世界のグリーン水素市場2025-2030：アルカリ電解、固体酸化物電解、陰イオン交換（AEM）電解
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グリーン水素の市場規模は、2025年には0.45百万トンと推定され、予測期間（2025-2030年）の年平均成長率は36.35%で、2030年には214万トンに達すると予測されています。
再生可能電力の急速なコスト低下、脱炭素化政策の強化、電解槽の技術革新の加速により、廃炉が困難なセクターの需要が強化されています。アジア太平洋地域が世界的な容量拡大を支える一方、ヨーロッパは低炭素生産に報いる政策的な導入目標を掲げて躍進。アルカリシステムはコスト・リーダーを維持していますが、プロトン交換膜（PEM）ユニットが、変動する太陽電池や風力発電資産に関連するプロジェクトでシェアを拡大しています。製油所が最大の買い手であることに変わりはありませんが、化学メーカーがグリーンアンモニアとメタノールに参入することで、長期的な消費パターンが変わりつつあります。
レポートの主なポイント
- 技術別では、アルカリ電解が2025年のグリーン水素市場シェアの55%を占めトップであるのに対し、PEMは2030年までのCAGRが42.30%と最も高くなると予測。
- エンドユーザー産業別では、精製部門が2025年のグリーン水素市場規模の35%を占め、化学部門は2025年から2030年にかけて年平均成長率47.18%で拡大すると予測。
- 地域別では、アジア太平洋地域が2025年のグリーン水素市場規模の48%を占め、ヨーロッパが2030年までのCAGR 54.17%で最も急成長する地域。
高照度地域における再生可能エネルギーの平準化コストの低下
中東やチリ、インドなどの資源が豊富な地域の太陽光発電と風力発電の料金は20米ドル/MWhを下回っており、電解槽の年間稼働時間が長くなり、水素製造コストが大幅に削減されます。高いユーティリティは、生産される1キログラムあたりの固定費部分を削減し、グリーン水素市場のプロジェクト・ファイナンス・モデルを再構築するのに十分な納入価格を引き下げます。デベロッパーは、卸売価格よりも低い電力を確保するために、オンサイト再生可能エネルギーの周辺に生産能力を集中させており、南ヨーロッパの政府は輸出収入を獲得するために許認可を迅速に進めています。このような地帯に出現した生産クラスターは、水素派生物を輸出する可能性が高く、国境を越えたパイプラインの提案や特殊な運搬船の設計を促しています。やがて、太陽がさんさんと降り注ぐ地域での生産拠点と、産業クラスターの近くでの消費拠点という二層構造の地理が、世界のエネルギー貿易を再定義することになるかもしれません。
欧州の鉄鋼・肥料生産における産業界の脱炭素義務化
ヨーロッパの炭素国境調整メカニズムは、輸入鉄鋼と肥料に炭素価格の上昇を埋め込み、国内生産者に炉やアンモニアプラントをグリーン水素で稼働するように転換する明確なインセンティブを与えます。スウェーデンとドイツにおける最初の直接還元鉄プロジェクトは、95％の排出削減への道筋を示すものであり、複数GWの電解槽入札と再生可能電力の長期電力購入契約を支えるものです。政策の確実性により、プロジェクト開発のスケジュールは4年未満に短縮され、輸出信用機関や気候変動に焦点を当てたインフラファンドからの融資を集めています。大手鉄鋼メーカーは、残存コストのハードルに直面していますが、技術学習曲線と再生可能電力オークションは、パリティギャップを縮小し続け、グリーン水素市場の需要見通しを強化しています。
化学産業における可能性の実現
アンモニアとメタノールの製造業者は、再生可能水素を肥料、プラスチック、海洋燃料の原料に変えるパイロット装置の規模を拡大しています。早期導入企業では、電解とプロセス熱回収を組み合わせることで、工場全体のエネルギー効率を改善し、排出量の削減を報告しています。電解槽メーカーと触媒スペシャリストのパートナーシップにより、電流密度の高いユニットが提供され、製品1トン当たりの水素投入コストが低下しています。資本コストが予測通りに低下すれば、中程度の炭素価格であっても内部収益率のしきい値を達成できる可能性があり、グリーン水素市場における化学品需要の伸びを後押しする[1]： 王立協会、「ネット・ゼロ・チャレンジにおける水素とアンモニアの役割」、royalsociety.org。
炭素排出に関する環境問題の高まり
