水素電解槽市場 規模とシェアの分析 - 成長傾向と予測 (2024 - 2031) 分析

水素電解槽市場 規模と傾向

世界の水素電解槽市場は、2024年に11.2億米ドルと推定され、2024年から2031年までの年平均成長率（CAGR）は56.2％を示し、2031年には254.5億米ドルに達すると予測される。

水素電解槽市場の要点

• プロトン交換膜（PEM）セグメントは、2024年には市場シェアの36.9%を占めると予想され、水素電解槽市場への大きな貢献が強調される。
• 500 kWセグメントは2024年に42.3%のシェアを占めると予想され、水素電解槽市場への重要な貢献者となっている。
• 化学産業セグメントは2024年に市場シェアの39.4%を占めると予想され、水素電解槽市場の主要貢献者としての役割を確固たるものにする。
• 2024年には、北米が28.8%のシェアでトップとなり、アジア太平洋が21.5%のシェアで続くと予測されている。

市場の概要

ゼロエミッション燃料への需要の高まりとグリーン水素経済の発展への注目が市場の成長を支えている。厳しい排ガス規制、燃料電池自動車や定置式発電の幅広い受け入れ、政府の支援政策、水素インフラプロジェクトへの投資などの要因により、市場は著しい成長を遂げている。環境保護と持続可能なエネルギー生産に対する意識の高まりが、自動車など様々な最終用途産業における電解槽の需要をさらに押し上げている。

技術インサイト - 柔軟性がPEM技術の採用を促進

技術面では、プロトン交換膜(PEM)セグメントが、その設計と操作の柔軟性により、2024年には市場で36.9%のシェアを占めると予想される。PEM電解槽は、5～30barの広い範囲で高圧運転が可能である。この柔軟性により、PEM技術は様々な最終用途に対応することができる。PEMはまた、他の技術に比べて動的応答性が向上しており、シャットダウンと再スタートを素早く行うことができる。コンパクトな設計のPEMは、小規模から中規模の分散型水素製造に適している。

発電に関する洞察 - 発電容量が効率を高める

発電に関しては、最適な効率性により、2024年には500kWセグメントが42.3%のシェアを占めると予想される。500～2,000 kWの容量の電解槽ユニットは、規模の経済性により最大限の効率を提供する。2,000 kWを超える大型ユニットは、設備投資額は高いがリターンはわずかであり、500 kW以下の小型ユニットは、低い負荷利用率に悩まされる。500～2,000 kWのセグメントは、間欠的な需要サイクルと予定された需要サイクルの両方に効率的に対応できるため、高い資源利用率を達成する。また、これらの中型プラントは、既存の水素インフラや輸送ネットワークに容易に統合することができる。モジュール式設計により、水素供給量の増加に合わせて容量を段階的に拡大することができる。

最終用途産業の洞察 - 化学用途が消費を牽引

最終用途産業別では、膨大な水素需要により、化学産業分野が2024年に39.4%のシェアを占めると予想されている。水素は、アンモニア製造、石油精製、メタノール合成などの多様な化学用途において、極めて重要な原料および燃料として機能する。水素はかけがえのない重要な産業ガスである。化学セクターは、操業の継続性を維持するために安定した水素供給に依存している。電解水素は、化学産業からのこのような大量の需要にますます応える態勢を整えている。電解水素の生産は、化学プラントの要件に合わせて容易に拡張することができる。

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地域別の洞察

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北米の水素電解槽市場動向

北米では 、二酸化炭素排出量の削減とクリーンエネルギー技術の育成を目的とした米国インフレ削減法（IRA）などの政府支援政策が市場を支配している。この地域は、水素インフラと燃料転換技術への多額の投資によって、2024年の市場シェア28.8%を占めている。米国やカナダのような国々は、グリーン水素生産を拡大し、水素ベースのソリューションを産業全体に統合するためのイニシアチブを実施している。

