[PDF 구매가능]국가 3대 중점육성산업인 미래형 자동차 관련 비즈니스 전략 모색을 위한 종합 분석
수소연료전지차(FCEV), 전기차(xEV), 자율주행차 中心으로
수소연료전지차(FCEV), 전기차(xEV), 자율주행차 관련 산업에 관심이 있는 기관ㆍ업체의 실무담당자들에게 연구개발, 사업전략 수립의 기초자료를 제공하기 위하여 본서를 기획하였다.
머리말
2019년 4월 22일, 청와대와 정부가 ‘미래형 자동차’를 비메모리 반도체, 바이오와 함께 ‘3대 중점육성 산업’으로 선정하고, 범 정부 차원의 정책역량을 우선적으로 집중하기로 발표했다. ‘미래형 자동차’는 크게 ‘친환경차’와 ‘자율주행차’로 구분할 수 있다.
미래형 자동차 육성은 우선적으로 수소차를 중심으로 이뤄질 것으로 알려지고 있다.
정부는 이미 2019년 1월에 ‘수소 경제 활성화 로드맵’을 발표하고, 2022년까지 내수와 수출을 포함해 8만 1천여 대의 수소승용차, 2,000여대의 수소버스를 만들 계획이며, 전국에 310개의 수소충전소도 구축한다는 구체적인 목표를 추진중에 있다.
수소연료전지차를 상용화되기엔 아직 수소탱크의 위험성, 미흡한 인프라 등의 선결과제가 많지만, 향후 친환경차 주도권 경쟁이 하이브리드→전기차→수소연료전지차 순으로 진행되어, 수소차가 친환경차의 최종 목적지라는 점에는 그다지 이견이 많지 않다.
이에, 수소차 주도권 경쟁에서 우위를 차지하기 위하여 글로벌 완성차 업체들은 이미 합종연횡에 나서고 있다. BMW는 도요타와 수소차 기술을 공동 개발하기로 했고, GM은 혼다와 수소전기차 엔지니어링팀을 통합하였고, 독자적인 기술력으로 수소차를 완성한 현대기아차도 에어리퀴드(Air Liquide, 산업용 가스회사), 넬(Nel, 수소 충전 설비회사), 니콜라(Nikola, 수소전기트럭), 쉘(Shell, 에너지 및 석유), 도요타(Toyota)와 상용 수소전기차의 대용량 고압충전 표준 부품 개발을 위한 글로벌 컨소시엄 구성 및 양해각서(MOU)를 체결했다. 해당 컨소시엄은 상용 수소전기차의 확산 가속화와 대용량 수소충전 기술의 표준화를 위해 대응한다는 계획이다.
2025년 기준, 세계 수소연료전지차(FCEV) 보급 규모는 약 130만 대, 수소 충전소도 총 2,000개소 이상의 규모까지 확대될 것으로 전망되고 있다.
한편, 이미 상용화 단계에 들어선 전기차(xEV)는 2038년에 세계 신차 판매 대수의 50% 비중을 차지하게 될 것이며, 이후 2050년의 비중은 약 90%에 이를 것으로 예측되고 있다.(2019년(1~5월) 세계 전기차(BEV, PHEV) 판매 실적은 약 84.1만 대(전년 동기 대비 12% 성장)로, 신차 대비 점유율이 2.3%로 나타나고 있다.)
전기차는 기술의 발전과 인프라의 보급에 따라 하이브리드 전기차(HEV) → 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV) → 순수 전기차(BEV)로 점차 발전하고 있다. 이에 각국 정부들도 이미 연차별 전기차(xEV) 보급 목표를 중장기적으로 수립하고 보조금 지급, 충전인프라 구축 등 다양한 활성화 정책을 적극적으로 펼치고 있기에 전기차(xEV) 시장은 급성장할 것으로 전망되고 있다.
EV는 차체 구조가 매우 간단하며, 사용되는 부품의 수가 크게 감소한다는 특징을 가지고 있다. 기존의 내연기관 자동차는 부품이 많아서 조립하기 어려우며, 부품을 제조하는 계열 회사 간의 조화가 매우 중요했다. 이것은 새롭게 사업을 시작하고자 하는 기업에 있어 매우 큰 장벽으로 작용하였다.
