市場調査レポート

水電解市場の規模と見通し、2024年~2032年

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水電解市場は、2023年に69億4000万ドルと評価され、2032年には132億6000万ドルに達すると予測されており、予測期間(2024年~2032年)において年平均成長率(CAGR)7.5%で成長すると見込まれています。水電解は、核や再生可能エネルギー源から炭素フリーの水素を生成するための有望な方法です。このプロセスでは、水が水素と酸素に分解されます。電解槽はこのプロセスが行われる装置であり、小規模な分散型水素生成に適した小型の家電サイズの機械から、再生可能エネルギーやその他の温室効果ガスを排出しない電力供給と直接接続される可能性のある大規模な中央生産施設まで、さまざまなサイズがあります。

水電解は、食品産業、冶金産業、発電所など、いくつかの産業で利用される有名な技術です。さらに、水の構成要素である水素と酸素は、多くの用途があります。例えば、電解によって生成された水素はクリーンで再生可能かつ効率的な燃料源を提供します。水電解の主な目的は、純粋な水素と酸素ガスを生成することです。

現代の石油精製所では、多くのプロセスで大量の水素を使用しており、これはこれらのセクターにおいて重要な要素となっています。国際エネルギー機関(IEA)によれば、精製所の水素生成の主な供給源は天然ガスであり、その75%はメタンから生成されています。さらに、メタンのコストは水素生成プロセスにおける最大のボトルネックとされており、企業は水素生成のための他の解決策を見つけることが求められています。精製所の運営における水素生成は重要な要素であるため、その需要は常に増加しています。大規模な電解槽からのグリーン水素生成は、企業が水素需要の増加に対応しながら炭素排出を削減するのを助けています。精製所は環境規制に適合し炭素排出を削減するプレッシャーが増しているため、今後数年間で水電解技術の主要な採用者の一つになると予想され、世界市場の成長を促進します。

肥料生産プラントは、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、さらに肥料の製造に使用します。肥料プラントでは天然ガスを使用して水素が生成され、温室効果ガス排出を引き起こし、オゾン層破壊を含む環境に対していくつかの悪影響をもたらします。したがって、肥料会社は排出量を削減し、持続可能な生産に向かって移行しようとしており、肥料生産におけるグリーンケミカルの需要が増加しています。さらに、アメリカ化学会によれば、2020年にスペインの2社、FertiberiaとIberdrolaが、2027年までにスペインのプエルトジャーノにヨーロッパ最大のグリーン水素生成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、年間720メトリックトンの容量を持つグリーン水素生成プラントが設置され、100MWの太陽光発電所も備えており、水を酸素と水素に分解するための電解槽に電力を供給します。Fertiberiaはその後、水素を窒素と結合さ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、これも肥料の生産に使用されます。このように、グリーン肥料の需要の増加が市場の成長を促進しています。

国際エネルギー機関(IEA)は、水電解を通じて生成される水素の価格は、エネルギー価格と設備投資が最も重要な要因であると主張しています。したがって、グリーン水素の生産コストは、再生可能エネルギーと水電解技術のコストに依存します。商業化された水電解技術は主にアルカリ性とプロトン交換膜(PEM)水電解技術で構成されています。これらの中で、アルカリ性水電解技術は低pHの電解質と腐食性電極を含んでいます。一方、プロトン交換膜電解は、白金やイリジウムなどの高価な材料を含んでおり、頻繁に交換する必要があります。したがって、電極と触媒に使用される金属の高価格と水電解槽に関連するその他の問題が、業界が直面する課題であり、世界中で水電解技術の成長と広範な採用の障害となっています。

再生可能エネルギー源は、エネルギー需要が低いときに最も生産性が高く、使用されないエネルギーの過剰が発生し、エネルギー需要が高いときに最も生産性が低く、エネルギー不足が生じるため、供給と需要の不均衡を頻繁に経験します。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の需要が増加しています。水素はエネルギー貯蔵の優れた選択肢とされています。電解を通じて生成された水素は、後で使用するためにさまざまな緩く結合した水素化合物、圧縮ガス、または低温液体として保存することができます。また、発電のために定置型燃料電池で使用したり、燃料電池車に電力を供給したり、天然ガス配管に注入して炭素強度を低下させたり、その他のいくつかの用途に使用することができます。したがって、再生可能エネルギー貯蔵のための水素エネルギー貯蔵技術の適用が着実に成長していることから、予測期間中に水電解市場の成長のためのいくつかの有利な機会を提供することが期待されています。

