 내부에 수분이 사용됨으로 저온에서 수분의 결빙에도 적용이 가능한 소재 기술
공기공급 시스템 저가, 고신뢰성 PEMFC용 공기 블로워 제조 기술 PEMFC용 공기 블로워는 연료전지에 필요한 산소유량을 공급하기 위한 장치로 전자기설계, 열방출설계, 구조/동특성 설계 등의 기술
고내구성공기극필터제조 기술 연료전지 스택의 불순물에 의한 성능 감소를 최소화하기 위한 장치이며, 화학적 또는 물리적으로 먼지, 꽃가루, 일산화탄소 등을 제거할 수 있는 기술
열 및 물관리 시스템 스택 냉각용워터펌프의 냉각수누설방지및 고효율화 기술 스택 냉각수 구동을 위한 전동식 워터펌프의 내구성 확보 및 성능 향상을 위한 기술