アジア太平洋地域の水素電解槽市場動向

アジア太平洋地域は、2024年の市場シェアの21.5%を占め、市場で最も速い成長を示している。この成長は主に中国と日本が牽引している。中国は第14次5カ年計画で水素経済の構築に重点を置いており、電解槽の導入に大きなチャンスをもたらしている。一方、豊田通商、エア・リキード、パナソニックなどの日本企業は、大規模プロジェクトや燃料電池投資を含む水素イニシアティブに積極的に取り組んでおり、この地域の市場拡大をさらに加速させている。

主要国の水素電解槽市場展望

中国の水素電解槽市場動向

中国は、政府の大幅な支援と再生可能エネルギープロジェクトへの投資により、水素電解槽の生産能力で急速に世界のリーダーとなっている。2023年末までに、中国の電解槽設置容量は1.2ギガワット（GW）に達し、世界全体の50%を占めると予想され、国際エネルギー機関（IEA）が2023年に報告した2020年のデータでは10%未満であったのが大幅に増加した。この拡大の顕著な例は、シノペックが2023年に操業を開始した新疆ウイグル自治区の260メガワット（MW）Kuqaプロジェクトである。この施設は現在、世界最大の太陽光発電による水素製造プロジェクトであり、太陽光発電を電気分解に利用することで、年間2万トンのグリーン水素を製造することを目指している。

米国の水素電解槽市場動向

米国では、水素製造税額控除のような政府のイニシアチブに支えられ、水素電解槽の導入が急増している。このプログラムは、低排出ガス水素製造にインセンティブを与えることを目的としており、資金提供によってプロジェクト開発が加速すると期待されている。2023年、米国はPlug PowerのGreen Hydrogen Projectsのような複数の大規模水素プロジェクトを発表しており、水素電解槽市場の堅調な成長軌道を示している。

ドイツの水素電解槽市場動向

ドイツは水素電解槽市場の主要プレーヤーであり、野心的な気候目標を達成するためにグリーン水素製造に注力している。同国は、国家水素戦略の一環として、水素技術に94億1,800万米ドルの投資を計画している。この投資により、電解槽の能力が大幅に向上し、低炭素経済への移行を支援することが期待される。

日本の水素電解槽市場動向

日本は、水素をエネルギー・ミックスに組み入れることに焦点を当てた水素戦略を進めている。Plug Power Inc.が報告したデータによると、政府は2030年までに水素供給量を300万トンに増加させる目標を設定している。 2023年、日本は水素燃料電池車の普及を促進するため、水素燃料電池車導入のための補助金制度を改良するなどの取り組みを開始し、水素電解槽市場をさらに押し上げる。

韓国の水素電解槽市場動向

韓国は水素経済を急速に拡大しており、2025年までに水素生産とインフラに25億米ドルを投資する計画である。政府は年間620万トンの水素生産を目指しており、電解槽の需要が大幅に増加している。このイニシアチブは、2050年までにカーボンニュートラルを達成するという韓国の公約に沿ったものである。

市場集中と競争環境

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主な展開

• 2023年9月、エナッパーAGは、産業用および燃料補給用途の水素プロジェクトの拡張性と展開の合理化を促進するために特別に設計されたモジュラー型電解槽であるAEM Flex 120を導入することにより、製品ラインアップを強化する計画を明らかにした。Enapter AGは、拡張可能な水素製造ソリューションのリーディングプロバイダーであり、先進的な陰イオン交換膜（AEM）電解槽の開発と製造に特化している。
• 2023年6月、エア・リキードとシーメンス・エナジーは、大容量の水素製造施設をサポートする大規模な固体高分子形燃料電池（PEM）電解槽を共同で開発、製造、展開するパートナーシップを結びました。エア・リキードは、産業ガスおよびヘルスケアソリューションのグローバルリーダーとして、フランスに本社を置き、75カ国以上で事業を展開し、産業プロセス、ヘルスケア、エネルギー転換に革新的な技術を提供しています。シーメンス・エナジー社はドイツに本社を置き、持続可能なエネルギー・システムの開発に注力する著名なエネルギー技術企業です。
• 2023年6月、ITMリンデ電解GmbHとネステは、フィンランドにグリーン水素製造専用の100MW電解槽プラントを建設する合弁会社を設立する覚書に調印した。ITMパワーとリンデの合弁会社であるITMリンデ電解GmbHは、先進的なプロトン交換膜（PEM）電解槽を使用した大規模なグリーン水素ソリューションの提供を専門としています。フィンランドを拠点とする再生可能エネルギーのパイオニアであるネステ社は、再生可能ディーゼル、航空燃料、循環型化学製品の製造など、持続可能な革新的技術で世界的に認められており、産業全体の炭素排出量削減に力を入れています。今回の提携は、再生可能エネルギーの推進と脱炭素化への取り組みという両社のコミットメントに合致するものである。