地域別では、世界の水電解市場は、北アメリカ、ヨーロッパ、アジア太平洋地域と日本、中国、英国、その他の地域に分かれています。ヨーロッパは、予測期間中に最も重要な世界の水電解市場のシェアを持っています。ヨーロッパは、地域の炭素排出を最小限に抑えるために、水電解を用いた水素生成の低コストな方法に積極的に焦点を当てています。さらに、ヨーロッパは現在および将来の水素生成とその応用の側面を説明し、グリーン水素生成への投資を宣言する水素戦略を策定しました。輸送、鉄鋼、鉄製造などの産業でグリーン水素が燃料として使用される水素の使用を拡大することも、ヨーロッパの水素戦略の最前線にあります。さらに、多くの金融機関とヨーロッパ投資銀行(EIB)は、地域での大規模なグリーン水素プロジェクトの開発に対して重要な資金を提供しています。

北アメリカは、予測期間中に8.2%のCAGRで成長すると推定されています。北アメリカ地域は世界で最も発達した地域の一つであり、地域内の環境問題の高まりとエネルギー資源の減少が、持続可能な水素生成方法の需要を増加させています。さらに、北アメリカは、水素生成のための光生物学的水分解、高温水分解、水電解などの革新的な技術を採用しています。この進展は、持続可能な水素生成技術への投資が増加していることを示しており、地域内の水電解市場の成長を促進しています。

英国は、商業、産業、住宅セクターでのグリーン水素の使用を増やすことに積極的に焦点を当てている国の一つです。水素の使用に向けた政府の取り組みの増加は、国をより良く持続可能な経済にするのを助けています。英国政府は、気候問題を克服し、炭素排出ゼロの目標を達成するために、水電解法を使用して水素生成を増やすための経済的な施設の確保を支援しています。さらに、英国政府は2030年までに5 GWの低炭素水素生成を達成することを決定しました。英国政府は、水素を生産するための高持続可能で統合された計画を導入することを計画しています。

アジア太平洋地域と日本は、成長機会と成長する経済が広がっており、グリーン水素生成を支援する政府プログラムが適切に実施されています。地域の多くの成長産業、例えば輸送、アンモニア、鉄鋼、鉄などは、これらの産業が水素を燃料または原料として使用するため、グリーン水素に積極的に焦点を当てています。さらに、オーストラリア、韓国、インド、日本など、アジア太平洋地域と日本の国々は、温室効果ガス排出の増加という問題に対処し、化石燃料への依存を排除するための新たな解決策と予想されるため、グリーン水素の生産にますます投資しています。さらに、国連環境計画(UNEP)をはじめとする多くの金融機関が、地域での大規模プロジェクトの開発に重要な投資を提供しており、これが地域の水電解市場の成長を促進することが予想されます。

中国は急成長する経済であり、繁栄する経済は、世界最大のエネルギー消費国かつ生産国となっており、気候への懸念を高め、化石燃料の不足につながっています。中国は、クリーンな燃料への切り替えと発明、気候変動を克服するための汚染防止措置を講じることで、賢明な動きをしています。さらに、戦略国際問題研究所(CSIS)によれば、中国は、豊富な再生可能エネルギー資源に支えられ、水電解法を用いたグリーン水素の生成の採用を増やしており、世界最大の水素生産国となっています。したがって、中国政府によるグリーン水素への増加する支援と再生可能エネルギー資源の利用拡大が、中国国内の水電解市場の成長を支えています。

その他の地域には、南アメリカと中東、アフリカが含まれます。この地域の水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膨大な可能性とグリーン水素プロジェクトに向けた政府からの増加する投資が、予測期間中にこの地域の水電解市場の成長にとって有利な機会を提供すると予想されています。

電解槽のタイプに基づいて、世界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)、アニオン交換膜(AEM)電解槽に分かれています。アルカリ電解槽セグメントは、予測期間中に最大の市場シェアを占めています。アルカリ電解槽は、メガワット規模までのグリーン水素生成のための成熟した技術であり、世界中で最も広く使用されている電解技術の一つを表しています。一般的なアルカリ電解槽ユニットは主に、アノードとカソードの二つの電極で構成されています。これらの電極は、20~30質量%の水酸化カリウム(KOH)を含む高濃度の水性アルカリ電解液に浸されます。さらに、アルカリ電解槽は、他の電解槽に比べて設置コストが最も低く、苛性電解液の管理と中程度の水酸化物イオン移動度による限られた電流密度というわずかな欠点があります。新しい高度なアルカリ電解槽は、新しいポリマーに基づく膜の概念に基づいており、今後数年間でアルカリ電解槽セグメントの成長を促進することが期待されています。プロトン交換膜(PEM)水電解槽は、水素生成のためのコンパクトなユニットであり、優れた性能と安定性を提供します。