반면, 부품이 적은 EV(전기차)에 대해서는 진입 장벽이 낮기 때문에, 높은 기술력을 가진 기업이 사업을 시작하기에 상대적으로 용이하다고 평가되고 있다.
2019년(1~5월) 국내 순수전기차(BEV) 판매량(13,620대)은 전년동기 대비 14.0% 증가세를 보이고 있으며, 올해 말 누적 보급대수는 10만대에 이를 것으로 전망되고 있다.
마지막으로 자율주행차는 아직 관련 산업이 성장초기 단계이고 각 기관별 예측 방법론과 측정기준이 상이하여 기관별로 예측치에 편차가 크지만, 향후 2025년을 기준으로 시장이 크게 성장하며 2040년경 거의 정점에 이를 것으로 기대되고 있다.
자율주행차의 시발점을 다소 늦춰 잡는 것은 생명에 치명적 영향을 끼칠 수 있는 자동차라는 제품의 특성 때문이다. 자동차 제조업체들 역시 이런 점을 잘 알기 때문에 전통적으로 차량을 시장에 출시하기 전에 매우 철저하고 신중하게 차량을 다방면으로 테스트와 시범운행을 실시하고 있다.
현재, 미국, 독일, 싱가포르를 중심으로 레벨 3 이상 자율주행차 운행이 가능하며, 국내에서도 국회 본회의에서 자율주행차 기술 개발과 상용화를 체계적으로 지원하기 위한 '자율주행자동차 상용화 촉진 및 지원에 관한 법률'(자율주행차법) 제정안이 2019년 4월 5일에 통과됐다.
하지만, 실제 자율주행차의 도로 투입시기에 대한 전망은 다소 조심스럽다. 자동차사고의 책임과 보상을 둘러싸고 복잡한 이해관계가 걸려 있기 때문에 실제 고속도로에서 자율주행차가 상용화되는 모습을 보려면 상당한 시간이 필요할 것으로 예측된다.
이에, IRS글로벌은 수소연료전지차(FCEV), 전기차(xEV), 자율주행차 관련 산업에 관심이 있는 기관ㆍ업체의 실무담당자들에게 연구개발, 사업전략 수립의 기초자료를 제공하기 위하여 본서를 기획하였다.
모쪼록 조금이나마 도움이 되기를 기대해본다.
목차
Ⅰ. 수소연료전지차 국내외 기술개발 동향과 시장 분석
1. 기후 변화와 연비ㆍ배기가스 기준 및 규제 동향
1-1. 기후변화와 국내외 대응 동향
1) 글로벌 이상기후 현상
(1) 지구 온실가스 농도 증가
(2) 평균 기온 상승 지속
(3) 기상재해로 사회ㆍ경제적 피해액 증가
2) 주요국별 기후변화 대응 동향
(1) 보편적 신기후ㆍ대응체계(파리협정) 출범
(2) 주요국의 기후변화 대응 동향
3) 온실가스, 기후변화 국내 대응 동향
(1) 국내 온실가스 배출 현황
(2) 국내 기후변화 대응 경과
(3) 주요 성과
1-2. 글로벌 연비 규제 및 개선 동향
1) 주요국 연비와 CO₂배출 규제
(1) EU
(2) 미국
(3) 중국
(4) 일본
2) 국내 연비 기준 및 정책 동향
(1) 주요 연비ㆍ배출가스 정책
(2) 자동차 평균에너지소비효율기준 및 온실가스 배출허용기준
3) OEM별 연비 개선 현황
2. 수소연료전지차(FCEV) 기술 개요
2-1. 개념
2-2. 분류
2-3. 주요 특징
1) 장점
(1) 高 에너지 효율
(2) 無 공해
(3) 무한 연료
2) 단점
(1) 고가의 차량 가격
(2) 수소공급 인프라
(3) 차내 수소 저장
(4) 내연기관 부재
(5) 백금 사용
2-4. 구조
1) 스택(Stack)
2) 운전장치
3) 전장장치
4) 수소저장장치
2-5. 구동원리
2-6. 안전성
1) 안전관리가 확보된 분야
2) 안전성
(1) 수소차
(2) 수소충전소
