- まとめ
水素市場規模：
水素市場規模は、予測期間（2024～2031年）において年平均成長率（CAGR）7.5%で成長しており、2023年の2,401億米ドルから2031年には4,266億2,000万米ドルに達すると予測されています。
水素市場のスコープと概要：
水素は、宇宙で最も軽く、最も豊富な元素であり、化学記号H₂で表されます。無色無臭の気体で、水や有機化合物の主要成分として機能します。化学的には、酸化剤と還元剤の両方として作用する二重の性質を示します。高いエネルギー密度を有するため、特に燃料電池において魅力的なエネルギーキャリアとなります。無毒、非金属、高い反応性を持ち、ほぼ目に見えない炎で燃焼します。燃料電池で酸素と反応すると、電気と水蒸気が生成され、温室効果ガスを排出しないため、持続可能性に貢献します。さらに、アンモニア合成や石油精製など、様々な産業プロセスにおいて重要な役割を果たしています。水または天然ガスから生成されるため、長期的な供給が保証されています。灰色、青、緑の3種類に分類されます。
水素市場のダイナミクス - (DRO)：
主な推進要因：
脱炭素化イニシアチブの拡大が水素市場の拡大を加速
脱炭素化とは、よりクリーンで再生可能なエネルギー源への移行とエネルギー効率の向上によって二酸化炭素（CO₂）排出量を削減することを指します。水素は、脱炭素化において極めて重要な役割を果たす、多用途でクリーンなエネルギーキャリアです。燃料として使用すると、副産物として水のみが生成され、CO₂排出量を削減します。
重工業（鉄鋼、セメント）や長距離輸送（トラック、船舶、航空）といった、排出削減が困難なセクターにおける抜本的な脱炭素化を支援します。あらゆる地域の国々が、2050年までにネットゼロエミッションを達成するために、様々な戦略と政策を採用しています。これにより、官民両セクターから水素製造とインフラ開発への投資が増加しています。さらに、産業界は、鉄鋼生産や精錬などのプロセスにおいて、化石燃料の代替として水素を使用しています。拡張性と汎用性により、長期的な気候変動目標を達成しながら経済成長を促進するための魅力的な選択肢となっています。気候変動の緊急性の高まり、再生可能エネルギー技術の進歩、そして厳格な政府規制が相まって、脱炭素化への取り組みが大幅に増加しています。
- 例えば、2023年6月、米国エネルギー省は、アメリカの産業部門全体の排出量を最小限に抑えることを目指し、1億3,500万米ドルという巨額の投資を発表しました。この投資には、鉄鋼の脱炭素化に焦点を当てた10の取り組みと、セメントとコンクリートの脱炭素化に特化した5つの取り組みが含まれています。これにより、クリーンエネルギーキャリアおよび還元剤としての水素の需要が大幅に増加しました。
全体として、水素は様々なセクターの脱炭素化を促進する可能性があり、世界的な取り組みと投資の増加と相まって、持続可能な低炭素社会の実現に不可欠な要素として位置付けられ、水素市場の拡大を牽引しています。
エネルギー貯蔵の導入拡大が市場を牽引
水素エネルギー貯蔵は、電気分解によって電気エネルギーをガスに変換して貯蔵する方法です。このガスは貯蔵され、必要に応じて燃料電池などを用いて発電に使用されます。バッテリーと比較して、水素はよりコンパクトで軽量な形状で、より多くのエネルギーを貯蔵できます。
さらに、徐々に充電量が減少するバッテリーとは異なり、水素はエネルギー損失を最小限に抑えながら無期限に貯蔵できます。この特性により、水素は長期エネルギー貯蔵や季節エネルギー管理に最適です。さらに、同社のエネルギー貯蔵システムは、小規模な家庭用システムから大規模なグリッドストレージソリューションまで、様々な用途の要件に合わせて調整可能です。また、同社の貯蔵システムは地域間のエネルギー輸送も可能にし、再生可能資源が豊富な地域とエネルギー需要の高い地域を結び付けます。
燃料電池電気自動車（FCEV）の開発は、効率的な貯蔵ソリューションのニーズを高め、市場にプラスの影響を与えています。さらに、クリーンエネルギー源への需要の高まりはますます顕著になっています。
- 例えば、国際エネルギー機関によると、2023年にはクリーンエネルギーの需要が大幅に増加し、世界の再生可能エネルギー発電容量はほぼ50%増加して約510ギガワット（GW）に達し、過去20年間で最も高い成長率を記録しました。
全体として、水素エネルギー貯蔵は、エネルギー貯蔵と輸送の課題に対する有望な解決策を提供します。エネルギーを効率的に貯蔵する能力、拡張性、そして再生可能エネルギー源との互換性は、持続可能なエネルギーの未来への移行において水素を貴重な資産とし、市場のトレンドを牽引します。
主な制約：
限られたインフラが水素市場の需要を阻害している