企業のネット・ゼロ誓約は、スコープ1と2の排出量を削減する低炭素分子を保証するプレミアムを支払う意欲を引き起こしました。初期の調達ラウンドのデータによると、需要強度は4段階に分かれており、航空用と先端ポリマーが最も高いプレミアムを支払っています。この階層構造は、電解槽の建設を引き受ける再生可能エネルギー電力購入契約に似た契約モデルを生み出しています。投資家は、長期のオフテイク契約を、価格の不確実性を緩和し、混合金融を解除する、銀行取引可能な収益源と見なしています。製品の二酸化炭素排出量に対する消費者の目が厳しくなるにつれて、ブランド主導の参加が強化され、厳しい規制が始まる前であっても、グリーン水素市場の早期のスケールアップを後押しします。
電解槽スタックの原料不足
PEM電解槽のスケーリングは、イリジウムとプラチナの供給量に限りがあることが制約となっています。2030年の需要予測は、現在の採掘量を4倍上回っています。メーカー各社は、高度なスパッタリングによる触媒装填量の削減、リサイクル可能なスタック設計の採用、PGM以外の代替材料の調査を競っています。中国の競合他社は優遇的な原料アクセスを享受しているため、欧州のベンダーは特に厳しい状況にさらされています。このような制約は、リサイクルや代替技術が規模を拡大するにつれて3年以内に緩和される見込みですが、グリーン水素市場の短期的な成長見通しを妨げています。
ヨーロッパにおける大規模電解のための送電網容量の限界
数百メガワットの電解槽の導入には、大容量の送電網接続が必要ですが、その許可にはしばしば8年かかります。スウェーデンの研究によると、より迅速な認可が得られなければ、完全な産業用電化は2050年以降にずれ込み、投資家の信頼を損なうことになります。開発業者は、自家発電と電気分解を組み合わせたビハインド・ザ・メーター方式を提案し、系統連系の必要性を減らしています。しかし、電解槽の建設（2～3年）と送電網の強化（5～10年） の間にずれが生じ、実行リスクが生じます。許認可が加速しない限り、送電網のボトルネックがグリーン水素市場の展開率の重荷になるでしょう。
セグメント分析
技術別： アルカリが優勢、PEMが加速
アルカリシステムが2025年のグリーン水素市場シェアの55％を占め、資本支出の少なさ、長年の運転実績、非貴金属触媒を使用できることなどが支持されています。スタックの平均寿命は70,000時間を超え、設計の段階的なアップグレードにより、変換効率は90%に近づいています。このような特性により、アルカリ性ユニットは、グリーン水素市場規模予測の範囲内で、一定のベースロード生産を必要とする製油所や肥料の設備の中心的存在であり続けています。
PEM技術は、絶対数こそ少ないものの、急速な立ち上がりと変動する再生可能エネルギー投入への適合性により、年平均成長率42.30%で拡大しています。スペインやテキサスでは、太陽光と風力のハイブリッド・プロジェクトが電力捕捉率を最大化するためにPEMモジュールを選択しており、自動車OEMは燃料電池車との燃料供給インフラの互換性のためにPEMを支持しています。膜の耐久性と触媒利用の継続的な進歩により、2030年までに総スタックコストは半減すると予想され、寿命換算ベースでPEMはアルカリと同等に近づくでしょう。固体酸化物電解質と陰イオン交換膜の代替案は、まだ試験段階ですが、それぞれ廃熱と低コストの材料を統合できることから、将来の競争力が期待できます。
800 °Cで作動する第2世代の固体酸化物電解槽は、産業廃熱を供給することで100%を超える熱力学的効率を示し、水素1キログラムあたりの電力需要を4分の1に削減します。石油化学コンビナートをターゲットとする開発者は、排ガスと熱の流れが電解ユニットに供給され、工場全体の排出削減を拡大する統合ループを想定しています。AEMの設計は、アルカリ性のコスト・プロファイルとPEMレベルの応答時間の融合を追求しています。最近のプロトタイプは、長時間のサイクル運転で95%の効率を記録しており、近い将来、分散型発電に適していることを示唆しています[2]： Evonik, “Green Hydrogen Economy： エボニックは陰イオン交換膜製造プラントを建設中」、evonik.com 。これらの軌跡を総合すると、技術の多様性がグリーン水素市場の対応可能な総需要を拡大し続けることがわかります。
エンドユーザー産業別： 精製がリードする一方、化学が急増
