市場概要

 

世界のグリーン水素市場は、予測期間中（2024-2031年）に年平均成長率20.9%に達すると予測されています。 グリーン水素は普遍的で軽く、反応性が高く、温室効果ガスの排出を大幅に削減する可能性を秘めている。

電流を使って水中の酸素から水素を分離する電解は、グリーン水素を作り出す数多くの技術のひとつである。また、バイオガスは、水素分離、水-ガスシフト反応、バイオガス改質を含む多段階プロセスにより、持続可能な資源としてグリーン水素に変換することができる。グリーン水素は、鉄鋼や化学のような産業や、燃料や原料として使用される海運や運輸のようなビジネスの脱炭素化にも役立つ可能性がある。グリーン水素は、化石燃料の代わりに発電し、再生可能エネルギーを貯蔵することもできる。ガスタービンは、グリーン水素とアンモニアを使用して、電力需要と供給の変動を制御することもできる。

グリーン水素市場のダイナミクス
輸送産業におけるグリーン水素の利用増加は、世界のグリーン水素市場の主要な促進要因である。しかし、製造プロセス、輸送、貯蔵に関連する制約が市場の主要な阻害要因となる可能性がある。

輸送産業におけるグリーン水素の利用増加

都市部での大気汚染や大気中への二酸化炭素排出量の削減など、多くの環境的利点があるため、グリーン水素は輸送業界で広く使用されている。輸送産業は、温室効果ガス排出と都市大気汚染のほぼ25％を担っている。モビリティ分野で化石燃料を代替できるグリーン水素は、エネルギー効率の高い脱炭素システムへの有望なアプローチである。

世界は、ネット・ゼロ・エミッションの目標に向かう方法を変える準備を整えつつある。運輸部門では、燃料電池や内燃機関で水素を直接使用する車両の開発が進んでいる。水素を動力源とするフォークリフトはすでに誕生し、ヨーロッパ、アジア、北米のいくつかの産業で使用されている。

特にAPAC、北米、欧州では、燃料電池を搭載した電気自動車や電気バスの人気が高いため、グリーン水素の需要が急増している。水素燃料電池車を供給するため、欧州連合（EU）は2030年までに、合計容量約261万5,000トンのグリーン水素を供給する約5,000カ所の水素ステーションを設置する予定である。

2017年以降、米国は水素燃料のインフラと開発に毎年1億5,000万米ドルを投資している。さらに、欧州とアジアの政府は、水素燃料製造に毎年20億米ドル以上を投資している。

中国は、2023年までに水素を燃料とする輸送機関に2,170億米ドル以上を投資することを約束している。インド科学技術省の上級顧問によれば、インドが2070年までにカーボンニュートラルを達成するためには、環境に優しい水素と電気自動車への移行が不可欠である。運輸は、それが実現する分野のひとつである。

製造プロセスを経済的・商業的に実行可能なものにすることは、このプロセスの最も難しい側面である。インドを含む多くの国が国家的な水素プログラムを発表しているが、電気分解のような多くの製造プロセスがまだ試験段階であるため、燃料をどのように大規模に商業化するかはまだ決定していない。

加えて、グリーン水素の初期製造コストは、平均してグレー水素よりも高い。貯蔵や輸送のためのインフラがないため、この課題はより困難になっている。プラントを建設するための固定費は戦いの半分に過ぎず、グリーン水素の輸送には財政的な問題や安全保障上の問題が残っている。経営陣は、戦略的輸送計画の視野において、2つの異なるタイプの不確実性に対処しなければならない。まず第一に、過去のデータが乏しいため、モデルの多数のパラメーターの値を確信を持って予測することは不可能である。

さらに、このようなネットワーク設計の課題は複雑であるため、経営者や意思決定者はモデルの具体的な制約を指定することができない。グリーン水素サプライチェーンにおける制約の柔軟性は重要であるにもかかわらず、それらがモデルの定式化にどのような影響を与えるかを検討した研究者はまだいない。このような不確実性は、結果の信頼性に大きく影響し、輸送ネットワークの応答性に大きく影響する可能性があり、顧客の需要に対する憤りを増大させる可能性がある。