水素インフラとは、発電、貯蔵、輸送、配給に不可欠な施設、技術、ネットワークからなる包括的なシステムを指します。限られたインフラは市場にとって大きな制約となり、水素の普及と成長を阻害しています。水素の貯蔵・輸送には高圧に耐えられるインフラが必要ですが、これは実現が困難です。
- 例えば、アジア全域のニュースを提供するプラットフォームであるEnergy Tracker Asiaによると、水素は輸送のために700バール以上に圧縮されます。そのため、特殊な圧縮機と大型の貯蔵タンクの使用が必要となり、大きな技術的課題を伴います。
さらに、エネルギー密度の低さや漏洩しやすいといった特性から、従来の化石燃料システムとは異なる特殊なインフラが必要となります。さらに、十分に整備されたサプライチェーンの欠如がボトルネックとなり、産業、発電、モビリティ用途への水素の利用が制限されています。全体的に見て、分析によると、堅牢なインフラの欠如が水素市場の需要を阻害する大きな障害となっています。
将来の機会：
グリーン水素の導入拡大により、水素市場の機会が拡大すると予想される
化石燃料に依存し、大量の温室効果ガスを排出する従来の製造方法とは異なり、グリーン水素は太陽光や風力などの再生可能エネルギー源を用いて製造されます。これは、従来の製造方法に代わるクリーンで持続可能な代替手段として際立っています。その利点には、温室効果ガスの排出がゼロであること、輸送などの様々な用途に汎用性があること、そして余剰の再生可能エネルギーを貯蔵できることなどが挙げられます。これにより、信頼性と回復力のあるエネルギー供給が確保されます。温室効果ガスの排出量を削減し、低炭素経済への移行を進めるという喫緊の必要性は、今後数年間におけるグリーン水素の導入を促進する主要な要因です。
- 例えば、水素燃料供給ソリューションの世界的リーダーであるPlug Powerによると、2024年時点で市場規模は64億9000万米ドルを超え、年平均成長率（CAGR）は2025億米ドルを超えると予測されています。 2024年から2032年にかけて、グリーン水素の導入率は31%に達すると予想されています。2030年までに、世界全体でグリーン水素の導入量は150GW（1日あたり約63,750トン）に達すると予想されています。
さらに、ネットゼロ目標への企業のコミットメントの増加も、グリーン水素の導入をさらに後押ししています。企業は、二酸化炭素排出量の削減と規制要件の遵守を目的として、グリーン水素を事業に統合しており、パートナーシップや技術革新の可能性が生まれています。全体として、クリーンエネルギー、エネルギー安全保障、そして世界的なエネルギー転換を支える要素への需要が、水素市場の機会を拡大させるでしょう。
水素市場セグメント分析：
タイプ別：
タイプに基づいて、市場はグリーン水素、ブルー水素、グレー水素に分類されます。
タイプ別の傾向：
- ブルー水素プロジェクトのためのCO2回収への継続的な投資。
- 再生可能水素の利用に対する補助金とインセンティブの増加。
グレーセグメントが最大の市場を占めました。 2023年には58.75%のシェアを獲得する見込みです。
- グレー水素は、水蒸気メタン改質（SMR）と呼ばれるプロセスで天然ガス（メタン）を改質することで生成されます。生成過程で発生する二酸化炭素は回収されません。
- 肥料用のアンモニア製造や石油精製など、様々な産業プロセスの原料として利用されています。また、燃料電池車にも利用されています。ブルー水素やグリーン水素に比べて生産コストが低くなっています。アンモニアは貯蔵され、電力網におけるエネルギー需給のバランスをとるために使用されます。
- 人口増加や工業化などの要因により、化学物質の世界的な需要は増加しています。
- 例えば、米国地質調査所によると、2021年に米国は約1,700万トンのアンモニアを生産しました。これは前年から大幅に増加しており、米国は世界有数の生産国と考えられています。これにより、主要な原料としてのグレー水素の需要が高まっています。
- 全体として、化学物質、特にアンモニアに対する需要の高まりが、水素市場の成長を牽引しています。
グリーンセグメントは、予測期間中に最も高いCAGRで成長すると予想されています。
- グリーン水素は、風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源からの電力を用いて水を水素と酸素に分解することで生成されるクリーンなエネルギー源です。このプロセスは電気分解と呼ばれ、有害な温室効果ガスを排出しません。
- このグリーン水素製造方法により、化石燃料からこのガスを生成することで毎年発生する8億3000万トンのCO2排出を抑制できます。さらに、水素は容易に貯蔵できるため、様々な用途に再利用できます。
- また、水素は電気や合成ガスに変換され、商業、工業、輸送用途に利用されます。
