2025년판 고기능 분리막 시장의 현상과 장래전망(일본어판)

분리막에는 재료와 공경에 따라 여러 종류가 있으며 수처리, 식품, 의약품, 화학, 석유, 철강 등 폭넓은 분야에서 활용되고 있다. 특히, 최근에는 탄소 재활용이나 CCS/CCU의 경제성 향상에 공헌하는 CO2 분리막, 탄소 프리 에너지원인 수소의 분리·정제 등에 이용되는 수소 분리막의 연구 개발이 활발해지고 있다.

2023년 6월에 공표된 '카본 리사이클 로드맵'에서는 공통기술인 CO2 분리·회수에 관한 비용을 2030년에 저압가스용: 2,000엔대/t-CO2, 고압가스용: 1,000엔대/t-CO2로 설정하고, 그 실현을 향한 기술혁신을 추진하는 것으로 나타났다. CO2 분리막을 이용한 막 분리법은 저압가스, 고압가스 어느 쪽의 분리·회수에도 적용 가능한 기술로 자리매김하는 등 새로운 성장기술로서의 기대감이 높아지는 추세다.

수소 에너지는 러시아에 의한 우크라이나 침략을 계기로 그 이용·활용이 단번에 현실화되어, 세계 각국에서 수소 전략 책정과 관련한 법 정비가 진행되는 동시에, 연구 개발에 대한 민관 투자가 확대되고 있다. 수소 분리막은 그린수소의 보급, CO2 삭감, 에너지 자립에 기여하는 기술로서 정책 지원 및 국제 협력의 대상이 되고 있다.

본 기획에서는 CO2 분리막 및 수소 분리막을 조사 대상으로 하여, 각 분리막의 재료별·용도별 시장동향, 연구개발 트렌드, 참여 기업의 사업 전략을 분석한다.

◆조사개요

조사목적: 본 보고서에서는 CO2 분리막, 수소 분리막의 개발 트렌드 및 수요동향, 보급을 위한 과제, 참여 기업의 사업전략을 분석함과 동시에 2032년까지의 세계시장규모를 예측한다.

조사대상:

·CO2 분리막(용도구분: 바이오 가스 정제용, 천연가스 정제용, 배기가스 처리용)

·수소분리막(용도구분: 석유·화학 분야, 반도체 분야)

조사방법: 당사 전문조사원이 직접 면담취재 및 문헌조사

조사·분석기간: 2025년 5월 1일~2025년 8월 25일

내용문의: 주식회사 야노경제연구소 인더스트리얼 테크놀로지 유닛

◆자료 포인트

세계 CCS/CCU 관련 정책, 수소 관련 정책의 핵심을 해설

CO2 분리막 용도별 세계시장 추계(2024년~2032년 예측: 금액)

※ 용도: 바이오가스 정제용, 천연가스 정제용, 배기가스 처리용

CO2 분리막 재료별 연구개발 동향 분석

수소분리막 용도별 세계 시장규모 추계(2024년~2032년 예측: 금액)

※ 용도: 석유 · 화학 분야, 반도체 분야

수소분리막 재료별 연구개발 동향 분석

◆리서치 내용

제1장 고기능 분리막 시장의 향후 전망

고기능 분리막의 세계시장은 2032년에 1조 9,000억 엔 규모로 확대되지만

신규 참여 기업의 증가로 경쟁이 더욱 치열해짐

주요 뉴스 & 차세대 하이브리드 프로세스의 제공에 대비해

소재와 엔지니어링을 융합한 플랫폼형 설비의 필요성

(그림/표) 고기능 분리막 세계시장규모 추이(2024년~2032년 예측: 금액)

제2장 CO2분리막 시장 동향

1) CO2 분리막 개요

　　(그림)CO₂분리막의 원리

　　(표)CO2 분리막의 종류와 특징

　　(그림) 각종 CO2 분리막 구조

　　(표)주요 CO2 분리 기술

　　(그림) CO2 회수 관련 기술의 개발 전망

　　(표)탄소 재활용 로드맵에 있어서의 CO2 분리 회수 기술 개발 목표

CO2 분리 회수와 관련된 일본의 지원 시책

　　(그림) CO2 분리 회수에 관한 일본의 지원 시책

　　(표)GI기금 'CO2의 분리 회수 등 기술개발'의 개요

　　(표)탄소 재활용, 차세대 화력발전 등 기술개발/

　　CO2 분리·회수 기술의 연구 개발 개요

3) CCS / CCU관련 정책

　　(1)일본의 CCS / CCU 관련 정책

　　　　'CCS 장기 로드맵'에서 2050년에 CO2 저류 1.2억~2.4억 톤을 목표로 하는

　　　　(표)CCS 장기 로드맵 개요

　　(2)미국의 CCS/CCU 관련 정책

　　　　탈탄소화 움직임은 후퇴해도 IRA에서의 CCS/CCU용 세액공제는 유지·강화로

　　(3)EU CCS / CCU 관련 정책

　　　　2030년에 CO2 저류능력 5,000만톤 실현을 위해

　　　　CCU / CCS 기술 R&D·실증 지원, CO2 수송 인프라 정비 가속

　　　　(그림) EU 내 CCS·CCU에 의한 CO2 회수량(위 그림)과 회수된 CO2의 발생원별 비율(아래 그림)