COVID-19 グリーン水素市場成長への影響分析
グリーン水素ガスの需要は、水素ベースの燃料電池自動車の世界的な発売・販売の急増によって牽引されている。例えば、2020年6月12日、H2X Australiaは水素燃料電池自動車（FCEV）を発売し、トラクターや自動車などの大型車から移動体を含む幅広い水素燃料電池自動車（FCEV）の生産を計画している。現在、金属、ガラス、製薬などに関連するいくつかの製造業が、燃料としての水素を十分に供給しているため、グリーン水素ガスの需要は安定している。

燃料としての水素の需要は、水素を燃料とする新しい自動車の発売と水素燃料ステーションの需要の急増により増加している。例えば、2020年11月27日、オーストラリアの電力供給会社オリジン・エナジー社は、オーストラリア国内に約300MWの水素電解槽とバイ電池を設置することで、水素製造を加速させることを計画している。このように、複数の大手企業が水素関連プロジェクトに投資することで、需要は増加するとみられる。水素技術への投資を直接奨励する政策をとる国の数は増えており、対象となる産業の数も増えている。現在、水素を直接支援する約50の目標、義務、政策インセンティブが実施されており、その大半は輸送に焦点を当てている。

例えば、2020年10月23日、キャンベラ・オーストラリア政府は、アジア再生可能エネルギー・ハブ（AREH）に360億米ドルのプロジェクトを発注し、メガ水素と再生可能エネルギー・プロジェクトを迅速に推進することを決定した。このように、現在、アジア太平洋地域における水素電解槽の需要は、大手企業や政府当局による水素技術への大規模投資やプロジェクトの急増に伴い、安定的に推移している。COVID-19が大流行する中、グリーン水素ガスの価格構造は、水素の需要不足により若干低下した。オーストラリア政府は、水素関連技術のインフラ整備に巨額の投資を割り当てることで、水素製造の総コストを削減することを計画している。エナッパー社の水素電解装置による水素製造コストは、2019年時点で7.6米ドル未満であり、同社は2020年から2030年の間に1Kg当たり約1.60米ドルのコスト削減を目指している。

また、水素技術に対する政府の支援や取り組みによって、水素製造コストが低下する可能性もある。例えば、オーストラリア政府は2019年に国家水素戦略を立ち上げ、水素製造コストを1.48米ドル以下（1kgあたり2豪ドル以下）から引き下げることを目指している。

グリーン水素市場のセグメント分析
世界のグリーン水素市場は、技術、再生可能資源、用途、エンドユーザー、地域に基づいて分類される。

必要な構成とサイズで、あらゆる用途にカスタマイズされた屋内水素ソリューションを提供するコンパクトサイズのアルカリプラットフォームで、費用対効果を提供する先進技術の発売が増加

アルカリ電解槽は、水素製造用の電解質として水酸化カリウムと水酸化ナトリウム溶液を使用します。アルカリ電解槽は、電解質溶液中に挿入された2つの電極から構成され、十分な電圧が供給されると化学反応が起こります。この反応により、陽極と陰極でそれぞれ水分子がOH-イオンとH2分子に分離される。

アルカリ電解槽の需要は、必要な構成とサイズで、どのような用途にもカスタマイズされた屋内水素ソリューションを提供するコンパクトサイズのアルカリプラットフォームで、費用対効果を提供する先進技術の発売が増加していることに牽引されている。例えば、2019年7月11日、Nel ASAはA1000アルカリ水素電解槽を発売した。これは約2トン/日の水素製造能力を持つ中規模電解槽である。アルカリ性A1000水素電解槽は、業界をリードするAレンジ大気圧アルカリプラットフォーム用に構築されている。サイズは600～970Nm3/hrで、顧客の需要に応じて柔軟に拡張できる。

