世界のクリーン水素市場規模は、2022年に12億3,791万米ドルと評価されました。予測期間（2023～2031年）中に年平均成長率13.81%で成長し、 2031年には39億6,563万米ドルに達すると推定されています。投資の増加、技術革新、エネルギーシフトの加速がグリーン水素市場を牽引しています。予測期間を通じて市場の成長を牽引したもう1つの重要な要因は、業界における再生可能エネルギーと脱炭素化の統合の増加でした。
クリーン水素は、クリーンに燃焼し、再生可能エネルギーを使用して水を電気分解し、水素と酸素原子の化学結合を切断する分子です。また、太陽光や風力エネルギーなどの再生可能または低炭素エネルギー源を組み合わせることで、最も純粋な水素であるクリーンまたはグリーン水素の製造プロセスに電力を供給できます。クリーン水素は、いくつかの産業にクリーンな電力を提供し、国々を脱炭素化します。クリーン水素は、いくつかのセクターに恩恵をもたらし、既存のガスパイプラインに貯蔵して家電製品に電力を供給することもできます。アンモニアなどのキャリア（炭素を排出しない燃料）に変換されると、再生可能エネルギーを輸送できます。
気候温暖化の原因となる排出物の上位 3 位は、運輸、発電、製造業です。したがって、再生可能電力と直接電化により、発電に関連する排出物と車両からの排出物を削減できるため、グリーン水素はこれらの業界にとってエネルギー効率の高いソリューションとなります。同様に、グリーン水素は、高エネルギー密度または高熱の燃料に依存する航空、長距離トラック輸送、船舶輸送、コンクリートおよび鉄鋼製造業界の要件を満たすことができます。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2022 |
| 研究期間 | 2021-2031 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 13.81% |
| 市場規模 | |
| 急成長市場 | 北米 |
| 最大市場 | ヨーロッパ |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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オーストリア、オーストラリア、カナダ、チリ、フランス、ドイツ、イタリア、モロッコ、オランダ、ノルウェー、ポルトガル、スペインなど、世界中の多くの国が、クリーン水素対策を支援する国家水素戦略を起草または公表しています。世界中の多くの政府が、炭素排出の課題に対処し、水素の採用を促進するためにクリーンエネルギープロジェクトを実施しています。たとえば、カリフォルニア州政府は、2023年までに水素プロジェクトに2億3,000万ドルを投資する予定です。あるエネルギー会社は、カリフォルニア州ランカスターで最大のクリーン水素プロジェクトを構築しています。
同様に、インド政府は2030年までに再生可能エネルギー容量を450GWにまで引き上げたいと考えています。余剰の太陽光発電と風力発電容量という点でインドは巨大な再生ポテンシャルを秘めており、クリーンエネルギーをベースとした強力なグリーン水素エコシステムの構築が可能になります。したがって、産業の脱炭素化と水素経済の確立に向けた政府のいくつかの取り組みが、将来の市場成長を牽引するでしょう。
当初、クリーン水素は主に FCEV での使用拡大に重点が置かれていました。しかし、最近の開発とイノベーションにより、水素をアンモニア、メタノール、合成液体などの他のエネルギー キャリアや製品に変換する柔軟性が高まりました。このような用途により、将来の水素需要が増加し、相乗効果を活用してクリーン水素バリュー チェーンのコストを削減できます。クリーン水素は、技術的リーダーシップを確立し、カーボン ニュートラルを達成することを目指す国の産業競争力を向上させます。
さらに、クリーン水素により、既存の産業が低炭素の未来において重要な役割を果たすことができるようになります。再生可能資源を豊富に持つ国は、クリーン水素を輸入することで、世界的なクリーン水素経済を創出し、支援することで恩恵を受けることができます。エネルギー会社、鉄鋼市場、化学会社、港湾管理局、自動車および航空機メーカー、船主、航空会社などの公的機関および民間企業は、水素の利用にますます関心を寄せています。さまざまな業界が、再生可能資源を活用してクリーン水素を輸出するか、エネルギー安全保障の向上に利用して市場の成長に貢献したいと考えています。
ガソリン蒸気は水素の 57 倍の重さがあります。クリーン水素は他の燃料と同様に可燃性があり、軽いため、慎重に取り扱わなければなりません。水素は、ガソリン、天然ガス、プロパンなどの他の燃料よりも空気中で可燃性があります。同様に、水素の密度が低いため、輸送は困難です。気体水素は、-253°C 未満で液化するか、圧縮ガスとして配送する必要があります。したがって、クリーン水素は、気体水素を運ぶ低温液体タンカートラックやチューブトレーラー、鉄道、またははしけなどの専用パイプラインを介して輸送されます。これが市場の成長の妨げになっています。