　　(4)영국 CCS / CCU 관련 정책

　　　　2030년까지 4개의 CCUS 클러스터를 정비하여

　　　　연간 CO2 저류 2,000~3,000만톤을 목표로 설정

　　(5)호주 CCS / CCU 관련 정책

　　　　대규모 배출사업자의 온실가스 배출 삭감을 위해 세이프가드 메커니즘을 개정

　　(6)캐나다 CCS / CCU 관련 정책

　　　　연방정부, 청정경제투자세액공제 도입, CCUS 프로젝트 대상에 포함

4) CO2 분리막 시장동향

　　바이오가스 정제용 수요가 견인하고 고성장률이 지속되다

　　　　(표) CO2 분리막의 대상이 되는 가스 배출원

　　　　(그림·표) CO2 분리막 용도별 세계 시장규모 (금액: 2024년~2035년 예측)

　　　　(그림) 바이오가스 정제용 CO2 분리막 지역별 수요 구성(2024년: 금액기준)

　　천연가스 정제·분리 용도에서는 CO2-EOR용으로 수요를 끌어들인다

　　　　(그림) FPSO를 활용한 CO2-EOR

　　배기가스 처리용은 2030년 이후의 사회실장을 목표로 한 연구개발이 활발화

　　유기막에서는 실용화를 위한 촉진수송막의 연구개발이 진전됨

　　　　(그림)촉진수송막 메커니즘

　　　　(표) 국내에서의 촉진 수송막의 연구개발 동향

　　제올라이트 막은 CO2-EOR, 천연가스 정제 등의 용도로 실증이 진전됨

제3장 수소분리막 시장의 동향

1. 수소 관련 정책

　　(1) 일본의 수소 관련 정책

　　　　(그림) 수소 관련 전략 책정 상황

　　　　(그림) 2050년을 위해 성장이 기대되는 14개 중점분야와 목표

　　(2) EU의 수소 관련 정책

　　　　(그림) 'RE Power EU' 이미지

　　(3) 미국의 수소 관련 정책

　　　　(그림)수소 허브로 선정된 7개 지역

　　　　(표)「U.S. National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap」에서의 중점 프로그램 목표

　　(4) 중국의 수소 관련 정책

　　　　(표) '에너지 절약·신에너지차 기술 로드맵 2.0'의 주요 수소·연료전지 관련 목표

　　(5) 한국의 수소관련 정책

　　　　(표) '수소경제 활성화 로드맵'의 주요 목표치

　　　　(표) 제1차 수소경제 이행 기본계획'의 주요 이정표

　　　　(표)'3UP 성장전략'의 주요 목표

2. 수소분리막 시장동향

　　수소분리막 시장은 석유·화학 분야 수요가 바닥을 굳게 유지하고 있다

　　　　(그림·표) 수소분리막 용도별 세계시장규모 (2024년~2032년 예측: 금액)

　　　　(표) 메탄 열분해 기술의 주요 유형

　　　　(표)메탄 열분해 기술의 사회 구현에 임하는 주요 해외 기업

　　　　(그림·표) NEDO '수소 이용 등 선도 연구개발 사업/

　　　　탄화수소 등을 활용한 이산화탄소를 배출하지 않는 수소 제조 기술 개발'

　　금속막에서는 Pd 대체를 노린 V합금막 개발이 진행되다

　　　　(표) 수소분리막의 재료별 분류

3. 주목 용도: 연료전지 시스템 시장 동향

　　　　(표) 자동차용 연료전지 시스템 세계 시장규모 추이(2024년~2032년 예측: 대수)

　　　　(그림) 자동차용 연료전지 시스템 세계시장의 제조업체 점유율(2024년: 대수)

　　　　(표) 업무·산업용 연료전지 시스템 세계시장규모 추이

　　　　(2023년~2028년 예측, 2032년 예측: 용량)

　　　　(표) 주요 업무·산업용 연료 전지 시스템 메이커

　　　　(표) 업무 및 산업용 연료 전지 시스템의 종류별 점유율(2024년: 용량)