水素化脱硫と水素化分解は高純度水素に大きく依存するため、2025年のグリーン水素市場規模の35%を製油所が占めます。既存のSMRベースの水素ユニットは後付けや段階的な置き換えが可能なため、統合は容易であり、スコープ1排出量を即座に削減することができます。トタル・エナジーズ社とエア・プロダクツ社との年間7万トンの供給契約のような長期引取契約は、精製業者がいかに量と価格の確実性を確保するかを示しています[3]： Air Liquide, 「Air Liquide Announces Major Investments to Support European Decarbonization Collaboration with TotalEnergies,」, airliquide.com. これらの契約は、多くの場合、新たな燃料炭素基準を満たすための再生可能エネルギーの調達と組み合わされ、グリーン水素市場におけるベースライン需要を強化しています。
化学は最も急成長している分野であり、グリーンアンモニアとメタノールの生産能力がパイロットスケールから商業スケールに進むにつれて、年平均成長率47.18%で加速しています。肥料メーカーは、水素誘導体をEUと北米の製品炭素情報開示のコンプライアンス・ツールと見なしており、メタノールメーカーは、今後予定されているIMO規則で価格プレミアムが付く海洋燃料用途をターゲットとしています。水素直接還元鉄をベースとする鉄鋼プロジェクトも進展しており、初期セットアップが技術的に可能であることが証明されれば、後続の注文が将来の電解槽出荷量の2桁のシェアを占める可能性があります。輸送分野では、日本と韓国の国家的なモビリティ計画が、予測可能なグリーン水素供給に依存するステーション建設を下支えしており、モビリティ需要がグリーン水素市場のもう一つの構造的な足となっています。
地域分析
アジア太平洋地域は、コスト競争力のある太陽電池製造、大規模な国内エネルギー需要、積極的な政策枠組みの恩恵を受け、2025年のグリーン水素市場を48%のシェアでリード。電解槽の製造能力が圧倒的な中国は、アルカリシステムを欧州のそれと比べて低価格で輸出しており、この価格差は世界的なプロジェクトの経済性に大きな影響を及ぼしています。インドの国家グリーン水素ミッションは、2030年までに年間生産量500万トンを目標としており、税制優遇措置や送電網料金免除を含む880億米ドルの投資計画に支えられています。日本と韓国は、輸入物流を優先し、輸送船をチャーターし、液体水素やアンモニアの荷揚げのために港湾スペースを確保しており、グリーン水素市場全体の統合サプライチェーンに向けた地域の位置づけとなっています。
ヨーロッパは、年平均成長率54.17%で最も急成長している地域であり、50億ユーロ以上の直接公的資金に支えられています。各加盟国は、ワンストップ・ショップ機関を通じて許認可を合理化し、灰色分子とグリーン分子のコストギャップを埋める差分契約を競売にかけています。スペインは、比較的低い太陽光発電コストと海上輸出ルートへの近さを活かし、2030年までに11GWの電解槽設置を目指しています。ドイツのGET H2 Nukleusパイプラインはニーダーザクセン州の産業クラスターを支援し、オランダは北海の洋上風力水素ハブを加速させています。規制の明確化と協調的なインフラ計画は投資家の信頼を強化し、ヨーロッパがグリーン水素市場で勢いを維持することを確実にします。
北米、南米、中東は、補完的な成長ベクトルを追加します。米国では、インフレ抑制法に基づく生産税額控除が最大で1kgあたり3米ドルに相当するため、メキシコ湾岸と中西部の回廊におけるプロジェクトのバンカビリティが強化されます。ブラジルの陸上風力と太陽光資源は、年間200万トン以上のグリーン水素を生産可能で、セアラ州とペルナンブコ州の沿岸港ではすでに輸出ターミナルのFEEDスタディが行われています。サウジアラビアのNEOM開発は、4GWの自然エネルギーと220万kWの電解槽を組み合わせ、ヨーロッパとアジアへのアンモニア輸出を目標としています。水不足が海水淡水化を必要とする一方で、豊富な土地と日射量がコスト・リーダーシップを支えています。これらのイニシアチブを総合すると、グリーン水素市場の世界的に多様な成長マップが完成します。
競争環境
グリーン水素市場は、産業ガス・メジャー、電解槽専門企業、再生可能資産所有企業、エネルギー多国籍企業の4つの層に分かれています。エア・リキード、リンデ、エアープロダクツのような企業は、ガスハンドリングの専門知識を活用し、オフテイク保証をバンドルすることで、大規模なEPC契約を確保しています。Nel ASAとITM Powerは、2027年までに年間5GWの発電容量を目標に、スタックの革新に注力しています。Iberdrola社やØrsted社などの再生可能エネルギー開発企業は、垂直統合により最大20％のコスト削減を達成。