3. 국내외 연료전지 개발동향 비교 분석
3-1. 주요국별 최근 동향
3-2. 주요 분야별 개발동향
1) 코어 셸 촉매
2) 합금촉매
3) 카본계 촉매
4) 금속산 질화물
(1) PEFC용 전해질막
(2) PEFC용 확산층
(3) SOFC
3-3. 핵심 기술 과제
3-4. 주요국별 연구 현황 비교
1) 일본
(1) 기초 연구
(2) 응용연구 및 개발
2) 미국
(1) 기초 연구
(2) 응용연구 및 개발
3) 유럽
(1) 기초 연구
(2) 응용연구 및 개발
4) 중국
(1) 기초 연구
(2) 응용연구 및 개발
5) 한국
(1) 기초 연구
(2) 응용연구 및 개발
4. 주요국별 수소연료전지차(FCEV) 관련 정책 추진 동향
4-1. 중국
1) 연료전지 정책 추진 동향
2) 수소연료전지차(FCEV) 시장
3) 수소 공급 인프라의 보급
4) 승용차 시장으로 확대
5) 해외 기업과의 협업 및 기대
4-2. 일본
1) 그간의 정책 추진 동향
2) 수소ㆍ연료전지 전략 로드맵(3차)
(1) 연료전지 자동차
(2) 수소 스테이션
(3) 기타 모빌리티
4-3. 미국
1) 수소차 관련 정책 및 시장 동향
2) 수소에너지 관련 정책 및 시장 동향
(1) 주요 동향
(2) 주요 프로젝트
4-4. 유럽
1) EU 정책 추진 동향
(1) 수소경제 관련 정책
2) 수소버스 도입 프로그램
(1) 개요
(2) JIVE
(3) JIVE2
(4) JIVE, JIVE2 공통
3) 주요국별 정책 및 시장 동향
(1) 독일
(2) 영국
(3) 프랑스
4-5. 한국
1) 그간의 정책 추진 동향
2) 수소경제 활성화 로드맵
(1) 수소 모빌리티
(2) 에너지 분야
(3) 수소 생산
(4) 저장ㆍ운송
(5) 전주기 안전관리 체계 확립 및 수소산업 생태계 조성
3) 수소버스 도입 및 지원
5. 수소연료전지차(FCEV)의 시장전망과 개발동향
5-1. 국내외 수소연료전지차(FCEV) 시장 동향과 전망
1) 글로벌 수소연료전지차(FCEV) 시장 동향과 전망
2) 수소차와 전기차 비교
3) 국내 수소연료전지차(FCEV) 보급 동향과 목표
(1) 수소승용차
(2) 수소택시
(3) 수소버스
(4) 수소트럭
5-2. 국내외 수소연료전지차(FCEV) 개발 동향
1) TUCSON ix Fuel Cell (현대차)
2) NEXO (현대차)
3) MIRAI (토요타)
4) Clarity (혼다)
5) h-tron quattro concept (아우디)
6) TOYOTA Fine Comfort Ride (토요타)
5-3. 국내외 수소충전소 구축 동향
1) 수소충전소 개요
(1) 개념
(2) 분류
(3) 수소 저장 기술
2) 글로벌 수소충전소 동향
3) 국내 수소충전소 현황 및 계획
(1) 2018년
(2) 2019년 계획
(3) 2022년 계획
(4) 보급 계획
5-4. 국내외 표준화 현황과 로드맵
1) 최근 현황
(1) 모빌리티
(2) 에너지
(3) 수소 공급ㆍ계량
2) 문제점
(1) 모빌리티
(2) 에너지
(3) 수소 공급
3) 기관 및 국가별 국제표준화기구 동향
(1) 기관별 표준화 동향
(2) 주요 국가별 표준화 동향
4) 국내 표준화 대응전략과 로드맵
(1) 추진 과제
(2) 로드맵
Ⅱ. 전기차(xEV) 국내외 기술개발 동향과 시장 분석
1. 주요국별 전기차(xEV) 개발동향과 시장전망
1-1. 기후변화와 전기차(xEV)