水素製造用電解槽の開発に対する政府の取り組み、支援、資金援助がさらに増加し、開発プロジェクトが急増していることが、アルカリ電解槽市場を後押ししている。例えば、2020年4月17日、旭化成の電解システムは、日本の阿島水素エネルギー研究フィールドで水素を供給するために、世界最大の10MWアルカリ水素電解槽の運転を開始した。同システムは、新エネルギー産業技術総合開発機構（NADO）の技術開発プロジェクトとして、福島県双葉郡浪江町の水素エネルギー研究フィールドに設置された。アルカリ水素電解槽は、毎時1200Nm3の水素を製造することができます。

また、発展途上国におけるアルカリ水素電解槽は、化石燃料の不足と、石油や石炭などの化石燃料の輸入を最小限に抑えるための再生可能エネルギー事業への政府投資の増加などにより増加している。例えば2016年、石油、石炭、液化天然ガスなどの化石燃料の日本の輸入量は約89%増加し、日本は世界第3位の石炭輸入国となった。これは、この地域の水素アルカリ電解槽市場に大きな需要をもたらした。

さらに、水素電解槽を発売・開発する大手メーカーが、政府の支援や資金援助と相まって、アルカリ電解槽市場の世界的な成長のための大規模な需要を生み出している。

例えば、2021年7月、現代自動車株式会社と起亜株式会社は、Next Hydrogen Solutions Inc.の子会社で水電解技術に特化したカナダの事業者であるNext Hydrogen Corporationと覚書を締結することで、安価でクリーンな水素製造によるグローバルな水素社会の到来に向けた取り組みを強化した。この覚書によると、両社は、グリーン水素を経済的に製造するためのアルカリ水電解システム1およびその関連スタックを共同で開発し、新たなビジネスと技術の可能性を調査します。

ABBは2021年12月、ノルウェーを拠点とする水素プラント会社HydrogenPro社との間で、世界最大のシングルスタック高圧アルカリ電解槽の電気設備を受注した。このシステムは、電気を使って水を水素と酸素に分解し、水素を生成する。2023年の本格稼働時には、ノルウェーのヘリヤに特設された試験場で、1時間当たり1,100立方メートル（Nm3/h）のグリーン水素を製造できるようになる。

世界のグリーン水素市場の地域別シェア
政府と民間投資、意識の高まり、グリーン水素の環境に優しい性質

米国では、主に肥料や化学製品、化石燃料の精製用に、年間約1,140万トンの水素が生産されている。米国メキシコ湾岸地域には、この生産量を処理するのに必要なインフラがある。しかし、そのほとんどは「灰色水素」であり、天然ガスから二酸化炭素を放出する方法で工場で生産されている。二酸化炭素の排出を劇的に削減し、「ブルー水素」と呼ばれる水素を製造するために、一部の化石燃料会社や製造ガス会社は、これらの工場に炭素回収・貯蔵システムを導入することを提案している。しかし、クリーンエネルギーと気候変動の支持者たちは、ブルー水素のルートは、大気中に放出されると強力な温室効果ガスである天然ガスの使用を拡大する可能性があると懸念している。

炭素ゼロの代用品となるのは、再生可能な電力を使って、水分子を水素と酸素に分解する電解槽で製造されるグリーン水素である。鉄鋼やセメント、海運、航空など、脱炭素に挑戦する産業では、化石燃料の代わりとなるかもしれない。北米のグリーン水素市場は、2019年以降大きな成長を遂げており、政府や民間からの投資、意識の高まり、グリーン水素の環境に優しい性質により、飛躍的な成長が見込まれている。かつての天然ガス貯蔵開発企業グループとカナダの重要なエネルギー・インフラ開発企業の計画がその通りに進んだとしよう。その場合、2025年までに米国最大のグリーン水素ハブが立ち上がり、稼働する可能性がある。ドイツの複合企業ティッセンクルップは、グリーン水素を製造するための記録的な規模の工業施設を北米に建設するEPC契約を結んだ。

