水電解市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：電解槽タイプ別（アルカリ電解槽、プロトン交換膜（PEM）電解槽、固体酸化物電解セル（SOEC）、陰イオン交換膜（AEM）電解槽）、エンドユーザー用途別（アンモニア製造、メタノール製造、精製産業、電力・エネルギー貯蔵、輸送／モビリティ産業、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、2026年～2034年

市場動向

市場の推進要因

石油精製業界における水素利用の増加

現代の石油精製所では、数多くの工程で膨大な量の水素が使用されるため、水素はこれらの分野において不可欠な要素となっている。国際エネルギー機関（IEA）によると、天然ガスは精製所における水素製造の主要な原料であり、メタンが水素必要量の75%を生産するために使用されている。さらに、メタンのコストは水素製造プロセスにおける最大のボトルネックとみなされており、企業が水素製造のための他の解決策を模索するきっかけとなっている。

水素製造は製油所操業において極めて重要な要素であり、その需要は絶えず増加している。製油所における大規模電解装置を用いたグリーン水素の製造は、企業が二酸化炭素排出量を削減しながら、増大する水素需要に対応するのに役立っている。製油所は環境法規制への対応と二酸化炭素排出量の削減という圧力にますますさらされているため、今後数年間で製油業界は水電解技術の主要導入分野の一つとなり、世界市場の成長を牽引すると予想される。

グリーン肥料の需要増加

肥料製造工場では、天然ガスまたは水から水素を取り出し、空気中の窒素と結合させてアンモニアを製造し、これをさらに農業用肥料の製造に利用します。肥料工場では、水素は天然ガスを使用して製造されますが、その過程で温室効果ガスが排出され、オゾン層破壊など環境に様々な悪影響を及ぼします。そのため、肥料会社は排出量を削減し、持続可能な生産へと移行しようと努めており、その結果、環境負荷の低減がますます重要になっています。環境に優しい化学製品の需要肥料生産のため。

さらに、米国化学会によると、2020年にスペインの2社、FertiberiaとIberdrolaが、肥料生産などの産業用途向けに、2027年までにスペインにヨーロッパ最大のグリーン水素製造プラントを建設する計画を発表しました。このプロジェクトでは、スペインのプエルトリャーノにあるFertiberiaのアンモニア工場の隣に、年間720トンの生産能力を持つグリーン水素製造プラントが建設されます。このプラントには、水を酸素と水素に分解する電解槽に電力を供給するための100MWの太陽光発電プラントも設置されます。Fertiberiaは、水素と窒素を組み合わせてアンモニアを生成し、肥料を生産します。Fertiberiaはまた、電解によって生成された酸素を硝酸の原料として使用し、硝酸も肥料生産に使用されます。このように、グリーン肥料の需要の高まりが市場の成長を後押ししています。

市場抑制

高価な水素技術

国際エネルギー機関（IEA）は、水電解によって製造される水素の価格を決定する要因として、エネルギー価格と設備投資をはじめとするいくつかの技術的・経済的要因を挙げている。したがって、グリーン水素の製造コストは、再生可能エネルギーのコストと水電解技術のコストに依存する。商業化されている水電解技術は、主にアルカリ電解技術とプロトン交換膜電解技術から構成されている。これらのうち、アルカリ電解技術は低pHの電解質と腐食性の電極を必要とする。

対照的に、プロトン交換膜電解は、より高価な材料で構成されています。プラチナ電極や触媒に使用される金属の高価格と、水電解装置に関連するその他の問題が相まって、水電解技術の世界的な普及と成長を阻む大きな課題となっています。

市場機会

水素エネルギー貯蔵に対する需要の増加

再生可能エネルギー源は、エネルギー需要が低い時期に最も生産性が高く、余剰エネルギーが発生する一方、電力需要が高い時期には生産性が低く、エネルギー不足を引き起こすため、供給と需要の不均衡が頻繁に発生します。そのため、再生可能エネルギー源からのエネルギー貯蔵システムに対する需要が高まっています。