世界中の多くの国が、2050 年までにカーボン ニュートラルを達成するという目標を設定しています。低炭素経済への移行に向けた主要な取り組みの 1 つが、クリーン水素の生産です。IEA (国際エネルギー機関) によると、各国でクリーン水素を使用すると、化石燃料の使用に伴う年間約 8 億 3,000 万トンの二酸化炭素の排出を防ぐことができます。クリーン水素は、輸送および発電用途に最適な燃料オプションです。
水素は、燃焼や生産プロセスで汚染ガスを排出しない、100% 持続可能なエネルギー源です。グリーン水素は、簡単に保管でき、さまざまな用途に使用できるガス状です。クリーン水素は、家庭用、商業用、工業用の電気や合成ガスに変換できます。グリーン水素の少量を天然ガスと混合して、同じパイプやインフラストラクチャで輸送できます。したがって、クリーン水素に関連するこのような利点は、市場拡大の機会を生み出します。
世界のクリーン水素市場は、技術とエンドユーザーによって区分されています。
技術に基づいて、世界のクリーン水素市場は、アルカリ電解装置、PEM電解装置、固体酸化物電解装置に分かれています。
アルカリ電解装置セグメントは世界市場を支配しており、予測期間中に 14.48% の CAGR を示すことが予想されています。アルカリ電解装置は、水と電気から水素を生成する技術です。名前は電解質に由来しており、通常は水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムをベースにしています。電気分解プロセスでは、水と電気を使用して水素と酸素を生成します。電解装置は、電流を使用して水分子を酸素と水素に分解します。アルカリ電解装置はシンプルで、設計も他のものに比べて比較的簡単です。電極面積は 3 平方メートルで、高 KOH (水酸化カリウム) で動作します。
さらに、これらの技術で使用される電極は、堅牢な ZrO2 ベースのダイヤフラムとニッケルコーティングされたステンレス鋼です。アルカリ電解装置は、クリーンな水素を生成する最も簡単な方法の 1 つです。ただし、純度 99.9% の水素ガスを生成する比較的高価な技術です。アルカリ電解は最も成熟した技術であり、1920 年以来、肥料および塩素業界で好まれてきました。アルカリ電解装置技術には、運用の柔軟性が限られていること、設置面積が大きいこと、出力が低いことなどの制限があります。アルカリ電解装置は、他の製造技術と比較して資本コストが比較的低くなっています。
固体酸化物電解装置は、固体セラミック材料を電解質として使用し、特定の温度で負に帯電した酸素イオン (O2-) を選択的に伝導して、わずかに異なる方法で水素を生成します。固体酸化剤技術は市販されておらず、最も成熟していない電解装置技術です。固体酸化剤技術は材料コストが比較的低いですが、これらの材料は高温 (900〜1000 0C) により急速に劣化するため、全体的なコストが高くなります。また、この技術は、アルカリ電解装置や PEM 電解装置と比較して、最も高い動作効率を備えています。これらの技術を産業用途に適用する際の主な障害は、セルの長期安定性が限られていることです。この電解装置では、電極の寿命を向上させるためにいくつかの研究開発イニシアチブが実施されています。
エンドユーザーに基づいて、世界のクリーン水素市場は、輸送、発電、産業、その他に分類されます。
輸送部門は最高の市場シェアを誇っており、予測期間中に15.00％のCAGRを示すと予測されています。現在、輸送部門はクリーン水素のわずかなシェアを占めています。石油製品への依存度が高く、一部の用途では低炭素代替品が不足しているため、この部門は水素技術の開発に最も有望な部門の1つです。水素の応用が焦点となっている主要なセグメントは乗用車です。水素自動車は、特に長い航続距離と短い燃料補給時間に関して、電気自動車よりも特定の利点があります。水素の価格が高いことがその開発の妨げとなっており、これが電気自動車よりも効率が低い理由でもあります。水素自動車には、電解装置、水素の圧縮と貯蔵、車載燃料電池などの追加部品が必要ですが、バッテリー式電気自動車は電力の伝送と貯蔵中に損失が発生します。
