グリーン水素市場規模、シェア、トレンド分析レポート：技術別（プロトン交換膜電解槽、アルカリ電解槽、固体酸化物電解槽）、用途別（発電、輸送、暖房、その他）、最終用途産業別（食品・飲料、医療、化学、石油化学、ガラス、その他）、再生可能エネルギー源別（風力エネルギー、太陽エネルギー、その他（地熱、水力、風力・太陽光ハイブリッド））、流通チャネル別（パイプライン、貨物）、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、2026年～2034年

グリーン水素市場の成長要因

炭素排出量削減への関心の高まり

炭素排出量と地球温暖化への懸念が高まっています。世界各国の政府は、さまざまな分野からの炭素排出量の削減を求める多くの対策や規則を実施しています。電解装置は、電気分解によって水素を生成します。電気分解とは、水を電気で水素と酸素に分解することです。使用される電力は、再生可能エネルギーまたは非再生可能エネルギーから生成されます。

さらに、水素は電解槽と太陽光発電または風力発電を組み合わせることで生成できます。この方法は、二酸化炭素排出量ゼロのグリーン水素の生産を促進します。そのため、多くの産業が二酸化炭素排出量を削減するために、1～5MWの容量を持つオンサイト電解槽を採用しており、これが世界市場の成長に大きく貢献しています。

グリーン水素製造技術の拡大

水素は現在、水蒸気メタン改質、部分石油酸化、石炭ガス化、水電解など、さまざまな技術を用いて生成されています。現在生産されている水素の大部分は、石油精製所や肥料生産で使用されています。その99%は、最も費用対効果の高いプロセスである化石燃料改質から得られています。いくつかの組織は、温室効果ガス排出量の削減を支援するために、新しいグリーン水素製造プラントの建設に投資しています。オランダの塗料・化学会社であるアクゾノーベルとガスネットワーク事業者であるガスユニは、2019年にヨーロッパ最大のグリーン水素製造プラントを開発する提案を発表しました。したがって、これらのすべての要素が市場の成長を促進すると予測されています。

市場抑制

水素エネルギー貯蔵の高い初期投資コスト

高圧容器内では、水素は圧縮ガス、-253℃の液体、または化学物質や金属化合物との反応や吸収によって化学形態で貯蔵される。電気分解プロセスでは、水素の形で電気を貯蔵することができる。水素は発電に利用される。しかしながら、現在のところ、往復効率は他の貯蔵技術に比べて低い。それでもなお、水素エネルギー貯蔵はバッテリーよりも高い貯蔵容量を持つことから、関心が高まっている。

現在、水素エネルギー貯蔵は化石燃料よりもコストが高い。液体水素は気体水素に比べて密度が高く、液化には複雑な機械設備が必要となるため、総コストが増加する。固体表面に水素を封入する物理的な水素貯蔵は、液体水素貯蔵に取って代わられつつある。したがって、これらの要因すべてが市場の成長を阻害している。

市場機会

電気自動車を奨励する有利な政府政策

電気自動車電気自動車は、バッテリーとして水素燃料電池を使用する。電気自動車の利用は二酸化炭素排出量を抑制し、ひいては大気汚染の軽減につながり、急速に枯渇しつつある化石燃料の使用量もある程度削減する。そのため、各国政府は電気自動車の普及を促進するために、顧客とメーカーに対して様々な政策や補助金を提供している。

例えば、世界各国の政府は公共インフラを整備し、電気公共交通機関の導入を進めています。さらに、電気自動車の需要急増は水素需要の急増につながり、それが電解槽の需要を押し上げています。このように、これらの要因すべてが、予測期間中の業界拡大の潜在的な機会を提供しています。

市場セグメンテーション

テクノロジーに関する洞察

アルカリ電解槽セグメントは世界市場を席巻しており、今後も最も急速に成長するセグメントであり続けると予測されています。2030年までに年平均成長率（CAGR）55%で成長し、市場規模は124億9500万米ドルに達すると予測されています。アルカリ電解槽の電解液は水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの液体アルカリ溶液であり、PEM電解槽よりも稼働時間が長いという特徴があります。さらに、アルカリ電解槽はPEM電解槽よりも安価であるため、今後このセグメントの成長を促進すると予想されます。

PEM電解槽セグメントは、予測期間中に最も急速に成長すると予想されています。2030年までに年平均成長率（CAGR）55%で成長し、市場規模は101億米ドルに達すると予測されています。PEM電解槽は、固体特殊プラスチック材料をベースとした電解質を使用しているため、アルカリ電解槽に比べて機械的安定性に優れています。さらに、プロトン交換膜のガス透過性と厚みが低減されていること、そしてプロトン伝導率が高いことも、このセグメントの成長を後押ししています。PEM電解槽は高電流密度での運転が可能であり、水の電気分解における運転コストを削減できます。このように、PEM電解槽の持つ数々の利点が、世界市場の成長を牽引する主要因となっています。

固体酸化物電解槽は、3番目に大きな市場です。2030年までに年平均成長率（CAGR）51%で成長し、市場規模は2億8,000万米ドルに達すると予測されています。固体酸化物電解槽における電気分解は、外部回路からの電子が水と結合することで起こります。陰極では、水素ガスと負イオンが生成されます。酸素は固体セラミック膜を通過し、陽極でさらに反応して水素を生成します。固体酸化物電解槽は500℃以上の高温で動作します。高温での電解槽使用の利点が、市場成長の原動力となっています。