中国メーカーが欧州の装置価格を最大40％引き下げたため、欧州のサプライヤーは自動化とモジュール設計を採用。新たなニッチ分野としては、半導体用の高純度水素や、グリッドバランシング用の水素貯蔵が挙げられます。エナパーのようなイノベーターは低コストの陰イオン交換膜技術を開発し、アルカリ性の既存企業に挑戦しています。
ジョンソン・マッセイはPEMスタックにおけるPGMの使用量を削減し、BPやシェルなどの石油メジャーは大規模なオフテイクで再生可能エネルギーを統合するなど、戦略的提携が成長を牽引しています。市場でのリーダーシップは、財務力、技術の差別化、再生可能エネルギーへのアクセスにかかっています。
最近の業界動向
- 2025年2月 エボニックは、年間250万kWの電解能力をサポートするデュライオン陰イオン交換膜を製造するパイロットプラントをドイツのマールに建設開始。
- 2025年2月 エア・リキードは、ロッテルダムとゼーラントで、年間50万トンのCO₂排出量削減を目指す、合計450MW、投資額10億ユーロの2つの電解槽プロジェクトを開始。
- 2025年3月 ABBとシャルボン・ハイドロジェンは、北米全域で最大15基のモジュール式製造施設を開発することで合意。
- 2025年1月 Lhyfe社は、100GWの再生可能エネルギー・ポートフォリオを通じて、2030年までに年間100万トンのグリーン水素生産を目指すMasdar社とMoUを締結。
1. はじめに
- 1.1 前提条件と市場定義
- 1.2 調査範囲
2. 調査方法
3. エグゼクティブサマリー
4. 市場概況
- 4.1 市場概要
- 4.2 市場促進要因
- 4.2.1 高照度地域における再生可能エネルギーの平準化コストの低下
- 4.2.2 欧州の鉄鋼と肥料生産における脱炭素化の義務化
- 4.2.3 化学産業における可能性の実現
- 4.2.4 炭素排出に関する環境問題の高まり
- 4.2.5 グリーン・アンモニア燃料補給の需要を促進する海上燃料規制
- 4.3 市場の阻害要因
- 4.3.1 電解槽スタックの原料不足
- 4.3.2 ヨーロッパにおける大規模電解用の送電網容量の制限
- 4.3.3 低温輸送によるグリーンH₂輸送の高コスト
- 4.4 バリューチェーン分析
- 4.5 技術的展望
- 4.6 ポーターの5つの力
- 4.6.1 サプライヤーの交渉力
- 4.6.2 買い手の交渉力
- 4.6.3 新規参入者の脅威
- 4.6.4 代替製品の脅威
- 4.6.5 競争の程度
5. 市場規模・成長予測（数量）
- 5.1 技術別
- 5.1.1 アルカリ電解
- 5.1.2 プロトン交換膜（PEM）電解
- 5.1.3 固体酸化物電解
- 5.1.4 陰イオン交換膜（AEM）電解
- 5.2 エンドユーザー産業別
- 5.2.1 精製
- 5.2.2 化学
- 5.2.3 鉄鋼
- 5.2.4 輸送
- 5.2.5 その他のエンドユーザー産業（発電、ガラス、半導体）
- 5.3 地域別
- 5.3.1 アジア太平洋
- 5.3.1.1 中国
- 5.3.1.2 インド
- 5.3.1.3 日本
- 5.3.1.4 韓国
- 5.3.1.5 その他のアジア太平洋地域
- 5.3.2 北米
- 5.3.2.1 米国
- 5.3.2.2 カナダ
- 5.3.2.3 メキシコ
- 5.3.3 ヨーロッパ
- 5.3.3.1 ドイツ
- 5.3.3.2 イギリス
- 5.3.3.3 フランス
- 5.3.3.4 イタリア
- 5.3.3.5 その他のヨーロッパ
- 5.3.4 南米
- 5.3.4.1 ブラジル
- 5.3.4.2 アルゼンチン
- 5.3.4.3 その他の南米地域
- 5.3.5 中東・アフリカ
- 5.3.5.1 サウジアラビア
- 5.3.5.2 南アフリカ
- 5.3.5.3 その他の中東・アフリカ地域
6. 競争環境
- 6.1 市場集中
- 6.2 戦略的な動き
- 6.3 市場シェア分析
- 6.4 企業プロフィール（グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、コアセグメント、財務情報、戦略情報、主要企業の市場ランク／シェア、製品・サービス、最近の動向を含む）
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- 6.4.1 Air Liquide
- 6.4.2 Air Products and Chemicals Inc.