水素はエネルギー貯蔵の優れた選択肢と考えられています。電気分解によって生成された水素は、さまざまな緩く結合した水素化物化合物、圧縮ガス、または極低温液体として保存して後で使用することができます。また、定置型燃料電池で発電したり、燃料電池自動車の動力源として使用したり、天然ガスパイプラインに注入して炭素強度を低減したり、その他さまざまな用途に使用したりすることもできます。したがって、水素エネルギー貯蔵の応用着実に成長している再生可能エネルギー貯蔵技術は、予測期間中に水電解市場の成長にとって多くの収益性の高い機会をもたらすと期待されている。

セグメント分析

世界の水電解市場は、電解装置の種類とエンドユーザーの用途によって区分されます。

電解槽の種類に基づく世界の市場は、アルカリ電解槽、プロトン交換膜（PEM）電解槽、固体酸化物電解セル（SOEC）、および陰イオン交換膜（AEM）電解槽に分けられます。

アルカリ電解槽セグメントは、予測期間において最大の市場シェアを占める見込みです。アルカリ電解槽は、メガワット規模までのグリーン水素製造において成熟した技術であり、世界で最も広く利用されている電解技術の一つです。一般的なアルカリ電解槽ユニットは、主に陽極と陰極の2つの電極で構成されています。これらの電極は、水酸化カリウム（KOH）を20～30質量％含む高濃度のアルカリ水溶液に浸漬されます。さらに、アルカリ電解槽は、他の電解槽と比較して設置コストが最も低いという利点がありますが、苛性電解質の管理や、水酸化物イオンの移動度が中程度であることによる電流密度の制限といったわずかな欠点があります。新しい先進的なアルカリ電解槽は、革新的なポリマーベースの膜コンセプトに基づいており、今後数年間、アルカリ電解槽セグメントの成長を牽引すると予想されます。

プロトン交換膜（PEM）水電解装置は、水素製造用のコンパクトなユニットであり、優れた性能と安定性を備えています。PEM電解装置では、陽極と陰極の材料として一般的に酸化イリジウムと白金が用いられます。固体電解質としては、液体電解質の代わりにパーフルオロスルホン酸膜などの酸性膜が使用されます。陽極側を大気圧で運転できる一方で、陰極側を高圧にできることも、アルカリ電解装置に対するPEM電解装置のもう一つの利点です。さらに、PEM水電解は、将来的に純粋なグリーン水素をクリーンに製造するための持続可能なソリューションとなる可能性があり、そのため、グリーン水素の需要増加に伴い、今後数年間でPEM水電解装置の需要も増加すると予想されます。

エンドユーザーアプリケーションに基づく世界の市場は、アンモニア生産、メタノール生産、精製産業、電力・エネルギー貯蔵、輸送・モビリティ産業、その他に分類されます。

アンモニア製造分野は、予測期間において最大の市場シェアを占めています。肥料製造用のアンモニア生産は、水の電気分解を利用した水素生成の重要な用途の一つです。農業分野における肥料としてのアンモニアの重要な役割と、有望なエネルギーキャリアとしてのアンモニアの役割を考えると、グリーンアンモニアは最も環境に優しく、エネルギー効率が高く、経済的に実現可能な化学物質と言えます。さらに、米国化学工学会によると、2020年には世界中で生産された水素総量の55%がアンモニア生産に使用されました。

化学・肥料会社は、水素製造のための水電解技術をいち早く導入した企業です。低炭素排出と持続可能性という利点から、今後数年間でより多くの企業がグリーンアンモニアの生産に移行すると予想されます。さらに、再生可能エネルギーへの投資拡大と水素インフラの整備も、グリーンアンモニア産業における製品開発を促進し、水電解市場の成長機会を創出するでしょう。

製油業界は水素の主要消費産業の一つであり、現在、水素の大部分は化石燃料から得られています。製油所における水素需要は、水素化脱硫による硫黄除去、水素化分解によるガソリン留分の長鎖炭化水素の短鎖化、脱芳香族化による芳香族化合物のシクロパラフィンまたはアルカンへの水素化、製品特性向上のための水素化異性化による標準パラフィンのイソパラフィンへの変換など、数多くの用途で増加しています。さらに、硫黄含有量規制が厳格化するにつれ、ディーゼル燃料製造における製油所での水素需要も増加しています。

