水電解市場 - 世界の業界規模、シェア、トレンド、機会、予測、タイプ別（アルカリ電解装置、プロトン交換膜（PEM）電解装置、固体酸化物電解セル（SOEC）、アニオン交換膜（AEM）電解装置）、アプリケーション別（精製産業、電力およびエネルギー貯蔵、アンモニア生産、メタノール生産、輸送/モビリティ産業、その他）、地域および競合状況別、2019年～2029年予測

市場概要

世界の水電解市場は2023年に44億2000万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に4.31%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。

脱炭素化と低炭素エネルギーシステムへの移行への注目が高まるにつれ、水電解によって生成されるグリーン水素の需要が高まっています。再生可能電力を使用して生成されるグリーン水素は、水蒸気メタン改質などの従来の方法に代わるカーボンニュートラルな代替手段を提供します。政府や業界が世界中で野心的な炭素削減目標を設定し、気候変動に取り組む中、グリーン水素の需要が高まり、世界の水電解市場の拡大が促進されると予想されています。

電解装置技術の進歩と再生可能エネルギーのコスト低下により、水電解システムの商業的実現可能性が高まっています。メーカーは、電解技術の効率、信頼性、拡張性を高め、従来の化石燃料ベースのプロセスに対する競争力を高めるために、研究開発に投資しています。太陽光や風力などの再生可能エネルギー源のコスト低下により、電気分解による水素製造コスト全体が下がり、市場の成長がさらに刺激されています。

再生可能エネルギーと水素技術の促進を目的とした政府の支援政策とインセンティブも、世界の水電解市場の成長に貢献しています。世界中の政府は、補助金、税制優遇措置、規制枠組みなどのさまざまな対策を実施し、電解システムとグリーン水素インフラストラクチャの開発と展開を促進しています。これらの政策は、電気分解プロジェクトへの投資を促進し、水電気分解技術の採用を加速させるために政府、業界、研究機関間の協力を奨励しています。

主要な市場推進要因

電力業界の成長

風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源の急速な拡大は、世界の水電気分解市場を前進させる主な触媒となっています。世界中の国々が温室効果ガスの排出削減と気候変動への取り組みに関する野心的な目標を掲げていることから、再生可能エネルギー技術の導入が急増しています。特に風力と太陽光発電は、コストの低下、技術の進歩、政府の支援政策に後押しされ、飛躍的な成長を遂げています。

水電気分解は、再生可能エネルギーを電力網に統合する上で極めて重要な役割を果たしています。電解装置は、需要が低い時期に風力発電所や太陽光発電所で発電された余剰電力を利用し、電気分解によって水素を生産することができます。このグリーン水素は、発電、輸送、産業プロセスなど、さまざまな用途のクリーンエネルギーキャリアとして貯蔵および利用することができます。エネルギーミックスにおける再生可能エネルギーの割合が増加し続けるにつれて、グリーン水素を生成する水電解システムの需要は急増し、市場拡大を後押しするでしょう。

急成長する電力部門は、電気分解プロジェクトとインフラ開発への投資を促進しています。電力会社は、余剰の再生可能エネルギーを活用し、グリッドの安定化を促進するために、電気分解施設と水素製造プラントへの投資を増やしています。電力会社、電解装置メーカー、研究機関のパートナーシップは、電気分解技術の革新を促進し、より効率的で経済的に実行可能な電気分解システムの開発を推進しています。

電力部門の脱炭素化への移行は、水電解の新たな道を生み出しています。電力会社が二酸化炭素排出量の削減と厳格な環境規制の遵守を目指す中、電気分解によって生成される水素は、従来の化石燃料ベースの発電に代わるクリーンかつ持続可能なものとして浮上しています。発電燃料としての水素の採用が拡大し、電気分解技術の進歩と相まって、世界の水電気分解市場の拡大を牽引しています。

技術進歩の急増

技術進歩により、プロトン交換膜（PEM）電気分解や固体酸化物電解セル（SOEC）などの高度な電気分解技術の出現が促進されました。これらの技術革新は、従来のアルカリ電気分解法と比較して、エネルギー効率の向上、応答時間の短縮、耐久性の向上を誇り、商業利用にとってより魅力的なものとなっています。PEM電気分解は、高電流密度と低温で動作できるため、エネルギー消費が減り、水素生成速度が向上するため、勢いを増しています。

材料科学と工学の技術革新により、触媒、膜、電極を含む、より弾力性と耐久性に優れた電気分解コンポーネントが生まれました。これらのブレークスルーにより、電気分解システムの寿命が延び、メンテナンス費用とダウンタイムが削減され、システム全体の信頼性が向上しました。中断のない動作と最小限のメンテナンスが必須である商業用電気分解アプリケーションでは、耐久性の向上が不可欠です。

技術の進歩により、水電気分解システムと太陽光や風力などの再生可能エネルギー源の統合が容易になりました。これらのシステムは現在、再生可能エネルギー源の変動する出力に合わせて動作を動的に調整できるため、エネルギー利用が最適化され、グリッドの安定性が強化されます。水電解と再生可能エネルギー源の融合により、二酸化炭素排出量が最小限に抑えられた「グリーン水素」の生成が可能になり、輸送、産業、発電などのさまざまな分野の脱炭素化に役立ちます。