世界の水素電解槽市場プレーヤーがとるべき上位戦略

• 既存プレーヤー：この市場の大手企業は、革新的な製品を投入するために研究開発に多額の投資を行っている。
• 例えば、Nel ASA、ITM Power、Siemens Energyなどの大手企業は、年間収益の10%以上を研究開発に充てている。このことは、資本コストを削減した高効率電解槽の開発に役立っている。
• 中堅レベルのプレーヤー：中堅クラスのプレーヤーは、幅広い顧客層を惹きつけるため、手頃な価格の電解槽を提供することに重点を置いている。競争力のある価格を維持するために、生産プロセスを最適化し、低コストの原材料を利用している。顧客のニーズに応じて容量を拡張できるモジュール設計を採用しているところもある。これにより、リソースを最大限に活用し、大規模なライバルに対してコスト競争力を維持することができる。
• 小規模プレーヤー：小規模プレーヤーは、特殊な用途に的を絞ることで成功を収めている。例えばEnapter社は、分散型水素製造に適した陰イオン交換膜電解槽の開発のみに注力している。H-Tec Systems社は、水素ステーション用のポータブルプラグアンドプレイシステムを提供している。プラグ・パワーのようなニッチ・プレーヤーは、大企業が見落としているビジネスチャンスの開拓に貢献している。

新興スタートアップ - 世界の水素電解槽産業エコシステム

• 革新的技術：Hydrogonic社は、固体酸化物電解槽と統合したマイクロCHPシステムを開発している。これにより、住宅や商業施設の顧客向けに、コスト効率の高いオンサイト水素製造と発電が可能になる。コペンハーゲン水素燃料電池は、プロトン交換膜電解槽の効率と安定性を高めるためにナノテクノロジーを活用しています。
• 持続可能なソリューションアバンティウムは、酸化アルミニウムをベースとした電解槽を製造しています。この電解槽は、従来の設計よりも希少材料の消費量が30%少なくなっています。また、再生可能な電源で作動させることができます。LiquidWind社は、廃海洋プラスチックをカソード触媒として利用する電解技術の商業化を目指している。これは循環型炭素経済を促進する。
• 市場への貢献：ライテンは、カスタマイズ可能なアルカリ電解ソリューションを水素供給ステーションやマテリアルハンドリング機器メーカーに提供している。

水素電解槽市場 業界ニュース

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• 二酸化炭素排出量削減戦略の一環として再生可能エネルギーの導入に力を入れる世界各国の政府により、水素電解槽の需要が高まっている。ほとんどの国が、再生可能な電力から生産される水素、特にグリーン水素のエネルギーミックス全体における割合を増やすことを公約している。このような水素経済発展への注力により、電解槽の設置が大幅に増加すると予想される。
• 現在、水素電解槽市場は、政府の支援政策とイニシアティブにより北米が支配的である。しかし、中国、日本、韓国が主導するアジア太平洋地域が最も急成長する可能性が高い。これらの国々は、野心的な水素ロードマップを発表し、水素インフラとアプリケーションの構築に向けて積極的に取り組んでいる。アジア太平洋地域では、燃料電池自動車の販売台数も急増しており、電解槽の需要に拍車をかけている。
• 水素電解槽業界の見通しは明るいものの、初期コストの高さが普及の大きな障壁となっている。電解槽のキロワット当たりの資本コストを削減するには、技術の進歩が必要である。低コストの再生可能電力を確保することも重要である。再生可能エネルギー容量の拡大が遅れれば、電解槽市場の成長目標が妨げられる可能性がある。さらに、水素燃料の共通規格の欠如と業界横断的な協力体制が課題となっている。