제4장 고기능 분리막 메이커·연구기관 동향

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UBE 주식회사

분리막을 고수익·고성장을 담당하는 전문사업으로 평가

환경분야 확장으로 새로운 사업규모 확장이 목표

바이오메탄 제조용 CO2 분리막의 왕성한 수요에 대응하기 위해

중공사막·모듈 제작 설비를 기존 대비 1.8배 증강

수소 분리막은 축적된 노하우를 활용해 화학공장용을 중심으로 전개 강화

폴리플라에보닉 주식회사

용도별로 최적화된 분리막을 제안, 기술 지원 추진

고분리능을 갖춘 SEPURAN® Green은

일본 최대급 바이오가스 플랜트에서 순조롭게 가동 지속

SEPURAN® Noble은 메타네이션(Methanation) 프로세스 전개를 추진

헬륨 회수·정제 용도는 반도체 분야에서 채택

TORAY 주식회사

탄소 섬유와 수처리막 기술을 융합·진화시켜

혁신적인 신규 분리막 창출에 성공

올 카본제 CO2 분리막 양산 기술 개발, 실제 가스 시험 추진

2025년 내에 제조용 파일럿 설비 가동을 예정

바이오가스 정제용으로 2026년 중 실용화 목표

스미토모화학 주식회사

CO₂ 분리와 CCU를 통합한 탄소순환 비즈니스 창출이 목표

쓰레기 소각장의 연소배기가스를 타깃으로

저소비 에너지의 CO₂ 분리막 모듈 개발을 추진

분리 시스템 개발에서는 전처리 공정에서 혼합가스 제거를 중점화

Tosoh 주식회사

지속가능한 사회 실현을 위해

CO₂ 분리 회수·유효 이용 기술 개발을 강화

산학 협력으로 고성능 CO₂ 분리 중공사막 모듈 개발에 착수

화력발전소 실가스를 이용한 시험·평가를 비롯해

모듈의 스케일업, 내구성 향상 등이 진행

닛폰가이시 주식회사

탄소중립·CO₂ 배출량 절감에 대해 기여하기 향해

서브 나노 세라믹막 개발·용도 확대에 주력

높은 선택성, 투과성, 내구성을 겸비한 서브 나노 세라믹막은

가스 분리, 탈수 공정에 용도 개발을 추진

Kanadevia 주식회사

각종 막 분리 공정 관련 기술 개발을 추진

에너지 절약화 기반한 지구환경과의 공존에 기여

A형 제올라이트를 이용한 막 분리 시스템은

유기용매 정제·탈수용으로 일본 국내외에서 성과를 축적

2025년 7월에 높은 선택성을 가진 가스 분리용 제올라이트막을 출시

다나카귀금속공업 주식회사

극박 가공 기술과 고청정 기술을 적용

높은 신뢰도와 수소 투과 성능이 뛰어난 수소 투과막을 전개

합금 용해부터 압연까지 일관 가공 체계를 정비

이원계, 삼원계 등 다양한 팔라듐 합금에 대응

Nippon Seisen Cable 주식회사

수소 사회 실현에 기여하는 차세대 기술·제품 개발을 가속

Pd 합금 압연판을 사용한 수소 분리막 모듈의 문의는 증가경향

우수한 수소 투과성, 정밀 효율, 내구성 등에 높은 평가

촉매 와이어를 이용한 수소 회수 모듈은 실증실험 단계로 전환

주식회사 SANNO

고도 프레스 가공·표면 처리의 노하우를 응용해

장래 기둥이 될 신사업 창출을 가속화

전해 도금에 의한 저비용·고효율 PdCu 합금 수소 투과막은

기초 연구에서 기업 간 공동 개발로 전환

회수 가능한 전해 도금에 의한 순수 Pd 단층막의 성장에도 성공

국립대학법인 우쓰노미야대학

막 반응기에 의한 효율적 물질 변환 프로세스와 신규 막 연구을 추진

생성된 수소의 90% 이상이 막을 통과

톨루엔 수소화에 의한 MCH 합성을 달성

국립대학법인 도카이국립대학기구 기후대학

촉매 반응과 막 분리를 조합한 신규 통합 프로세스 연구를 추진

내열성 수소 선택 투과막을 조합한 수소 분리형 반응기를

다양한 수소 제조 반응에 응용

독립행정법인 국립고등전문학교기구 오이타공업고등전문학교

차세대 에너지 사회 구축을 목표로

수소 분리막을 비롯한 최첨단 금속 재료 개발에 착수

바나듐 합금 수소 투과막의 대면적화·대유량화·적층화로

대유량 디바이스화에 성공