- 6.4.3 BP PLC
- 6.4.4 CHARBONE Hydrogen Corporation
- 6.4.5 China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec)
- 6.4.6 China Three Gorges Corporation
- 6.4.7 Cummins Inc.
- 6.4.8 Engie SA
- 6.4.9 Fortescue Future Industries
- 6.4.10 Green Hydrogen International Corp.
- 6.4.11 Iberdrola SA
- 6.4.12 Intercontinental Energy
- 6.4.13 ITM Power PLC
- 6.4.14 Lhyfe SA
- 6.4.15 Linde PLC
- 6.4.16 McPhy Energy S.A.
- 6.4.17 Nel
- 6.4.18 Ningxia Baofeng Energy Group Co. Ltd.
- 6.4.19 Orsted A/S
- 6.4.20 Plug Power Inc.
- 6.4.21 Reliance Industries Limited
- 6.4.22 Shell PLC
- 6.4.23 Siemens Energy AG
- 6.4.24 thyssenkrupp nucera
- 6.4.25 Tidewater Renewables Ltd.
- 6.4.26 Uniper SE
- 6.4.27 Yara
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7. 市場機会と将来展望
- 7.1 ホワイトスペースとアンメットニーズの評価
- 7.2 グリーン水素の利用を促進する有利な政策と規制
世界のグリーン水素市場レポート範囲
グリーン水素は、再生可能な電力を使用した電気分解プロセスによって生成され、水を水素と酸素に分解します。燃焼中や製造中に汚染ガスを排出しません。グリーン水素は、輸送、発電、精製産業などに応用されています。
グリーン水素市場は、エンドユーザー産業と地域によって区分されます。エンドユーザー産業別では、精製、化学、鉄鋼、輸送、電力、その他のエンドユーザー産業に分類。また、主要地域11カ国におけるグリーン水素市場の市場規模や予測も掲載しています。各セグメントについて、市場規模および予測は数量（トン）に基づいています。
本レポートで扱う主な質問
現在のグリーン水素市場の規模と成長速度は？
2025年の市場規模は0.45万トン、2030年には214万トンに達すると予測され、年平均成長率は36.35%です。
現在の電解槽の売上を支配している技術は何ですか？
成熟した製造と低い資本コストにより、アルカリユニットが売上の55%を占めています。一方、PEMシステムはCAGR 42.30%で最も急速に拡大しています。
グリーン水素市場の主要プレーヤーは？
China Petroleum & Chemical Corporation、Ningxia Baofeng Energy Group Co. Ltd.、Plug Power Inc.、China Three Gorges Corporation (CTG)、Tidewater Renewables Ltd.が、グリーン水素市場で事業を展開している主要企業です。
次の需要を牽引するエンドユーザー別セクターは？
石油精製が最大の消費者であることに変わりはありませんが、化学、特にグリーンアンモニアとメタノールは、2030年までのCAGRが47.18%と最も高い伸びを記録する見込みです。
最も成長見通しの強い地域は？
アジア太平洋地域が48％で最大のシェアを維持しているのに対し、ヨーロッパは包括的な政策インセンティブに支えられ、CAGR 54.17％で最も速い成長を示しています。
業界が直面しているサプライチェーンの主な課題は何ですか？
PEMスタック用の白金族金属が限定的にしか入手できないことが当面のボトルネックとなり、リサイクルや代替措置が規模を拡大するまでの間、生産能力増強が遅れる可能性があります。
海事規制は需要にどう影響しますか？
IMOのネット・ゼロの枠組みは2027年から有効で、グリーン・アンモニアの消費を増加させると予測され、海運はグリーン水素市場の長期的な主要需要アンカーとして位置づけられます。
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