- このセグメントは、世界的な脱炭素化目標、電気分解における技術の進歩、そして官民両セクターからの投資増加など、いくつかのトレンドによって牽引されています。
生産プロセス別：
生産プロセスセグメントは、水蒸気メタン改質、バイオマスガス化、電解プロセス、その他に分類されます。
生産プロセスのトレンド：
- 再生可能エネルギー源と電解技術の進歩
- 輸送コストの削減と電力網の柔軟性向上のため、小規模かつ地域密着型の水素生産への移行
2023年には、水蒸気メタン改質セグメントが最大の市場シェアを占めました。
- 水蒸気メタン改質（SMR）は、メタン（主に天然ガス由来）を高温（700～1000℃）・中圧（15～30bar）の蒸気と反応させる、確立された工業プロセスです。触媒の反応です。このプロセスでは、一酸化炭素と水素ガスの混合物が生成されます。
- SMRは、数十年にわたる運用実績を持つ、十分に開発された技術であり、信頼性と拡張性を確保しています。
- 例えば、2022年にScience Directに掲載された研究記事によると、世界の水素供給量の約半分は天然ガスから生成されており、最も一般的な製造方法としては水蒸気メタン改質法が挙げられます。
- 大規模なSMRプラントは、大きな規模の経済性によって生産コストを削減できます。
- 既存の天然ガスインフラをSMRに活用することで、SMRの導入が容易になり、初期投資コストを削減できます。
- 生産、貯蔵、流通技術の継続的な進歩により、コストが削減され、効率が向上しています。これが、水素市場の成長を牽引するセグメントとなっています。
- 市場調査分析によると、成熟した技術、規模の経済性、そして高い産業ニーズにより、水蒸気メタン改質法が主要な製造方法となっています。
電解プロセスセグメントは、予測期間中に最も高いCAGRで成長すると予想されています。
- 電気分解による水素製造は、電気を用いて水を水素と酸素に分解するプロセスです。この反応は、小型から大型まで様々なサイズの電解装置と呼ばれる装置で行われます。
- 電気分解は、再生可能資源や原子力資源からカーボンフリーの水素を製造するための有望な選択肢です。電気分解に使用される電力が太陽光や風力などの再生可能資源から供給される場合、生成される水素も再生可能とみなされます。
- 電気分解の種類には、アルカリ電解やプロトン交換膜（PEM）水電解などがあります。電気分解によって生成される水素は、エネルギー貯蔵や工業プロセスなど、さまざまな用途に使用されます。また、その純度は通常 99% ～ 99.9% です。さらに、電気分解は資本コストが低いという利点もあります。
- 市場の成長は、輸送、発電、エネルギー貯蔵といった様々な用途によって牽引されており、クリーンな水素の需要が高まっています。これが今後数年間で電気分解プロセスの採用を促進するでしょう。
最終用途別：
最終用途セグメントは、発電、石油精製、自動車燃料、化学薬品、食用油脂、その他に分類されます。
最終用途のトレンド：
- 水素ベース燃料の航空宇宙研究の拡大。
- ガスタービンおよびエネルギー貯蔵システムへの用途拡大。
石油精製セグメントが最大の市場シェアを占めました。 2023年までに。
- 石油精製所は、原油をガソリンやディーゼル燃料などのより有用な石油製品に精製する工業プロセスプラントです。
- 水素は、様々な原料から硫黄、窒素、その他の不純物を取り除くために使用され、製品の品質と環境性能を向上させます。
- また、重質炭化水素分子をガソリンやディーゼル燃料などのより軽く価値の高い製品に分解するためにも使用されます。
- さらに、低オクタン価のナフサを高オクタン価のガソリンに変換するのにも使用されます。さらに、重質原油からバナジウムやニッケルなどの金属汚染物質を除去し、製油所の触媒を保護するためにも使用されます。
- 輸送燃料の世界的な需要増加、産業活動の活発化、そしてよりクリーンで高付加価値の製品を生産するための精製技術の進歩は、石油精製分野を牽引し、市場にプラスの影響を与えています。
- 例えば、Press Information Bureauによると、現在の精製能力2億5,680万トン/年を考慮すると、2020年度におけるインドの石油製品の国内消費量は2023～24年の年間水素生産量は2億3,330万トンでした。国内の精製能力は2028年までに3億950万トンに増加すると予想されています。これにより、様々な精製プロセスにおける水素需要が急増しています。
- 全体として、世界的な消費量の増加や環境規制の強化などの要因に牽引され、精製石油製品の需要が増加していることが、水素産業におけるこのセグメントの成長を大きく後押ししています。
発電セグメントは、予測期間中に最も高い年平均成長率（CAGR）で成長すると予想されています。
- 発電とは、電気を生産するプロセスを指します。この電気は、家庭、企業、産業に電力を供給します。