主要な市場課題

再生可能エネルギーの可用性

水電解に再生可能エネルギーを利用する際の主な障害の 1 つは、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源が断続的であることです。安定した信頼性の高い電力供給を提供する石炭や天然ガスなどの従来の電源とは異なり、再生可能エネルギー源は天候や時間帯などの外部要因の影響を受けます。この断続性により発電量が変動し、安定した電気分解操作と水素製造を維持することが困難になる可能性があります。

もう 1 つの課題は、再生可能エネルギーの利用可能性と水素需要の不均衡から生じます。多くの地域では、再生可能エネルギーの発電が特定の時間に需要を上回ることがあり、エネルギーの削減や浪費につながります。再生可能エネルギーの供給が需要を満たさず、水電気分解用のクリーンな電力の利用が制限される場合もあります。電気分解システムの利用を最適化するために再生可能エネルギーの供給と水素の需要のバランスをとることは、水素バリュー チェーン全体の関係者にとってロジスティックおよび技術的な障害となります。

再生可能エネルギー源を既存の電力網とインフラストラクチャに統合すると、水電気分解市場にさらなる複雑さが生じます。グリッド統合には、再生可能エネルギー出力の変動を管理し、グリッドの信頼性を確保するために、スマート グリッド技術、エネルギー貯蔵ソリューション、グリッド安定化メカニズムの実装が必要です。再生可能エネルギーを発電施設から電気分解施設に輸送するためのインフラの可用性は、特に遠隔地やサービスが行き届いていない地域では制約を受ける可能性があります。

主要な市場動向

グリーン水素への注目の高まり

電気分解装置技術市場は、効率性の向上、コスト削減、拡張性の向上に向けた取り組みを特徴とする急速な進化を遂げています。プロトン交換膜 (PEM) やアルカリ電気分解装置などの革新的な設計は、特に再生可能エネルギー源と併用して効果的に動作できることから、注目を集めています。

持続可能なエネルギーキャリアとしてのグリーン水素への注目が高まることで、近い将来、世界の水電気分解市場は大幅に成長すると見込まれます。技術革新、政府の支援政策、市場インセンティブ、共同事業などの重要な要素が市場の拡大を促進し、水素中心の経済への移行を加速させるでしょう。

電気分解と再生可能エネルギー源の融合、そして水素貯蔵および配送インフラの進歩により、クリーンエネルギーの代替手段としてのグリーン水素の実現可能性と競争力が強化されます。世界が野心的な気候目標を達成し、低炭素軌道への移行を目指す中、脱炭素化を促進し、エネルギーの持続可能性を育む上でのグリーン水素と水電解の重要性はますます不可欠になるでしょう。

セグメント別インサイト

タイプ別インサイト

タイプ別では、アルカリ電解装置が2023年に世界の水電解市場で最も急速に成長するセグメントとして浮上しました。

高い効率で動作するアルカリ電解装置は、エネルギー損失を最小限に抑えながら電気エネルギーを水素に変換することに優れています。この効率の向上は、再生可能エネルギー源の利用を最適化し、コスト効率の高い水素製造を促進する上で重要な役割を果たし、アルカリ電解装置はグリーン水素の生成に特に魅力的です。

アプリケーションインサイト

電力およびエネルギー貯蔵セグメントは、予測期間中に急速な成長を遂げると予測されています。

電力およびエネルギー貯蔵アプリケーションでは、水電解は、需要が低い期間または再生可能エネルギーの生成が多い期間に余分な電力を吸収し、需要が高い期間または再生可能エネルギーの可用性が低い期間にそれを放出することにより、グリッドバランシングとピークシェービングに役立ちます。電解装置を電力グリッドインフラストラクチャに統合すると、グリッド規模のエネルギー貯蔵が可能になり、グリッドの安定性がサポートされ、グリッドの混雑、電圧変動、周波数調整などの問題が緩和されます。

地域別インサイト

ヨーロッパは、2023年に世界の水電解市場で支配的なプレーヤーとして浮上し、価値の点で最大の市場シェアを保持しました。

風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源をヨーロッパのエネルギーポートフォリオに統合することは、特に成功しています。これにより、水電解に利用できる再生可能エネルギー資源が十分に利用可能になり、水素生成の魅力的な選択肢となっています。

ヨーロッパは、電気分解を含むクリーンエネルギー技術に焦点を当てた強力な研究とイノベーションの環境の恩恵を受けています。ヨーロッパの研究機関、大学、テクノロジー企業は、最先端の電気分解技術、材料、製造プロセスの開発をリードしています。彼らの努力はイノベーションを推進し、市場における世界的な競争力を高めています。

最近の開発

• 2023年3月、HIF GlobalとSiemens Energyは、Siemens Energyが当初の予測を超えて電解装置の製造能力を拡大できるようにする契約を締結しました。この取り決めは、HIF Matagorda eFuels Facilityに十分な能力を確保するというHIF Globalの計画にとって非常に重要です。電解装置の合計容量は約 1.8 ギガワット (GW) になると予想されており、年間約 30 万トン (tpy) のグリーン水素の製造が可能になります。

主要市場プレーヤー

• 旭化成株式会社         
• Nel ASA
• thyssenkrupp AG
• Cummins Inc.
• 東芝エネルギーシステムズ株式会社Solutions Corporation
• Teledyne Technologies Incorporated
• Suzhou Green Hydrogen Energy Co., Ltd.
• ITM Power PLC
• Clean Power Hydrogen plc
• Plug Power Inc.