수소차 밸류체인 분석 | 수소 관련주

수소차 밸류체인에 대해 알아보겠습니다. 결론적으로 수소차의 연료전지스택이 가장 중요한 기술이며 큰 원가를 차지합니다. 스택 뿐만 아니라 저장 탱크, 구동 모터 등 관련 밸류 체인에 대해 알아보겠습니다.

수소차-밸류체인

 

수소차 밸류 체인 분석

수소차는 수소연료탱크에 안전하게 보관된 고압 수소와 공기공급시스템을 통해 들어온 산소를 연료전지스택에 전달하여 전기화학 반응을 일으켜 전기에너지를 생산합니다. 생산된 전기에너지는 구동모터를 통해 운동에너지로 전환되어 수소전기차를 움직입니다.

 

 

 

주행중인 수소전기차는 배기구를 통해 순수한 물만을 배출하게 됩니다. 이를 세분화 하면 1.연료전지시스템, 2.수소연료전지탱크, 3.구동모터 부문으로 나뉩니다. 하나씩 자세히 들여다 보겠습니다.

 

 

수소차 구동원리(출처 : 현대차)

 

1. 연료 전지 시스템

연료전지시스템은 내연기관 자동차의 엔진과 같은 역할을 담당합니다. 구동에 필요한 전기를 만들어내는 장치로, 3차 전지라고 부르기도 합니다. 연료전지시스템의 구성은 (1) 연료전지스택, (2) 수소공급시스템, (3) 공기공급시스템, (4) 열관리 시스템으로 나뉩니다. 

 

연료전지시스템(출처 : 현대차)

(1) 연료전지스택

연료전지시스템의 가장 핵심이자 수소차 생산원가에서 가장 큰 비중을 차지하는 고가의 부품입니다. 연료전지는 수소차에서 요구되는 출력을 충족시키기 위해 단위 셀의 층층이 쌓아 조립한 스택 형태로 완성됩니다. 

연료전지 구조(출처 : 두산)

관련기업 : 두산퓨얼셀, 현대모비스, 상아프론테크, 코오롱인더

 

(2) 수소공급 시스템

연료전지스택의 효율적인 전기에너지 생성을 위해서는 운전장치의 도움이 필요합니다. 이 중에서 수소공급시스템은 수소탱크에 보관된 고압수소를 저압 상태로 바꿔 연료전지스택으로 이동시키는 역할을 담당합니다. 또한 재순환라인을 통해 수소 공급 효율성을 높여줍니다.

 

관련기업 : 유니크, 세종공업

 

(3) 공기공급 시스템

공기공급시스템은 외부 공기를 여러 단계에 걸쳐 정화하고, 압력과 양을 조절해 수소와 반응시킬 산소를 연료전지스택에 공급하는 장치입니다. 외부의 공기를 그대로 사용할 경우 대기 중 이물질로 인한 연료전지 손상이 발생할 수 있어 여러 단계로 공기를 정화 후 산소를 전달합니다.

 

관련기업 : 뉴로스

 

(4) 열관리 시스템

열관리시스템은 연료전지스택이 전기화학 반응을 일으킬 때 발생하는 열을 외부로 방출시키고, 냉각수를 순환시켜 연료전지스택의 온도를 일정하게 유지하는 장치입니다. 열관리시스템은 연료전지스택의 출력과 수명에 영향을 주기 때문에 수소차의 성능을 좌우하는 중요한 기술입니다.

 

관련기업 : 한온시스템, 우리산업

 

 

2. 수소연료탱크

에너지 공급원인 고압 수소를 저장하는 장치 역시 중요합니다. 수소는 부피당 밀도가 낮아 보관하려면 매우 큰 공간이 필요합니다. 좁은 공간에 더 많은 수소를 보관 하기 위해선 고압으로 압축해야 합니다.

 

수소연료탱크(출처 : 효성)

이 고압 수소를 안전하게 보관하는 부품이 수소연료탱크입니다. 소수탱크는 높은 압력을 견딜 수 있는 탄소섬유 강화 복합재로 제작하며, 내부에는 내구 복원력이 뛰어난 나일론 소재를 삽입합니다.

 

관련기업 : 일진하이솔루스(일진다이아 자회사), 효성첨단소재

 

3. 구동모터

구동모터는 스택과 배터리에서 공급받은 전기에너지로 구동력을 발생시킵니다. 수소전기차는 전기차 처럼감속 시 운동에너지를 다시 전기에너지로 환원하는 회생제동 시스템도 갖추고 있습니다. 회생제동 시스템은 속도를 줄일 때 회수한 전기에너지를 고전압 배터리에 저장하는 역할을 하며, 이는 모터 작동에 다시 활용돼 연비 개선에 도움을 줍니다.

 

관련기업 : 포스코인터내셔널, S&T모티브, LG전자

 

수소차 관련주에 대한 분석은 다음 포스트를 참고해 주세요.

 

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