クリーン水素市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：技術別（アルカリ電解槽、PEM電解槽、SOE電解槽）、エンドユーザー別（輸送、発電、産業、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

クリーン水素市場の成長要因

政府の支援政策

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、世界各国でクリーン水素対策を支援する国家水素戦略が策定または公表されている。世界中の多くの政府が、炭素排出量削減の課題に取り組み、水素の普及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る。例えば、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2億3000万米ドルを投資する計画だ。あるエネルギー企業は、カリフォルニア州ランカスターで同州最大規模のクリーン水素プロジェクトを建設中である。

同様に、インド政府は2030年までに450GWの再生可能エネルギー容量を達成したいと考えている。余剰の太陽光発電と風力生産能力の向上により、堅牢なクリーンエネルギーベースのグリーン水素エコシステムの構築が可能となる。したがって、産業の脱炭素化と水素経済の確立を目指す複数の政府主導の取り組みが、今後の市場成長を牽引するだろう。

水素の幅広い利用と電力システムへのメリット

当初、クリーン水素は主に燃料電池車（FCEV）への利用拡大に重点が置かれていました。しかし、近年の技術開発と革新により、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際の柔軟性が向上しました。こうした用途は、将来の水素需要を増加させ、相乗効果を活用してクリーン水素のバリューチェーンコストを削減する可能性を秘めています。クリーン水素は、技術的リーダーシップの確立とカーボンニュートラルの達成を目指す国々の産業競争力向上に貢献します。

さらに、クリーン水素は、既存産業が低炭素社会の実現において重要な役割を果たすことを可能にするでしょう。再生可能エネルギー資源が豊富な国々は、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の構築と維持に貢献できる可能性があります。エネルギー会社、鉄鋼市場、化学企業、港湾管理機関、自動車・航空機メーカー、船舶所有者、航空会社など、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。様々な産業が、再生可能エネルギー資源を活用してクリーン水素を輸出したり、エネルギー安全保障の向上に役立てたりすることで、市場の成長に貢献したいと考えています。

抑制要因

クリーン水素の物理的および化学的性質

ガソリン蒸気は水素の57倍の重さです。クリーン水素は他の燃料と同様に可燃性で軽いため、取り扱いには注意が必要です。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燃えやすい性質があります。また、水素の密度が低いため、輸送も困難です。気体水素は-253℃以下で液化するか、圧縮ガスとして供給する必要があります。そのため、クリーン水素は低温液体タンクトラックや気体水素を運搬するチューブトレーラー、鉄道、またははしけなどを用いて、専用パイプラインを通して輸送されます。これが市場の成長を阻害する要因となっています。

市場機会

クリーン水素の利点

世界各国が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る。低炭素経済への移行に向けた主要な取り組みの一つが、クリーン水素の生産である。国際エネルギー機関（IEA）によると、各国でクリーン水素を使用することで、化石燃料の使用に伴う年間約8億3000万トンの二酸化炭素排出量を削減できる可能性がある。クリーン水素は、輸送や発電用途にとって理想的な燃料である。

水素は、燃焼時や製造過程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。グリーン水素クリーン水素は、容易に貯蔵・利用できる気体状の物質です。クリーン水素は、家庭用、商業用、産業用として、電気や合成ガスに変換できます。また、少量のグリーン水素を天然ガスと混合することで、同じパイプラインやインフラを通して輸送することも可能です。このように、クリーン水素には多くの利点があり、市場拡大の機会を生み出しています。

地域別分析

ヨーロッパ：成長率14.72％で圧倒的な存在感を示す地域

欧州のクリーン水素市場シェアは世界市場において最も大きなシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）14.72%を示すと予想されています。気候変動対策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市場に大きな影響を与えています。欧州におけるクリーン水素プロジェクトの増加は、複数の企業が大規模な低炭素またはゼロカーボン水素プロジェクトを発表していることに起因しています。こうした動きは、クリーン水素の主要生産国となるという欧州の野望を可能にしています。さらに、欧州委員会は2050年までに地球温暖化ガス排出量を実質ゼロにするための多くの政策を掲げており、水素はその重要な手段となるでしょう。欧州地域では、クリーン水素の成長に向けて既に大きな勢いがあります。既に約100MWのクリーン水素設備が建設されており、今後数年以内に20GWのプラント建設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た。欧州委員会は、クリーン燃料の製造に670億米ドルを投じる複数のイニシアチブを立ち上げ、市場の成長を促進している。同様に、同地域における複数の研究開発イニシアチブは、大手企業がクリーン水素の計画と供給に取り組むことを後押しするだろう。