1) 운수 부문에서의 CO₂ 배출과 파리 협정
2) EV의 에너지 소비와 CO₂ 배출
1-2. xEV 시장 확대로 인한 자동차산업의 변화
1) 자동차의 구조 변화
2) 자동차 산업의 구조 변화
1-3. 주요 전기차별 기술 개요
1) 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)의 기술 개요
(1) 개념 및 구조
(2) 분류
(3) 구동 원리
(4) 특징
2) 순수전기차(BEV) 기술 개요
(1) 기술 개요
(2) 순수전기차(BEV) 개발 이력
1-4. 주요국별 전기차(BEVㆍPHEV) 시장 및 정책 동향
1) 글로벌 시장 규모 및 전망
(1) EV 시장의 확대
(2) 지역별 전기차 시장 전망
2) 연도별ㆍ모델별 판매 동향
(1) 2017년
(2) 2018년
(3) 2019년
3) 주요국별 판매 동향
(1) 중국
(2) 유럽
(3) 미국
(4) 네덜란드
(5) 독일
(6) 프랑스
(7) 노르웨이
(8) 일본
(9) 인도
4) 주요국별 전기차(xEV) 관련 정책 동향
(1) 미국
(2) 중국
(3) 영국
(4) 프랑스
(5) 노르웨이
(6) 독일
(7) 네덜란드 동향
(8) 인도
(9) 한국
5) 국내 순수전기차(BEV) 시장동향과 전망
(1) 시장 규모와 전망
(2) 업체별ㆍ모델별 판매 동향
(3) 지자체별 전기차 보급 동향
(4) 중소기업 전기차 출시 동향
(5) 전기버스 구매가이드
1-5. 주요업체별 xEV 로드맵과 서플라이 체인 동향
1) 주요업체별 xEV 로드맵
(1) Tesla
(2) BYD
(3) Renault Nissan
(4) BMW Group
(5) Mercedes-Benz
(6) Volkswagen Group
(7) Toyota
(8) Volvo
(9) Ford
(10) Hyundai
2) 전기차(xEV) 부품별 서플라이 체인과 경쟁 동향
(1) 에너지 저장ㆍ관리 시스템
(2) 전력변환장치
(3) 열관리ㆍ공조시스템
(4) 고출력 전동기
1-6. 초소형 전기차 개발 및 시장 동향
1) 초소형 전기자동차 개발 동향
2) 국내외 초소형 전기차 시장 동향
3) 주요 초소형 전기차 제품 동향 분석
(1) Twizy
(2) D2 EV
(3) i-Road
(4) COMS
(5) Hiriko
(6) Armadillo-T
(7) Morgan EV3
(8) Microlino
(9) EG6330K
4) 국내외 초소형 자동차 분류 기준
(1) 국내외 제도 현황
(2) 국내 차종분류 방안
2. 전기차 배터리 및 금속자원의 시장 동향과 전망
2-1. EV용 전지 개요와 표준화
1) 리튬 이차전지 기술 개요
(1) 개념
(2) 원리 및 구조
(3) 장애 요소
2) EV용 전지에 관한 주요 국제 표준(IEC 62660)
(1) 개요
(2) LIB 안전요건
2-2. 글로벌 시장동향과 전망
1) 시장규모 및 업체 점유율
(1) 시장규모
(2) 업체 점유율
2) 중국 시장 동향
(1) 산업보호 정책 실시
(2) 삼원계 기술의 향상과 자국 내 제조회사의 육성
(3) 중국 LIB 업계는 2强 시대로
(4) 중국 내 LIB 재료 제조업체 등장
3) 미국 시장 동향
(1) EV 판매대수 증가
(2) 리튬이온전지 아시아에서 공급
(3) 무역 비중도 아시아가 최대
(4) 과거 수요 동향
(5) EV 수요 증가 기대
4) 러시아 시장 동향