アプリケーションインサイト

発電分野は市場を牽引しており、今後も最も成長率の高い分野であり続けると予測されている。2030年までに年平均成長率（CAGR）55%で成長し、市場規模は176億500万米ドルに達すると見込まれている。水素は、水の再利用が継続的に可能であることから、化石燃料の代替エネルギー源として注目されている。さらに、電解に使用される電力源として風力発電と太陽光発電が、電解槽市場の成長を促進している。

輸送部門は予測期間中、緩やかな成長が見込まれています。2030年までに年平均成長率（CAGR）54%で42億4000万米ドルに達すると予測されています。輸送業界は炭素排出量の大きな要因の一つです。そのため、業界は炭素排出量を削減する方法を常に模索しています。燃料電池あるいは、バッテリーは業界にとって二酸化炭素排出量を削減するための理想的な手段となる。

生成された水素は燃料電池に貯蔵され、車両の動力源として利用されます。燃料電池車（FCV）は現在、ドイツや米国など多くの国で実用化されています。これらのFCVは、バス、大型・小型トラック、マテリアルハンドリング機器、無人航空機、鉄道、海上輸送など、様々な用途で利用されています。ドイツでは既に燃料電池で走行する鉄道が運行されており、日本と韓国も同様の導入準備を進めています。現代自動車、トヨタ、ホンダなどの企業が商用FCVを提供しています。電気分解によって生成された水素を燃料電池に利用し、輸送に活用するこうした用途が、市場の成長を牽引しています。

エンドユース産業に関する洞察

2020年、石油化学セグメントが市場を席巻し、最も急速に成長するセグメントであり続けると予測されました。2030年までに予測値99億2500万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は55%と推定されています。商業用水素アプリケーションは最近始まったものではありませんが、石油精製所や石油化学プラントなどの炭素集約型重工業が、現在、世界中で低炭素水素プロジェクトをリードしています。石油化学産業では、水素はすでに使用されており、今後も使用されると予想されています。これは、重油埋蔵量が豊富な地域では特に顕著です。さらに、これらの精製所や化学プラントからのCO2を水素と組み合わせることで、再生可能な合成燃料を生成できます。

食品・飲料セグメントは、予測期間中に緩やかな成長が見込まれています。2030年までに予測値51億1500万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は55%と推定されています。製造、流通、包装・瓶詰め施設の日常業務を円滑かつ効率的に行うには、信頼性の高い電源が必要です。米国の食品業界では、燃料電池が電力供給、場合によっては製造拠点の暖房や冷房に利用されています。コカ・コーラ、ケロッグ、ペパリッジファーム、ザ・ワンダフル・カンパニーなどの企業は、自社施設でグリーン水素を使用しています。これらの企業は、汚染、エネルギーコスト、水使用量など、さまざまなレベルでコスト削減を実現しています。廃棄物を燃料源として利用することでコスト削減が期待され、それが市場の成長を促進すると考えられます。

医療分野は3番目に大きな市場です。2030年までに年平均成長率（CAGR）55%で成長し、市場規模は23億2000万米ドルに達すると予測されています。水素（H2）は、脳、心臓、膵臓、肺、肝臓など、さまざまな臓器において予防的および治療的な効果を発揮します。そのため、医療分野における水素の利用が水素市場の成長を牽引しています。

地域別分析

欧州グリーン水素市場の動向

欧州は、クリーンな水素を基盤とした経済へのエネルギー転換を目指し、欧州経済による巨額の投資により、世界の水素市場をリードしています。2030年までに予測値103億6,000万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は55%と推定されています。欧州は、グリーン水素の世界市場における主要プレーヤーの一つであり、ドイツ、フランス、スペイン、英国が地域の上位5カ国となっています。欧州はまた、相互接続を通じて北アフリカやその他の地域に貯蔵水素を供給しており、水素市場の成長にプラスの影響を与えています。さらに、クリーン水素生産の増加と、同地域における主要な電解槽製造産業が、水素市場規模を押し上げています。欧州のグリーン水素市場は、予測期間を通じてその市場地位を維持すると予想されます。

アジア太平洋地域は、中国、日本、インド、韓国、およびその他のアジア太平洋諸国で構成されています。2030年までに予測市場規模は48億500万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は55%と見込まれています。アジア太平洋地域は最も成長率の高い地域であり、オーストラリアと日本が最大の貢献国となっています。この市場は、エネルギー需要の急増と成長によって牽引されており、同地域ではグリーンエネルギー発電が重視されています。従来の電源が増大するエネルギー需要を満たすのに苦慮する中、注目は急速に再生可能エネルギー源へと移っています。アジア太平洋地域のグリーン水素市場シェアは、グリーンエネルギー生産を増やすための重要な政策変更や、オーストラリアと日本における大規模なグリーン水素プロジェクトによっても促進されています。

北米グリーン水素市場の動向

北米は2番目に大きな地域です。2030年までに年平均成長率（CAGR）55%で71億3500万米ドルに達すると予測されています。北米は、クリーンエネルギー政策の実施により、予測期間中に著しい成長率を達成すると見込まれており、米国とカナダが地域を牽引しています。米国ではカリフォルニア州が市場シェアの大半を占めており、2040年までにガソリンまたはディーゼル燃料の公共バスを段階的に廃止するなど、野心的な脱炭素化目標が成長を後押ししています。

さらに、消費者の購買力向上と規制変更に後押しされた、住宅地および商業地における再生可能エネルギー資源の導入拡大は、グリーン水素市場の成長を促進する重要な要因となっている。加えて、生産能力とグリーン水素製造業者の増加も、地域市場の成長に影響を与えている。