北米：成長率13.17％で最も成長率の高い地域

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、工業化といった要因が、この地域におけるクリーン水素の需要を牽引しています。さらに、消費者の購買力向上と規制変更に牽引された住宅および商業部門における再生可能エネルギー資源の導入拡大が、この地域のクリーン水素市場を牽引する主要因となっています。この地域のクリーン水素メーカーの生産能力の拡大も、市場の成長に影響を与えています。米国では住宅部門が化石燃料に支配されているため、同国における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は、予測期間中にカナダのニッチ市場における普及率向上に影響を与える可能性のある市場拡大活動に参加すると予想されます。米国ではクリーンビルディングが最新のトレンドとなっており、オースティンなどの都市は水素エネルギーを利用した建物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、最も堅調な製造業および重要産業が集積する地域の一つです。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も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、水素政策を政策課題に盛り込んでいます。技術の実現可能性の高まり、政府支援、そして複数の市場における投資家の関心の高まりを背景に、今後数年間、アジア太平洋地域のクリーン水素分野には大きな成長機会が数多く存在すると考えられます。

ラテンアメリカ諸国は、2030年までに最も安価なクリーン水素生産を実現するでしょう。同様に、2030年までに、多くの地域市場でクリーン水素はブルー水素よりも安価になるでしょう。この地域におけるプロジェクト開発の様々な段階は、それぞれ異なる課題と機会を生み出しています。政治的・産業界のリーダーシップ、財政的インセンティブ、需要予測、そして強固な規制枠組みといった要素は、この地域におけるクリーン水素の商業化と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。

中東・アフリカ地域では、各国政府が経済とエネルギー部門の多角化を目指しており、クリーン水素は世界的なエネルギー転換に関する議論の的としてますます注目を集めている。湾岸地域におけるクリーン水素の大きな可能性は、豊富な再生可能エネルギー資源の存在に起因する。同様に、広大な土地、安定した経済情勢、そして大規模な石油・ガス・電力プロジェクトに対応できる物理的・知的インフラの整備も、市場の成長を加速させるだろう。

クリーン水素市場のセグメンテーション分析

テクノロジーによって

技術に基づいて、世界の市場はアルカリ電解槽、PEM電解槽、固体酸化物電解槽に二分されます。アルカリ電解槽セグメントが世界の市場を支配しており、予測期間中に14.48%のCAGRを示すと予想されています。アルカリ電解槽は、水と電気から水素を生成する技術です。その名前は、通常、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムをベースとする電解質に由来しています。電気分解プロセスは、水と電気を使用して水素と酸素を生成します。電解槽は、電流を使用して水分子を酸素と水素に分解します。アルカリ電解槽はシンプルで、他のものと比較して設計も比較的簡単です。電極面積は3平方メートルで、高濃度の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。アルカリ電解槽は、クリーンな水素を製造する最も簡単な方法の 1 つです。ただし、99.9% の純度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、肥料および塩素産業で好まれてきました。アルカリ電解槽技術のいくつかの制限には、操作の柔軟性の制限、広い設置面積、および低い出力が含まれます。アルカリ電解槽は、他の製造技術と比較して、比較的低い設備投資コストです。

固体酸化物電解槽は、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-）を選択的に伝導させて、水素をわずかに異なる方法で生成します。固体酸化剤技術は市販されておらず、最も未成熟な電解槽技術です。固体酸化剤技術は材料コストが比較的低いものの、これらの材料は高温（900～1000℃）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槽やPEM電解槽と比較して、最も高い運転効率を有しています。これらの技術の産業応用における主な障害は、セルの長期安定性が限られていることです。この電解槽における電極の寿命を改善するために、いくつかの研究開発が進められています。

エンドユーザーによる

エンドユーザーに基づいて、世界の市場は輸送、発電、産業、その他に分類されます。輸送セグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中に15.00%のCAGRを示すと推定されています。現在、輸送セグメント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、一部の用途で低炭素代替品が不足しているため、このセクターは水素技術の開発において最も有望なセクターの1つです。水素の用途が集中している主要なセグメントは乗用車です。水素自動車は、特に航続距離が長く、燃料補給時間が短い点で、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を妨げており、それが電気自動車よりも効率が低い理由でもあります。水素自動車は電解槽、水素圧縮および貯蔵、車載燃料電池などの追加部品を必要としますが、バッテリー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、調整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。エネルギー生成の効率は、複合サイクルから得られる場合でも、多くの場合高いです。燃料電池または改良型ガスタービン。しかし、水素の製造と貯蔵全体でエネルギー損失が最大 70% に達する可能性があります。年間稼働時間は、ゼロまたはマイナスのコストで電力を供給すれば経済的な持続可能性が確保されるとしても、設備投資を支えるのに十分な長さである必要があります。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、燃料電池はさまざまな形態で提供されています。小型の燃料電池は、ラップトップ、コンピューター、および軍事用途の充電に使用できます。対照的に、大型の燃料電池は、建物のバックアップまたは緊急電力として電力を供給し、電力網に接続されていない場所に電力を供給できます。