▲ 출처=생성형 AI 이미지  © 특허뉴스

전 세계 수소경제가 탄소중립과 에너지 안보의 핵심 축으로 부상하는 가운데, 알칼라인 전해조 기술이 그린수소 생산의 가장 현실적이면서도 전략적인 기반기술로 빠르게 재편되고 있다. 한국특허전략개발원의 ‘알칼라인 전해조 기술 특허동향 분석(2014~2023)’에 따르면, 최근 10년간 글로벌 특허출원은 2014년 25건에서 2023년 229건으로 약 9배 급증하며 본격적인 산업 확장 국면에 진입했다. 특히 2021년 이후 급격한 상승세는 수소가 실증 단계를 넘어 글로벌 에너지 공급망의 핵심 산업으로 전환되고 있음을 보여준다.

가장 주목할 변화는 글로벌 주도권의 구조적 이동이다. 과거 5년간 일본이 50%로 절대 우위를 점했던 시장은 최근 5년 사이 중국이 52%로 급부상하며 사실상 패권을 장악했다. 반면 일본은 50%에서 13%로 급감했다. 이는 전통적 수전해 강국 일본 중심의 기술 구조가 약화되고, 중국이 대규모 제조·공급망·국가 수소전략을 결합해 산업 주도권을 빠르게 흡수하고 있음을 의미한다.

중국은 단순한 특허 수 증가를 넘어 산업화 속도에서도 압도적이다. 2023년 한 해에만 180건 출원으로 독보적이며, 선그로우(Sungrow Hydrogen), 중국국가전력망공사, 통지대 등이 주요 축으로 부상했다. 특히 중국 기업은 케냐 80MW급 프로젝트처럼 해외 시장 공급도 확대하고 있지만, 해외특허 비율은 7.6%에 그쳐 여전히 내수·생산 중심 구조가 강하다. 이는 중국이 우선 자국 중심 규모의 경제와 제조 경쟁력을 확보한 뒤 글로벌 확장을 모색하는 전략으로 해석된다.

반면 일본·미국·독일·이탈리아는 출원량보다 질적 국제화에서 강점을 보인다. 미국은 해외특허 비율 97%, 독일과 이탈리아는 100%로 사실상 글로벌 시장 선점형 구조다. 일본 역시 76.5%로 높은 해외 권리화 전략을 유지하고 있다. 이는 서구·일본 기업들이 알칼라인 전해조를 단순 장비가 아닌 글로벌 프로젝트·표준·플랜트 패키지 산업으로 접근하고 있음을 시사한다.

한국은 구조적으로 ‘실증·운영형’에 가깝다. 국내 주요 출원인은 테크윈(21.7%), 케이워터크래프트(13%), 두산(13%), 대구경북과학기술원(DGIST) 등으로 구성돼 있으며, 민간·공공·연구기관이 분산된 구조다. 이는 한국이 산업 생태계 초기 단계에서 기술 기반을 다지고 있음을 보여주지만, 글로벌 톱티어 기업 대비 지배적 구조는 아직 제한적이다. 특히 한국 주요 출원인의 글로벌 존재감이 상대적으로 약하다는 점은 향후 해외 권리화와 국제 프로젝트 참여 확대가 핵심 과제로 꼽힌다.

산업적 함의는 분명하다. 알칼라인 전해조는 재생에너지 기반 수소 생산, 암모니아, 철강 탈탄소, 대규모 산업용 수소 공급의 핵심 장비다. 즉, 이 기술 경쟁력은 단순 설비 판매를 넘어 미래 에너지 공급망과 국가 산업 구조를 좌우할 가능성이 크다. 향후 PEM, SOEC 등 차세대 기술과 경쟁하더라도, 현재 대규모 상용화 단계에서는 가격 경쟁력과 안정성 측면에서 알칼라인 전해조가 여전히 중심축이 될 가능성이 높다.

결국 이번 특허 분석은 알칼라인 전해조가 단순한 수소 생산 장비가 아니라 ‘에너지 안보+제조 패권+탄소중립+국제 표준’이 결합된 전략기술임을 보여준다. 중국은 규모와 생산성, 일본은 기술 기반, 미국·유럽은 글로벌 권리화에서 강점을 보인다. 한국이 수소 강국으로 도약하기 위해서는 실증 중심 구조를 넘어, 대형 프로젝트 수출형 IP 전략과 국제 표준 선점으로 확장해야 한다. 이제 수소 산업의 경쟁력은 수소를 얼마나 생산하느냐를 넘어, 누가 전해조 기술과 공급망의 주도권을 확보하느냐에 달려 있다.