- 水素は発電において様々な用途があります。風力などの再生可能エネルギーによって生産されたエネルギーを数日または数週間貯蔵することができます。また、燃焼発電における化石燃料の代替として、排出量の削減にも貢献しています。
- さらに、燃料電池ではピーク時の電力系統の安定化に使用されています。さらに、アンモニアはガスタービンでも使用され、電力システムの柔軟性を高めています。また、水素は天然ガスと混合して発電されます。
- これらの要素に加え、水素は燃料電池で電気に変換され、水蒸気と温風のみを排出します。さらに、メタンに変換されて家庭や産業の電力源となり、自動車、トラック、船舶、航空機の燃料にもなります。
- 分析によると、発電セグメントは、クリーンで信頼性の高いエネルギー源への関心の高まりと、温室効果ガス排出量削減の必要性の高まりによって牽引されています。
- さらに、生産技術と燃料電池技術の進歩により、水素は発電においてより現実的で費用対効果の高い選択肢となっています。
地域分析：
地域セグメントには、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカが含まれます。
2023年には、北米が水素市場シェアの38.75%で最大のシェアを占め、市場規模は930.4億米ドルに達しました。2031年には1,654.9億米ドルに達すると予想されています。北米では、基準年である2023年に米国が65.77%で最大の市場シェアを占めました。この優位性は、いくつかの主要なトレンドによって推進されています。まず、米国とカナダはともに、水素を含むクリーンエネルギーソリューションの開発を優先する野心的な気候変動目標と政策を掲げています。両国政府は、水素の製造、貯蔵、流通インフラへの投資を促進するため、様々なインセンティブ、税額控除、資金提供プログラムを実施しています。
- 例えば、米国財務省と内国歳入庁（IRS）は、2023年12月22日にクリーン水素製造税額控除に関する規制案を発表しました。この規制案は、環境への影響を最小限に抑えながら生産の経済的実現可能性を高め、米国におけるクリーン水素セクターの成長を加速させることを目的としています。
さらに、北米は高度に発達した天然ガスインフラを有しており、これを活用して輸送と流通を改善しています。さらに、石油・ガス大手を含むエネルギー企業の強力なプレゼンスは、水素プロジェクトの強固な基盤となっています。全体として、政府の支援政策、整備されたエネルギーインフラ、そしてクリーンエネルギーソリューションへの強い注力は、世界の水素市場における北米の優位性を推進しています。
アジア太平洋地域では、市場は予測期間中に7.9%のCAGR（年平均成長率）と、最も高い成長を遂げています。中国、インド、韓国といった国々は急速な工業化を遂げており、エネルギー需要の増加につながり、市場の急騰に影響を与えています。さらに、北米と同様に、アジア太平洋地域の多くの国々も野心的なネットゼロエミッション目標を設定しており、水素は脱炭素化戦略において重要な要素となっています。さらに、この地域は太陽光と風力の大きなエネルギーポテンシャルを誇り、電気分解によってグリーン水素を生産するために利用されています。さらに、この地域の大規模化学産業は、様々なプロセスにおいて水素を大量に消費しています。これらのトレンドを活用することで、アジア太平洋地域は世界の水素市場の未来を形作る上で極めて重要な役割を果たす態勢が整っています。
欧州の水素市場分析によると、この地域の市場の発展にはいくつかの要因が寄与しています。欧州連合（EU）のグリーンディールは、温室効果ガス排出量の削減と低炭素経済への移行に関する野心的な目標を設定しており、市場にプラスの影響を与えています。さらに、EU水素戦略は、生産、貯蔵、流通インフラへの投資を含む、水素経済発展のための包括的なロードマップを示しています。さらに、ヨーロッパには、特にドイツとオランダに、精製とエネルギーに重点を置いた、確立された産業クラスターが複数存在し、様々な重要なプロセスで水素を必要としています。さらに、ヨーロッパは、グローバルなサプライチェーンと標準の構築に向けて、国際的なパートナーシップに積極的に取り組んでいます。
中東・アフリカ（MEA）地域でも、市場が著しく成長しています。この地域は豊富な太陽光および風力資源を誇り、電気分解による再生可能電力の発電に最適です。さらに、中東・アフリカの水素市場分析によると、この地域の豊富な天然ガス埋蔵量は、水蒸気メタン改質法などの従来の水素製造方法の原料として利用されています。さらに、各国政府は水素プロジェクトの開発を加速させるための支援政策、インセンティブ、資金を提供しています。さらに、研究機関や大学は研究開発の最前線に立ち、技術革新を推進しています。これらの要因に加え、官民両セクターが水素プラントへの投資を進めており、この地域の市場をさらに牽引しています。
