パワー・ツー・エックス市場 サイズと展望 2025-2033

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Power-to-X市場の成長要因

再生可能エネルギーの普及拡大

風力や太陽光などの再生可能エネルギー源の拡大により、相当数の電力が余剰となる時期が発生しています。Power-to-X（PtX）技術は、余剰電力を水素、合成燃料、化学物質など、貯蔵・輸送可能な様々なエネルギー源に変換することができます。この機能は、系統連系バランスの確保、出力抑制の削減、再生可能エネルギー消費量の増加に貢献します。PtX技術は、変動の激しい再生可能エネルギーをより安定した形に変換することで、増加する再生可能エネルギーのエネルギーシステムへの統合を促進します。

さらに、再生可能エネルギー発電の急速な拡大に伴い、ドイツは余剰電力や出力抑制といった問題に直面しています。ドイツはPtXの研究開発に多額の投資を行っており、複数のパイロットプロジェクトや商用設備を導入しています。ドイツ政府は2023年、貧困国における水素製造を促進するために2億7000万ユーロの資金提供を発表しました。

ARGE Netz、MAN Energy Solutions、Vattenfallの3社は、ドイツ北部ブルンスビュッテルの工業団地に大規模なPower-to-Gasプラントを建設する計画を発表しました。この施設では、地元の太陽光発電所と風力発電所から供給される電力を用いて、グリーン水素と合成ガス（SNG）を製造します。グリーン水素は、セクター横断的な脱炭素化に貢献すると考えられています。バスや船舶の燃料としてだけでなく、ガス発電所やその他の産業用途にも活用できます。この提携は、ドイツ北部にセクター横断的な脱炭素化のための、他に類を見ないPower-to-Gasハブを構築することを目指しています。

このように、ドイツなどの国々における再生可能エネルギーの利用拡大は、Power-to-X技術の重要性を浮き彫りにしています。 PtXは、余剰電力を貯蔵可能で適応性の高いエネルギーに変換することで、再生可能エネルギーの利用増加、出力抑制の削減、そして系統安定性の向上に貢献します。

阻害要因

規制と政策の不確実性

Power-to-X（PtX）技術に関する規制環境は依然として進化を続けており、投資と開発を阻害する可能性のある不確実性を生み出しています。市場の信頼と長期計画を促進するためには、明確で安定した規制枠組みが不可欠です。企業は、将来の利益に関するリスクと不確実性を認識しているため、統一された規範と規制を持つPtXプロジェクトにのみ参加できます。欧州委員会は2020年に水素戦略を発表し、産業と輸送における水素の利用を拡大し、再生可能水素の生産を促進することを目指しています。しかし、規制環境は依然として拡大を続けており、これらの目標を完全に達成するには、完全かつ一貫性のある規制が必要です。

高い目標にもかかわらず、完全に形成された規制枠組みが存在しないことは、投資家にとって不確実性を生み出しています。企業は、PtX投資に多額のリソースを投入する前に、長期的な政策支援とインセンティブの確保を必要とします。例えば、天然ガスグリッドへの水素の混合、グリーン水素認証、国境を越えた水素取引に関する規制の明確化は、まだ進行中です。

さらに、発展途上のPtXの可能性を最大限に活用するためには、開発者は複雑な相互依存関係、変化する技術、新たな規制、そして不確実な市場状況といったハードルを克服しなければなりません。これらの困難は、PtXプロジェクトのスケジュール予測に反映されており、予備的な実現可能性調査から実質的な操業開始まで7年から9年と幅があります。このような長期にわたるスケジュールは、財務リスクとスケジュールリスクを増大させ、市場の不確実性を引き起こします。

主要な市場機会

運輸セクターの変革

PtX技術は、従来の化石燃料に代わる持続可能な代替手段を提供し、運輸業界に革命をもたらします。 PtX法で生成されるグリーン水素と合成燃料は、大型輸送機関、航空、船舶からの排出量を大幅に削減することができ、気候変動対策と環境目標達成に向けた世界的な取り組みに貢献します。

さらに、EUは2023年4月に航空部門の無償排出許可証を段階的に廃止することに合意し、2026年から完全なオークションを開始しました。EU排出権取引制度（ETS）は、航空会社にゼロエミッションを割り当てることでSAF導入を奨励しており、これにより報告排出量と購入しなければならない排出枠が減少します。KLM、ルフトハンザドイツ航空、ブリティッシュ・エアウェイズなどの航空会社は、持続可能性を促進するためにSAF燃料のフライトを開始しています。 2023年8月、HCSグループとルフトハンザグループは、2026年までにSAFを製造・供給する契約を締結しました。SAFは、HCSグループのドイツ・シュパイアー工場で、農林業廃棄物バイオマスを用いて製造されます。

