グリーン水素市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

市場の推進要因

二酸化炭素排出量削減への関心の高まり

炭素排出と地球温暖化に対する懸念が高まっています。世界各国の政府は、さまざまなセクターからの炭素排出の削減を求めるいくつかの対策と規則を実施しています。電解装置は、電気分解によって水を水素と酸素に分解し、水素を生成します。使用される電力は、再生可能資源または再生不可能な資源から生成されます。

さらに、水素は、太陽光や風力発電と組み合わせた電解装置から生成できます。この方法は、カーボンフットプリントゼロのグリーン水素の生産を促進します。そのため、多くの業界がカーボンフットプリントを削減するために、1～5MWのオンサイト電解装置を選択しており、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、部分的な石油酸化、石炭ガス化、水電気分解など、さまざまな技術を使用し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、石油精製所と肥料製造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ます。いくつかの組織は、GHG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。オランダの塗料および化学品会社であるAkzo NobelとガスネットワークオペレーターであるGasunie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、これらすべてのパラメーターが市場の成長を促進すると予測されています。

市場の抑制

水素エネルギー貯蔵の高額な資本コスト

高圧容器では、水素は圧縮ガス、-253°C の液体、または化学物質や金属化合物と反応または吸収した化学形態で収容されます。電気分解プロセスでは、水素の形で電気を貯蔵できます。水素は電気を生成するために使用されます。ただし、往復の生産性は、現時点では他の貯蔵技術よりも低いです。それでも、バッテリーよりも貯蔵容量が高いため、水素エネルギー貯蔵への関心が高まっています。

現在、水素エネルギー貯蔵は化石燃料よりもコストがかかります。液体水素は気体水素に比べて密度が高く、液化が必要です。液化には複雑な機械設備が必要となり、総コストが増加します。水素が表面上の固体に含まれる物理的な水素貯蔵は、水素貯蔵に置き換えられています。したがって、このようなすべての要因が市場の成長を妨げています。

市場機会

電気自動車を奨励する政府の好ましい政策

電気自動車は、水素燃料電池をバッテリーとして使用して作動します。電気自動車の使用により炭素排出が抑制され、さらに大気汚染が軽減され、急速に枯渇する化石燃料の使用もある程度削減されます。そのため、各国政府は電気自動車を奨励するために、顧客やメーカーにさまざまな政策や補助金を提供しています。

たとえば、世界中の政府が公共インフラを構築し、電気による公共交通手段を導入しています。さらに、電気自動車の需要の急増により水素の需要が急増し、電解装置の需要が高まっています。したがって、これらすべての要因は、予測期間中に業界の拡大の潜在的な機会を提供します。

分析

世界のグリーン水素市場シェアは、技術、用途、最終用途産業、地域別に分類されています。

テクノロジーを基盤として

技術別に見ると、世界市場はプロトン交換膜電解装置、アルカリ電解装置、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、最も急成長してい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55%のCAGRで1億2,495万米ドルの予想価値に達すると予測されています。アルカリ電解装置の電解質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電解装置よりも動作時間が長くなります。さらに、アルカリ電解装置はPEM電解装置よりも安価であるため、将来的にセグメントの成長が促進されると予想されます。

PEM電解装置セグメントは、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55％のCAGRで10億1000万米ドルの予測値に達すると推定されています。PEM電解装置は、固体特殊プラスチック材料ベースの電解質の存在により、アルカリ同等物よりも機械的安定性があります。さらに、プロトン交換膜のガス透過性の低下と厚さ、およびこれらの電解装置の高いプロトン伝導性が、セグメントの成長を後押ししています。PEM電解装置は、高電流密度で動作することができます。これにより、水の電気分解中の運用コストが削減されます。このように、PEM電解装置に関連する複数の利点は、世界市場の成長の主要な推進要因です。

固体酸化物電解装置は、3番目に大きい市場です。2030年までに予測価値が2億8000万米ドルに達し、CAGRは51％と推定されています。SOEの電気分解は、外部回路からの電子が水と結合するときに起こります。カソードでは、水素ガスとマイナスイオンが形成されます。酸素は固体セラミック膜を通過し、アノード端でさらに反応して水素を生成します。SOEは500°Cを超えるような高温で動作します。高温で電解装置を使用する利点は、市場の成長の原動力として機能します。

アプリケーションに基づいて

用途別に見ると、世界の水素市場は発電、輸送、その他に分類されます。

発電セグメントは市場を支配しており、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55％のCAGRで1億7605万米ドルに達すると予測されています。水の再利用が継続するため、水素は化石燃料の代替品と見なされています。さらに、電気分解に使用される風力および太陽エネルギー源が、電解装置市場の成長を牽引しています。

輸送部門は、予測期間中に緩やかな成長率で拡大すると予測されています。2030 年までに 54% の CAGR で 42 億 4,000 万米ドルに達すると予測されています。輸送業界は、炭素排出の大きな要因の 1 つです。そのため、業界では炭素排出量を削減する方法を常に模索しています。燃料電池またはバッテリーで動作する電気自動車は、業界が炭素排出量を削減するための理想的な方法です。