5) 전기차 활성화를 위한 향후 과제
(1) 부족한 천연자원 환경에서 배터리 생산
(2) 전지의 재활용 및 재사용
(3) CO2 배출량 : BEV와 ICEV
2-3. 전지용 금속자원 동향과 EV 전지 밸류체인
1) 전지용 주요 금속자원별 최근 동향
(1) 니켈 수요 및 공급 동향
(2) 코발트 수요 및 공급 동향
(3) 리튬 수요 및 공급 동향
(4) 흑연 매장량, 생산량, 공급량 추이
(5) 실리콘 생산량 추이
2) 전기차 배터리 밸류체인
3. 국내외 전기차용 충전인프라 시장 동향 및 전망
3-1. 국내외 전기차용 충전인프라 시장 동향 및 전망
1) 주요 지역별 시장 규모 및 전망
(1) 지역별 충전인프라 보급 현황과 전망
(2) 지역별 보급 전망
(3) 급속충전기ㆍ완속충전기(개인용)의 보급 현황
(4) 무선충전시스템의 보급 현황
(5) 배터리 교환 시스템의 보급 현황
2) 주요 지역별 시장 동향 및 정책 추진 동향
(1) 네덜란드
(2) 독일
(3) 영국
(4) 프랑스
(5) 노르웨이
(6) 미국
(7) 중국
(8) 일본
(9) 인도
3) 국내 보급 동향 및 계획
(1) 보급 동향
(2) 보급 계획
4) 국내 최근 이슈
(1) 충전서비스 사업자 개방형으로 전환
(2) 초급속 충전기 보급
(3) 충전 공동이용(로밍) 서비스
(4) EV 충전기의 핵심 부품 중국산 비중
(5) 복합형 충ㆍ방전 시스템
(6) 블록체인 전기차 충전소
(7) 충전 로봇
(8) 셀프 충전
3-2. 충전인프라 관련 표준화 동향
1) 글로벌 표준화 동향
(1) 세계 주요 지역별 충전 방식
(2) 표준화 경쟁 구도
(3) 일본 차데모와 중국 급속충전규격 공동 개발 합의
2) 일본 표준화 추진 동향
(1) 전반적인 동향
(2) DC 충전 시스템(컨덕티브)
3) 국내 표준화 동향
(1) 충전방식 일원화
(2) 전기자동차 충전기 관련 표준
Ⅲ. 자율주행차 국내외 기술개발 동향과 시장 분석
1. 자율주행차 시장 전망과 개발 동향
1-1. 개요
1) 정의 및 개념
2) 기술 분류
3) 기술 수준 분류
(1) 개요
(2) 미국, 자동차공학회(SAE)의 분류기준
(3) 자율주행차 도입의 타임 스케줄
4) 자율주행차로 인한 모빌리티 비즈니스 환경 변화
5) 경제적 가치 전망
6) 국내외 자율주행차 입법 동향
(1) 정책과 법제도의 접근방식
(2) 분야별 규제 비교
1-2. 자율주행과 모빌리티 서비스
1) 자동차 판매에서 모빌리티 비즈니스로 전환
2) 미래 모빌리티의 핵심 기술인 자율주행
(1) 자율주행의 정의
(2) 자율주행이 사회에 미치는 장점
(3) 자율주행 시장과 새로운 모빌리티 비즈니스
3) 자율주행의 실현을 위한 주요 동향
4) 자율주행차 ‘셰어링’으로 인한 새로운 모빌리티 사회
1-3. 글로벌 자율주행차 시장 동향과 전망
1) 상용화 시기 전망
2) 상용화를 위한 과제
(1) 기술적 격차
(2) 법ㆍ제도적 과제
(3) 사생활 침해와 보안 취약성
3) 글로벌 시장 규모 전망
(1) 시장 규모 전망
(2) 향후 산업 전망
4) 자율주행 기반 모빌리티 등장 전망
(1) 자율주행 트럭
(2) 자율주행 택시
(3) 자율주행 버스
5) 차세대 모빌리티 혁신인 ‘자율주행 배송’
6) 미래 신산업인 ‘무인택시 서비스’
7) 자율주행차 테스트 가이드라인
1-4. 주요업체별 자율주행차 개발 동향
1) 완성차 업체
(1) GM