市場レポートの範囲

市場の動向

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水素電解槽市場の成長要因

水素製造に対する政府の取り組みと投資の増加

水素電解槽市場は、近年、さまざまな国で水素製造に対する政府の取り組みや投資が増加しており、大きな成長を遂げている。多くの政府がクリーンな代替エネルギー源として水素の利用を推進しており、水素インフラや輸送、発電、工業プロセス、建物への応用を促進するための支援政策や制度を導入している。例えば、欧州委員会はHorizon 2020プログラムの下、水素技術の研究・開発・実証のために2020年まで10億5,000万米ドル以上を割り当てている。再生可能な水素の生産と利用に関するグリーン水素計画など、いくつかのプロジェクトに資金が提供されている。ドイツ、フランス、オランダ、ノルウェーといった国々は、水素経済に対する政府の強力なバックアップにより、欧州の主要市場として台頭してきている。

水素電解槽の市場機会 - 電解槽技術の進歩による効率改善とコスト削減

この市場は、電解槽システムの効率改善とコスト削減を可能にする先進技術を開発する機会を技術企業に提供する。電解槽の膜、電極、スタックの設計を改良し、シス テムの変換率を高め、必要な貴金属装填量を低減するため の重要な研究が進行中である。全体的な効率を改善することは、水素製造の平準化コストを引き下げるのに役立つ。低コストの材料と簡素化された製造プロセスの採用も、資本支出と運転支出を削減する可能性を秘めている。複合材料、統合部品、自動化の分野における技術開発が進めば、電解槽の生産が合理化される可能性がある。

水素電解槽市場の課題 - 電解槽設置に伴う高い資本コスト

市場が直面する主な課題の一つは、電解槽ユニットの設置に伴う資本コストの高さである。電解槽は、水を効率的に水素と酸素に分解するために貴金属触媒のような高価な部品を必要とするため、購入と設置に資本集約的である。さらに、電解槽の生産能力を工業レベルまで拡大することも、全体的な資本支出を増加させる。電解槽のコストは、技術の改善と生産量の増加により近年低下しているものの、大規模な数メガワット規模の電解槽プラントを設置することは、エンドユーザーにとって依然として多額の投資支出を伴う。

市場の主要な利害関係者

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市場セグメンテーション

• 技術別インサイト（売上高、10億米ドル、2019年～2031年）
• • プロトン交換膜（PEM）
  • アルカリ電解槽（AE）
  • 固体酸化物電解槽（SOE）
  • 陰イオン交換膜（AEM）
• 発電インサイト別（売上高、10億米ドル、2019年～2031年）
• • 500 kW
  • 500～2,000 kW
  • 2,000 kW
• 最終用途産業別インサイト（収益、10億米ドル、2019～2031年）
• • 化学産業
  • 精製
  • 発電
  • その他
• 地域別インサイト（売上高、10億米ドル、2019～2031年）
• • 北米
    • 米国
    • カナダ
  • ラテンアメリカ
    • ブラジル
    • アルゼンチン
    • メキシコ
    • その他のラテンアメリカ
  • 欧州
    • ドイツ
    • 英国
    • スペイン
    • フランス
    • イタリア
    • ロシア
    • その他のヨーロッパ
  • アジア太平洋
    • 中国
    • インド
    • 日本
    • オーストラリア
    • 韓国
    • ASEAN
    • その他のアジア太平洋地域
  • 中東
    • GCC諸国
    • イスラエル
    • その他の中東諸国
  • アフリカ
    • 南アフリカ
    • 北アフリカ
    • 中央アフリカ
• 主要プレーヤーの洞察
• • シーメンス・エナジーAG
  • ITM Power plc
  • ネルASA
  • エアプロダクツ・アンド・ケミカルズ
  • マクフィー・エナジーS.A.
  • カミンズ社
  • プラグパワー社
  • ティッセンクルップAG
  • バラード・パワー・システムズ社
  • エネル・グリーン・パワーS.p.A.
  • Hydrogenics (a Cummins Inc. company)
  • プロトン・オンサイト（ネルASA社）
  • H2B2電解テクノロジー
  • グリーン・ハイドロジェン・システムズA/S
  • アノビオン電池材料