ラテンアメリカ市場も台頭しています。鉄鋼、化学、精製などの産業は、水素ベースの技術を導入することで二酸化炭素排出量の削減を目指しています。さらに、水素燃料電池自動車や水素燃料の船舶・鉄道は、クリーンな輸送ソリューションとして注目を集めています。さらに、市場調査によると、ラテンアメリカは北米、ヨーロッパ、アジアの主要市場に近いことから、水素の生産と輸出にとって戦略的な立地であり、市場をさらに活性化させています。さらに、この地域の政府も、支援的な政策、インセンティブ、規制を通じて、水素経済の発展を積極的に推進しています。これらの要因に加え、政府と民間セクターの協力的な取り組みが、水素プロジェクトとインフラ開発を加速させています。
主要プレーヤーと市場シェアに関する洞察：
市場は競争が激しく、主要企業が国内外の市場に製品を提供しています。主要企業は、世界の水素市場で確固たる地位を維持するために、研究開発（R&D）と製品イノベーションにおいて複数の戦略を採用しています。水素業界の主要プレーヤーは以下のとおりです。
- Linde PLC (アイルランド)
- Air Products and Chemicals, Inc. (米国)
- Lhyfe (フランス)
- ENGIE (フランス)
- Messer Group (ドイツ)
- Air Liquide (米国)
- Uniper SE (フランス)
- シェブロン・コーポレーション (ドイツ)
- SABIC (サウジアラビア)
- シェル (オランダ)
最近の業界動向:
協業:
- 2024年5月、EquinorとCentricaは、英国イージントンに水素製造施設を建設するための協業契約を締結しました。この施設はブルー水素とグリーン水素を生産し、2030年代に拡張される可能性があります。
打ち上げ：
- 2024年6月、バルチラは世界初の大規模100%水素対応エンジン発電所を打ち上げました。このプラントは100%水素で稼働するように改造することができ、柔軟性の高いゼロカーボン発電を支援することを目的としています。
水素市場レポートの洞察：
| レポートの属性 | レポートの詳細 |
| 調査タイムライン | 2018年～2031年 |
| 2031年の市場規模 | 4,266.2億米ドル |
| 年平均成長率（CAGR） (2024～2031年) | 7.5% |
| 種類別 |
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| 製造プロセス別 |
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| エンドユーザー別 |
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| 地域別 |
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| 主要プレーヤー |
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| 北アメリカ | 米国 カナダ メキシコ |
| ヨーロッパ | 英国 ドイツ フランス スペイン イタリア ロシア ベネルクス その他ヨーロッパ |
| アジア太平洋地域 | 中国 韓国 日本 インド オーストラリア ASEAN その他アジア太平洋地域 |
| 中東・アフリカ | GCC トルコ 南アフリカ その他中東・アフリカ地域 |
| 中南米 | ブラジル アルゼンチン チリ その他中南米地域 |
| レポートの対象範囲 |
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報告書で回答された主な質問
水素市場はどれくらい大きいのでしょうか? +
2023年には水素市場は2,401億米ドルに達するでしょう。
市場で最も急速に成長している地域はどこですか? +
アジア太平洋地域は市場で最も急速に成長している地域です。
市場では具体的にどのようなセグメンテーションの詳細がカバーされていますか? +
タイプと生産プロセスのセグメンテーションの詳細は市場でカバーされています。
市場の主要プレーヤーは誰ですか? +
Linde PLC (アイルランド)、Air Products and Chemicals, Inc. (米国)、Air Liquide (米国)、Uniper SE (フランス)、Chevron Corporation (ドイツ)、SABIC (サウジアラビア)、Shell Plc (オランダ)、Lhyfe (フランス)、ENGIE (フランス)、およびMesser Group (ドイツ)。