さらにハイ・ストール・エナジー社は2021年10月、欧州の同様のプロジェクトに匹敵する規模のグリーン水素生成・処理プラントの建設を計画していると発表した。このプロジェクトの初期段階では、2025年までに年間11万トンのグリーン水素を生産し、7万トン以上を地下の塩の洞窟に貯蔵することができる。

 

競争環境

 

世界のグリーン水素市場は急速に成長している。シーメンス・エナジーAG、東芝エネルギーシステム＆ソリューション社、リンデAG、エア・リキード、ネルASA、カミンズ社、エアープロダクツ社、H&Rグループ、ネイション・シナジー・ハイドロジェン社、ハンブルグ社などの大手企業の存在により、競争が激化している。市場は断片化されており、市場プレーヤーは競争上の優位性と認知度を得るために、合併、買収、製品発表、出資、提携などの市場戦術を採用している。

シーメンス・エナジーAG
概要 シーメンス・エナジー・グローバルは、持続可能な世界を支える先端技術プロバイダーに従事している。同社のソリューション、製品、サービスのポートフォリオには、発電、エネルギー技術、脱炭素化、産業用アプリケーション、送電、グリーン水素製造、エネルギー貯蔵システム、再生可能エネルギー技術が含まれる。

同社は90カ国以上で事業を展開している。エネルギー技術ポートフォリオには、水素タービン、ガスタービン、蒸気タービン、発電機・変圧器によるハイブリッド発電所が含まれる。2020年10月27日、シーメンス・ガス・アンド・パワーは社名と住所をシーメンス・エナジー・グローバルに変更した。

製品ポートフォリオ

ヘビーデューティガスタービン ヘビーデューティーガスタービンエンジンは強靭で適応性が高く、大規模な単純発電所やコンバインドサイクル発電所に最適です。ピーク、中間、ベースロード、コジェネレーションに使用できます。当社の広範な検証および試験能力は、お客様に利益をもたらします。すべてのエンジンは商業的にテストされており、卓越した効率を提供します。

重要な開発
2020年8月19日、シーメンス・エナジー・グローバルは中国初のメガワットグリーン水素製造プロジェクトを開始した。シーメンス・エナジー・グローバルと、中国電力国際開発有限公司（China Power International Development Ltd.）の子会社である北京グリーン水素技術開発有限公司（Beijing Green Hydrogen Technology Development Co. (Ltd.（チャイナ・パワー）の子会社である北京グリーン水素技術開発有限公司と共同で、中国北京市延慶区の水素ステーションに水素製造システムを提供する契約を締結した。

 

 

【目次】

 

調査方法と調査範囲
調査方法
調査目的と調査範囲
市場の定義と概要
エグゼクティブサマリー
技術別市場
再生可能資源別市場
用途別市場
エンドユーザー別市場
地域別市場
市場ダイナミクス
市場への影響要因
ドライバー
輸送産業におけるグリーン水素の利用増加
XX
阻害要因
製造プロセス、輸送、貯蔵に関する制約
XX
機会
XX
影響分析
産業分析
Porter’s Five Forces Analysis
Supply Chain Analysis
Pricing Analysis
Regulatory Analysis
COVID-19 Analysis
COVID-19の市場分析
COVID-19以前の市場シナリオ
現在のCOVID-19市場シナリオ
COVID-19後または将来のシナリオ
COVID-19の価格ダイナミクス
需給スペクトラム
パンデミック時の市場に関連する政府の取り組み
メーカーの戦略的取り組み
まとめ
技術別
はじめに
市場規模分析および前年比成長率分析（%）：技術別
市場魅力度指数：技術別
アルカリ電解槽
技術別
市場規模分析とYoY成長率分析(%)
プロトン交換膜電解槽
固体酸化物電解槽
その他
再生可能エネルギー源別
導入
市場規模分析および前年比成長率分析（%）：再生可能エネルギー源別
市場魅力度指数（再生可能エネルギー源別
風力エネルギー
導入
市場規模分析と前年比成長率分析（%)
太陽エネルギー
地熱
水力発電
その他

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