(2) 다임러
(3) Ford
(4) Volkswagen
(5) BMWㆍIntelㆍFCA
(6) Renault Nissan
(7) Volvo
(8) PSA
(9) Hyundai
2) ITㆍ부품업체들의 자율주행차 개발 동향
(1) 구글(Waymo)
(2) 애플
(3) 바이두
(4) 인텔
(5) 엔비디아
(6) IBM
(7) 우버
(8) 네이버
(9) 델파이(Aptiv)
(10) 콘티넨탈
(11) 보쉬
(12) 덴소
3) 자율주행차 기술 로드맵 전망
(1) 응용분야 기술 로드맵
(2) 무선통신 기술 로드맵
(3) 정밀측위 기술 로드맵
(4) 차세대 IVN((In-Vehicle Network) 기술 로드맵
1-5. 특허 경쟁력 동향
1) 특허 경쟁력 순위
2) 일본 업체들 두각
3) 국내 대응 방향
2. 자율주행차의 핵심 요소기술 주요 동향
2-1. 핵심 요소기술 개발동향
1) 인공지능(AI)
2) ADAS(지능형 운전자 지원 시스템)
(1) ADAS 개요
(2) 센서별 장단점 및 비교
(3) 라이다 및 반도체 개발동향
3) 초고정밀 지도
4) 차량 측위 기술
(1) GPS / GNSS
(2) 측위 기술 기반 센서 융합
(3) 실내 측위 기술
5) V2X 통신
6) HMI(Human Machine Interface)
(1) 휴먼 인터페이스(Human Interface) 기술 분류
(2) HMI 기술 적용 사례
7) 5G 이동통신
8) 시스템 반도체
(1) 산업 및 개발 동향
(2) 자율차 영상 분석용 SoC
9) 보안
2-2. 자율주행차용 차량통신 기술 동향
1) 차량통신 기술 C-V2X
(1) C-V2X 개념 및 현황
(2) 2020년, 5G-V2X 상용화
2) C-V2X 응용 및 서비스 분야
(1) 정보서비스 분야
(2) 주행안전 분야
(3) 교통효율화 분야
(4) 협력 자율주행 서비스 분야
3) 주요국 V2X 적용 및 개발 현황
4) 중국 C-V2X 개발 및 산업 동향
(1) C-V2X 개발 및 표준 현황
(2) C-V2X 산업 생태계 및 기업별 현황
(3) C-V2X 상용화 로드맵
(4) C-V2X 응용 시연 현황
3. 주요국별 자율주행차 관련 정책 및 입법 추진 동향
3-1. 미국
3-2. 유럽
1) EPoSS (European Roadmap Smart Systems for Automated Driving)
2) ERTRAC (European Road Transport Research Advisory Council) - Automated Driving Roadmap)
3-3. 독일
3-4. 중국
1) 자율주행 자동차 주행 시험장
2) 실도로 개방
3-5. 일본
1) 자율주행의 시장화를 위한 시도
(1) 자가용의 자율주행 시스템 활용
(2) 물류 서비스의 자율주행 시스템 활용
(3) 이동서비스에서 자율주행 시스템 활용
(4) 일본에서의 관민에 의한 자율주행 실증실험
2) 자율주행ㆍITS의 이노베이션 추진을 위한 대응 전략
(1) 자율주행에 관한 데이터 전략과 교통 데이터 활용
(2) 자율주행 시스템의 연구개발과 국제 기준ㆍ표준 추진
3-6. 한국
1) 입법 동향
2) 그간의 육성정책 추진 동향
3) 미래차 발전전략(2018)
(1) 자율차
(2) 시범ㆍ실증사업
(3) 신산업 육성 및 기업지원
4) 선제적 규제혁파 로드맵
(1) 추진 경과
(2) 주요 내용