水素は、ディスパッチ可能な電力を生成するための燃料源として評価されています。複合サイクル、燃料電池、または改良型ガスタービンのいずれの場合でも、エネルギー生成の効率は高いことがよくあります。ただし、水素の製造と貯蔵の過程でエネルギー損失が 70% に達することがあります。コストがゼロまたはマイナスの電力で経済的持続可能性が確保される場合でも、年間稼働時間は設備投資をサポートするのに十分な長さでなければなりません。水素燃料電池では、水素原子と酸素原子が結合して電力を生成します。バッテリーのような電気化学セルでは、水素が酸素と結合して電気、水、およびわずかな熱を生成します。幅広い用途に対応するため、燃料電池にはさまざまな形式があります。小型の燃料電池は、ラップトップ、コンピューターの充電や軍事用途に使用できます。対照的に、大型の燃料電池は、建物内のバックアップ電源または緊急電源として電力を供給したり、電力網に接続されていない場所に電力を供給したりできます。
地域別に見ると、世界のクリーン水素市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカに分かれています。
クリーン水素市場におけるヨーロッパのシェアは、世界最大の市場シェアを占めており、予測期間中に14.72%のCAGRを示すことが予想されています。気候に配慮した政策と厳格な枠組みにより、フランス、イタリア、スペイン、ノルウェー、英国などの国々の貢献は、世界のクリーン水素市場に大きな影響を与えています。ヨーロッパでクリーン水素プロジェクトが増えているのは、複数の企業が大規模な低炭素またはゼロ炭素水素プロジェクトを発表しているためです。このような開発により、この地域はクリーン水素の有力な生産者になるという野望が実現しています。さらに、欧州委員会は2050年までに地球温暖化排出量をネットゼロにするための多くの政策を掲げており、水素は重要な手段となるでしょう。ヨーロッパ地域では、クリーン水素の成長に向けた勢いがすでに十分にあります。約100MWのクリーン水素容量がすでに構築されており、今後数年間で20GWのプラントが発表されています。
さらに、欧州連合は2020年7月に水素戦略を発表し、2024年までに6GWの再生可能水素電解装置を、2030年までに40GWの再生可能エネルギー電解装置を欧州に設置することを約束しています。欧州委員会は、クリーン燃料の製造に670億ドルを費やすいくつかのイニシアチブを確立し、市場の成長を促進しています。同様に、この地域のいくつかのR＆Dイニシアチブは、大手企業がクリーン水素を計画し、供給することを奨励するでしょう。
北米のクリーン水素市場は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）13.17％で成長すると予測されています。電力消費量の増加、人口増加、急速な都市化、工業化などの要因が、この地域のクリーン水素の需要を促進しています。さらに、消費者の購買力の高まりと規制の変更に牽引され、住宅および商業部門で再生可能エネルギー資源の導入が増加していることが、この地域のクリーン水素市場を牽引する主な要因です。この地域のクリーン水素メーカーの生産能力の増加も、市場の成長に影響を与えています。米国では化石燃料が住宅部門を支配しているため、国内での成長機会は依然として高いままです。さらに、この地域の有力企業が市場拡大活動に参加すると予想されており、予測期間中にカナダのニッチ市場での採用レベルの向上に影響を与える可能性があります。クリーンビルディングは米国の最新トレンドであり、オースティンなどの都市は水素動力ビルディングの市場として最も急速に成長しています。
アジア太平洋地域は、建設、自動車、化学、防衛、航空宇宙など、最も堅調な製造業と重要産業の 1 つを擁しています。この地域におけるクリーン水素の成長は、日本とオーストラリアが牽引し、中国、インド、韓国、シンガポール、ニュージーランドからの支援が拡大すると予想されています。これらの市場のほとんどは、水素政策を議題に含めています。技術の実現可能性、政府の支援、およびいくつかの市場での投資家の関心が高まる中、今後数年間、アジア太平洋地域のクリーン水素部門には大きな成長機会が豊富にあります。
ラテンアメリカ諸国は、2030 年に最も安価なクリーン水素の生産を促進するでしょう。同様に、2030 年までに、クリーン水素は多くの地域市場でブルー水素よりも安くなるでしょう。この地域のさまざまなレベルのプロジェクト開発により、さまざまな課題と機会が生まれています。政治的および産業的リーダーシップ、財政的インセンティブ、需要マッピング、堅牢な規制枠組みなどの要素が、クリーン水素の商業化とこの地域でのカーボン ニュートラル経済の構築において重要な役割を果たすでしょう。
各国政府が経済とエネルギー部門の多様化を目指している中東およびアフリカでは、クリーン水素も世界的なエネルギー転換に関する話題としてますます取り上げられるようになっています。湾岸地域におけるクリーン水素の大きな可能性は、再生可能エネルギー資源が豊富にあることに起因しています。同様に、土地の豊富さ、安定した経済環境、大規模な石油、ガス、電力プロジェクトに対応する物理的および知的インフラストラクチャの存在が、市場の成長を加速させるでしょう。