さらに、PtX技術を用いて製造されたSAFの普及は、航空部門からの温室効果ガス排出量を大幅に削減することができます。国際航空運送協会（IATA）は、SAFは従来のジェット燃料と比較して航空排出量を最大80%削減できる可能性があると推定しています。各国政府や国際機関は、規制措置やインセンティブを通じてSAFの使用を促進しています。欧州連合（EU）の再生可能エネルギー指令では、2030年までに輸送に利用されるエネルギーの14%を再生可能エネルギー源から調達することが義務付けられており、SAFの導入に有利な政策環境が整っています。

テクノロジーインサイト

市場は、テクノロジー別にPower-to-H2、Power-to-CO/合成ガス/ギ酸、Power-to-NH3、Power-to-Methane、Power-to-Methanol、Power-to-H2O2に分類されます。Power-to-H2セクターは2023年に最も大きな収益シェア（約45%）を占め、予測期間を通じて引き続き主要な地位を維持すると予想されています。Power-to-H2テクノロジーは、再生可能電力を用いて電気分解により水素を製造します。このプロセスでは、水分子を水素と酸素に変換し、電源が再生可能であればグリーン水素を生成します。

さらに、Power-to-H2によって生成された水素は、輸送や産業プロセスなど、様々な用途でクリーン燃料として利用できます。化石燃料を水素に置き換えることで、温室効果ガスの排出量を大幅に削減することができ、大型輸送、航空機、産業用暖房など、直接電化が難しい産業の脱炭素化につながります。

電力からメタノールを製造するセグメントは、予測期間中に大幅に増加すると予想されています。電力からメタノールを製造する事業で生産されるメタノールは、輸送業界の脱炭素化への道筋を提供します。再生可能電力を使用してメタノールを製造することで、化石燃料からの従来のメタノール製造に伴う炭素排出量を大幅に削減、あるいはゼロにすることができます。

さらに、メタノールは便利な水素輸送手段として使用でき、純粋な水素の取り扱いや保管に伴う煩雑さなしに水素を貯蔵できます。2022年11月、世界初の商業規模のCO2からメタノールを製造する施設が中国河南省安陽市で生産を開始しました。このプラントは年間16万トンのCO2を回収することができ、これは約6万台の自動車を道路から排除するのに相当します。

エンドユースに関する洞察

市場はエンドユース別にさらに輸送、農業、製造、工業、住宅に分類できます。輸送カテゴリーは最大の収益を生み出し、40%以上を占めています。Power-to-Xは、輸送部門に多様なエネルギー転換の道筋を提供します。バッテリー式電気自動車（EV）の人気が高まる中、これらの技術は、エネルギー密度、重量、充電時間などの考慮事項によりバッテリーが最適な選択肢ではない可能性のある用途にも選択肢を提供します。また、多様なソリューションを提供することで、輸送分野におけるバランスの取れた包括的な脱炭素化にも貢献します。

その結果、トヨタ・ミライやヒュンダイ・ネクソなどの水素を燃料とする燃料電池自動車（FCV）は既に走行しており、PtX技術を用いて製造されたグリーン水素を使用しています。航空業界も合成燃料に注目しており、例えばルフトハンザ航空はPtX由来の合成灯油を用いた試験飛行に成功しています。運輸部門は世界のCO2排出量の約24%を占めており、そのうち71.7%は道路輸送によるものです。水素は燃料電池エンジンや内燃機関の動力源として利用できます。

住宅分野は今後数年間で大幅な拡大が見込まれています。このセグメントの成長は、データガバナンスを重視していることが要因と考えられます。 Power-to-Xツールは企業のデータ資産と所在地を表示し、データガバナンスはデータの所有者と利用者を特定します。これにより、人々がデータを管理するのに役立ちます。

その結果、多くのデータユーザーは、データに関する問い合わせがあった際に誰に連絡すればよいかを把握しています。データ量が増加するにつれて、Power-to-Xはデータガバナンス機能のポートフォリオにおいて重要なツールとして浮上しました。データガバナンスによって提供される企業構造は、部門を超えたデータユーザー間のチームワークとコミュニケーションを促進し、組織のデータ資産に関するあらゆる技術情報と商業情報を統合します。例えば、H21プロジェクトは、英国のガス業界が既存のガスグリッドを再利用して100%水素を輸送するという一連の取り組みです。