地域分析

地域別に見ると、世界の水電解市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋地域、日本、中国、英国、その他の地域に分けられます。

ヨーロッパが世界市場を席巻

ヨーロッパは、予測期間中、世界の水電解市場において最も重要なシェアを占める企業です。欧州は、域内の炭素排出量を最小限に抑えるため、水電解を用いた水素製造の低コスト化に積極的に取り組んでいます。さらに、欧州は水素製造とその用途の現状と将来像を記述し、グリーン水素製造への投資を表明する水素戦略を策定しました。輸送、鋼鉄、また、グリーン水素を燃料として利用する鉄鋼製造業も、欧州の水素戦略の最前線に位置づけられています。さらに、多くの金融機関や欧州投資銀行（EIB）は、この地域における大規模なグリーン水素プロジェクトの開発に多額の資金を提供しています。

北米予測期間中、年平均成長率（CAGR）は8.2%と推定されています。北米地域は世界で最も発展した地域の一つであり、同地域における環境問題への懸念の高まりとエネルギー資源の枯渇により、持続可能な水素製造方法への需要が増加しています。さらに、北米では、光生物学的水分解、高温水分解、水電解といった革新的な技術が水素製造に採用されています。こうした進歩は、持続可能な水素製造技術への投資が増加していることを示しており、同地域の水電解市場の成長を牽引しています。

イギリス英国は、国内の商業、産業、住宅部門におけるグリーン水素の利用拡大に積極的に取り組んでいる国の一つです。水素利用に向けた政府の取り組みの拡大は、英国がより良く持続可能な経済になるのに役立っています。英国政府は、気候変動への懸念を克服し、実質ゼロ炭素排出目標を達成するために、水の電気分解法を用いた水素生産を増やすための安全な経済施設を支援しています。さらに、英国政府は2030年までに5GWの低炭素水素生産を達成することを決定しました。英国政府は、水素生産のための非常に持続可能で統合的な計画を導入する予定です。

アジア太平洋地域と日本この地域は、グリーン水素の生産を支援する適切な政府プログラムを備えた、成長著しい経済圏であり、多くの機会に満ちています。輸送、アンモニア、鉄鋼など、この地域で成長を続ける多くの産業は、燃料または原料として水素を使用しているため、グリーン水素に積極的に取り組んでいます。さらに、オーストラリア、韓国、インド、日本などのアジア太平洋・日本地域の国々は、温室効果ガス排出量の増加という問題に対処し、化石燃料への依存から脱却するための新たな解決策として期待されていることから、グリーン水素の生産への投資をますます増やしています。加えて、水素戦略を支援するため、多くの金融機関や国連環境計画は、この地域の水電解市場の成長につながると予測される大規模プロジェクトの開発に多額の投資を行っています。

中国中国は急速に成長する経済国であり、その経済成長により世界最大のエネルギー消費国および生産国となったことで、気候変動への懸念が高まり、化石燃料の不足につながっている。中国は、よりクリーンな燃料への転換や開発、そして中国政府の支援を受けた環境汚染対策など、賢明な取り組みを進め、気候変動を克服しようとしている。さらに、戦略国際問題研究所（CSIS）によると、中国は膨大な再生可能エネルギー資源に支えられ、水電解法によるグリーン水素の生産をますます積極的に進め、世界最大の水素生産国となっている。したがって、中国政府によるグリーン水素への支援強化と再生可能エネルギー資源の利用拡大は、中国における水電解市場の成長を後押ししている。

世界のその他の地域この地域は南米、中東、アフリカで構成されています。この地域では水の電解市場はまだ発展していませんが、再生可能エネルギーの大きな可能性と、政府によるグリーン水素プロジェクトへの投資の増加により、予測期間中にこの地域の水の電解市場の成長に大きなチャンスがもたらされると予想されます。