生成された水素は燃料電池に貯蔵され、さらに車両の動力源として使用されます。燃料電池車両 (FCV) は現在、ドイツや米国などの多くの国で利用できます。これらの FCV は、バス、大型および小型トラック、マテリアル ハンドリング、無人航空機、鉄道、海上輸送で利用できます。ドイツではすでに燃料電池で走る鉄道があり、現在、日本と韓国も同様の導入の準備ができています。ヒュンダイ、トヨタ、ホンダなどの企業は商用 FCV を提供しています。電気分解で生成される燃料電池での輸送用のこのような水素の用途が、市場の成長を牽引しています。

エンドユーザー産業を基盤として

最終用途産業別に見ると、世界のグリーン水素市場は、食品・飲料、医療、化学、石油化学、ガラス、その他に分類されます。

2020年には、石油化学部門が市場を支配し、最も急速に成長する部門であり続けると予測されました。2030年までに、55％のCAGRで99億2,500万米ドルの予測値に達すると推定されています。商業用水素の応用は最近のことではありませんが、石油精製所や石油化学工場などの炭素集約型重工業は現在、世界中の低炭素水素プロジェクトをリードしています。石油化学業界では、水素はすでに使用されており、今後も使用されることが期待されています。これは、重油の埋蔵量が豊富な地域で特に当てはまります。さらに、これらの精製所や化学工場から出るCO2を水素と組み合わせて、再生可能な合成燃料を作成することもできます。

食品・飲料部門は、予測期間中に緩やかな成長率で拡大すると予測されています。2030年までに55%のCAGRで51億1500万米ドルに達すると予測されています。製造、流通、包装/瓶詰め施設での日常業務を円滑かつ効率的に実行するには、信頼性の高い電源が必要です。米国の食品業界のいくつかの企業は、電力を供給し、場合によっては製造現場の冷暖房に燃料電池を使用しています。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、自社の敷地内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、水の使用など、さまざまなレベルでコストを削減しています。廃棄物を燃料源として使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します。

医療分野は3番目に大きい市場です。2030年までに55%のCAGRで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、さまざまな臓器の予防と治療に効果があります。そのため、医療分野での水素の使用は、水素市場の成長を促進します。

地域分析

地域別に見ると、世界のグリーン水素市場シェアは北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEA にわたって分析されています。

欧州とアジア太平洋地域で大幅な成長が見込まれる

欧州は、クリーンな水素ベースの経済へのエネルギー転換を目指した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年までに予測値は55％のCAGRで1億3600万米ドルに達すると推定されています。欧州はグリーン水素の世界市場の主要プレーヤーの1つであり、ドイツ、フランス、スペイン、英国がこの地域の上位5か国です。欧州はまた、相互接続を通じて北アフリカおよび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、クリーン水素の生産量の増加と、この地域の主要な電解装置製造産業が水素市場規模を押し上げています。グリーン水素の欧州市場は、予測期間を通じて市場での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、その他のアジア太平洋諸国で構成されています。2030年までに予測価値が4億8050万米ドルに達し、年平均成長率（CAGR）は55％になると見込まれています。アジア太平洋地域は最も急速に成長している地域で、オーストラリアと日本が最大の貢献者です。市場はエネルギー需要と成長の急増によって推進されており、この地域ではグリーンエネルギーの生成が重視されています。従来の電源では増大するエネルギー需要を満たすのに苦労しているため、注目は急速に再生可能エネルギー源に移っています。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と、オーストラリアと日本での大規模なグリーン水素プロジェクトによっても推進されています。

北米は2番目に大きい地域です。2030年までに55%のCAGRで71億3500万米ドルに達すると予測されています。北米は予測期間中に大幅な成長率を達成すると予想されており、クリーンエネルギー政策の実施により、米国とカナダがこの地域をリードしています。カリフォルニア州は米国で市場シェアの大部分を占めており、2040年までにガスまたはディーゼル駆動の公共バスを段階的に廃止するなどの野心的な脱炭素化目標によって成長が促進されています。

さらに、顧客の購買力と規制の変更に支えられた住宅および商業地域における再生可能エネルギー資源の導入の増加は、グリーン水素市場の成長を推進する重要な要因です。さらに、地域市場の成長は、生産能力とグリーン水素メーカーの増加によって影響を受けます。

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グリーン水素市場のトップ競合他社

• Hydrogenics Ballard Power Systems
• Engie
• Enapter
• Green Hydrogen Systems
• Plug Power
• Nikola Motors
• SGH2 Energy Global LLC
• Shell
• Siemens Gas and Power GmbH & Co. KG.

最近の開発状況

• 2022年5月 - Ballard Power SystemsとLinamar Corporationは、水素燃料電池を搭載したクラス2トラックシャーシのコンセプトを発表しました。この技術はACT Expoで展示され、RAM 2500トラックシャーシに搭載されています。新しいプラットフォームのテストは現在も進行中で、2022年と2023年にも継続される予定です。
• 2022年4月 TCエナジー・コーポレーションは、ニコラ・コーポレーション（Nasdaq: NKLA）の知見と協力を得て、アルバータ州クロスフィールドにある140エーカーの土地に水素生成ハブを建設する計画を評価しました。同社はこの土地で天然ガス貯蔵施設を運営しています。この計画は、アルバータ州エドモントンで開催された初のカナダ水素コンベンションで発表されました。TCエナジーは、2023年に最終投資決定を行う予定です。このプロジェクトは、慣例的な規制当局の承認を条件とします。