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Report Coverage & Structure

レポートの構造概要

このレポートは、主に水電解市場に焦点を当て、その詳細な分析を提供しています。以下のセクションでレポートの構造を説明します。

序論と調査方法

  • 調査の範囲とセグメンテーション
  • 調査目的、制限事項、仮定
  • 市場の範囲とセグメンテーション
  • 考慮される通貨と価格設定

市場機会の評価

  • 新興地域/国、企業、アプリケーション/エンドユース

市場動向と影響要因

  • 市場の推進要因と警告要因
  • 最新のマクロ経済指標、地政学的影響、技術要因

市場評価

  • ポーターのファイブフォース分析、バリューチェーン分析

規制の枠組み

  • 北アメリカ、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカの地域ごとの規制

ESGトレンドと市場規模分析

  • 水電解市場の導入および電解槽の種類ごとの分析
  • エンドユーザーアプリケーションごとの市場分析

地域別市場分析

各地域での市場分析は、以下のような構造で行われています:

北アメリカ市場分析

  • 米国とカナダの市場分析
  • 電解槽の種類およびエンドユーザーアプリケーション別の詳細分析

ヨーロッパ市場分析

  • イギリス、ドイツ、フランス、スペイン、イタリア、ロシア、北欧、ベネルクス、その他のヨーロッパ地域の市場分析

アジア太平洋市場分析

  • 中国、韓国、日本、インド、オーストラリア、台湾、東南アジアの市場分析

中東・アフリカ市場分析

  • UAEを含む中東・アフリカ地域の市場分析

このレポートは、各地域における水電解市場の状況を詳細に評価し、関連する機会とリスクを明らかにしています。


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[参考情報]
水電解(すいでんかい)は、水を化学的に分解して水素と酸素を生成するプロセスを指します。水はH2Oという化学式を持つ化合物であり、水電解ではこの水分子を構成する水素(H2)と酸素(O2)に分離します。このプロセスは、外部から電力を供給して水を分解するため、電解とも呼ばれます。水電解は、再生可能エネルギーを利用したクリーンな水素製造方法として注目されています。

水電解の主な種類には、アルカリ水電解、プロトン交換膜(PEM)水電解、固体酸化物水電解(SOEC)の3つがあります。アルカリ水電解は、最も古くから使用されている技術で、アルカリ溶液を電解質として使用します。この方法は比較的低コストであり、大規模な水素生産に適しています。PEM水電解は、固体の高分子膜を電解質として使用する技術で、より高い効率を持ち、迅速に反応する特性があります。SOECは、高温条件下で水を電解する方法であり、他の方法に比べて電力消費が少ないという利点がありますが、高温に耐える材料が必要です。

水電解の用途は多岐にわたります。主な用途としては、燃料電池用の水素ガスの製造があります。燃料電池は水素と酸素を反応させて電気を生む装置であり、クリーンエネルギー源として注目されています。また、水素は化学工業での原料としても使用され、アンモニアの製造や石油精製プロセスでの利用があります。さらに、再生可能エネルギーの不安定な供給を安定化するために、余剰電力を利用して水素を生成し、エネルギーを貯蔵する方法としても期待されています。

関連する技術としては、再生可能エネルギーと組み合わせた水素製造が挙げられます。風力発電や太陽光発電のような再生可能エネルギーは、その出力が天候や時間帯に依存するため、エネルギーの供給が不安定です。水電解を用いることで、こうした不安定な電力を水素という形で貯蔵し、需要に応じて利用することが可能になります。このプロセスは、カーボンニュートラルな社会を実現するための重要な技術とされています。

水電解技術は、持続可能なエネルギー社会を築くための鍵となる技術の一つであり、その開発と普及が進められています。特に、二酸化炭素排出を削減するための手段として、再生可能エネルギーからの水素製造が強く求められています。これにより、温室効果ガスの削減や化石燃料への依存を減らすことが期待されています。