地域別インサイト

ヨーロッパは世界最大の市場シェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）11.9%で成長すると予測されています。ヨーロッパにおける支援的な法律や規制は、Power-to-X技術の導入を加速させる上で不可欠です。例えば、欧州連合（EU）のクリーンエネルギーパッケージには、Power-to-Xの導入を明確に目的とした条項と、再生可能水素および合成燃料の生産を支援するメカニズムが含まれています。これらの規制は、好ましい市場環境を醸成し、投資を促し、欧州のPower-to-X技術におけるイノベーションを推進します。

さらに、英国は洋上風力発電の増強を目指しており、地理的およびネットワーク上の制約により、需要が低い時期に、無駄になったり抑制されたりした再生可能電力を回収・利用することが可能になります。Power-to-Xは、このエネルギーを低炭素燃料や製品に変換し、国内で利用したり、世界市場に輸出したりする選択肢を提供し、既存および将来の市場の脱炭素化に貢献します。この潜在能力を解き放つには、水素の需給連携に伴う制約、そしてこの新興市場の構築に必要な財政的インセンティブや支援について、より深く理解する必要があります。

中東およびアフリカにおけるPower-to-X市場の動向

中東およびアフリカは、予測期間中に12.2%の年平均成長率（CAGR）を示すことが予想されています。MEA地域では、水素経済への関心も高まっています。Power-to-X技術の導入は、水素経済の構築、経済的可能性の創出、地域協力の促進、そして長期的な開発目標の達成に貢献することができます。2022年11月時点で、UAEでは6つの水素プロジェクトが開発中であり、総投資額は16億6,000万米ドルに上ります。これらのプロジェクトにより、UAEは2030年までに世界の低炭素水素の25%を供給できるようになります。

さらに、2023年1月には、マスダールがアブダビで年間50万トンのグリーン水素を製造するプロジェクトの建設を開始しました。2021年1月には、ADQ、ムバダラ投資会社、ADNOC、エネルギー・インフラ省を含むアブダビ水素アライアンスが設立されました。近年、UAEは再生可能エネルギープロジェクトに多額の投資を行い、Power-to-X技術の可能性を調査してきました。

アジア太平洋地域のPower-to-X市場動向

アジア太平洋地域は、予測期間の10年間において、市場収益の大部分を占め、引き続き最も魅力的な市場の一つとなることが予想されます。アジア太平洋地域は、予測期間中、最も有望なセグメントになると予想されています。アジア太平洋地域のグリーン水素市場は中国が圧倒的なシェアを占めています。中国は世界のグリーン水素市場を支配しており、生産量の3分の1（2,000万トン）を占めています。この地域の工業化、都市化、再生可能エネルギー源への支援が拡大するにつれて、Power-to-X技術の需要も高まっています。これらは、アジア太平洋地域の産業成長の主要な原動力となっています。

さらに、北米は輸送部門における電力使用量の増加に伴い、持続可能な電力供給を必要としています。電力は、電力変換と送電によって得られます。米国の新しい農村エネルギープログラムには、総収入の少なくとも50%を農業経営から得ている農産物が含まれています。これは、電気と水素エネルギーの密閉回路内での発電をカバーしています。

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パワー・ツー・エックス市場のトップ競合他社

1. Air Liquide SA
2. Air Products and Chemicals, Inc.
3. Ceres Power Holdings plc
4. Copenhagen Infrastructure Partners
5. International Renewable Energy Agency (IRENA)
6. Linde plc
7. MAN Energy Solutions
8. Mitsubishi Power, Ltd.
9. ThyssenKrupp AG
10. Underground Sun Conversion
11. Weidmüller Interface GmbH & Co. KG
12. Jupiter 1000
13. Fukushima Hydrogen Energy Research Field (FH2R)
14. Heat Smart Orkney
15. HPEM2GAS

最近の動向

• 2024年4月 - エア・リキードは、2つの新生産ユニットを導入し、米国におけるバイオメタン生産能力を拡大しました。
• 2024年5月 - リンデは、世界初の大規模グリーン製鉄所への産業ガス供給契約を締結しました。
• 2024年5月 - シーメンス・エレクトリシティとデンマーク国営企業エネルギネットは、デンマークの電力供給再建のため、14億ユーロ（105億デンマーククローネ）の包括契約を発表しました。インフラ整備。Energinet社は、ノルウェーの電力インフラを拡張し、グリーンエネルギーへの移行を加速するため、高圧変電所向けの変圧器と配電装置の納入にシーメンス・エナジーを選択しました。
• 2024年4月～ H2Carrier社は、ノルウェーで水素とアンモニアのPower-to-X合成を計画しています。