グリーン水素電解槽の世界市場：2024年～2031年

レポート概要

グリーン水素電解槽の世界市場は、2023年に22億米ドルと評価され、2031年には179億米ドルに達する見込みで、予測期間2024年～2031年のCAGRで29.9%の成長が予測されています。

電解槽は、電気エネルギーを使って水を構成要素である水素分子と酸素分子に効率的に分離するプロセスである電気分解によって水素を製造するために設計された技術装置です。産業界と政府が世界的に脱炭素化にシフトする中、グリーン水素電解槽市場は力強い成長を遂げています。

2023年、インド政府は電解槽の国内生産を強化するため、生産連動奨励金（PLI）制度を開始しました。このイニシアチブは、インドを電解槽製造の世界的リーダーとして位置づけることを目指す、より広範な「グリーン水素移行のための戦略的介入（SIGHT）」プログラムの重要な構成要素です。

欧州連合（EU）は、2030年までに温室効果ガス排出量を少なくとも55％削減し、2050年までに気候中立を達成するという野心的な気候目標を掲げています。欧州連合は、再生可能エネルギーの導入と、グリーン水素を製造する電解槽に依存する水素経済の発展を推進してきました。例えば、ドイツのGET H2 Nukleusプロジェクトは、2030年までに水素製造施設用に70万kWの電解槽プラントを建設することを目標としています。

市場力学

クリーンエネルギーソリューションへの需要の高まり

持続可能な低炭素エネルギー源への世界のシフトは、電解槽市場の重要な促進要因です。政府と産業界は、脱炭素化が困難な分野の脱炭素化においてグリーン水素が果たす役割をますます認識しつつあります。

欧州連合（EU）は、2050年までに気候変動による中立性を達成するというコミットメントを掲げており、水素インフラへの多額の投資につながっています。EUの水素戦略は、2030年までに再生可能な水素を1,000万トン生産することを目標としており、電解槽の需要を牽引しています。

グリーン水素への活発な投資

グリーン水素の多用途性は、輸送、工業プロセス、エネルギー生成など、さまざまな分野にわたる幅広い用途を引き出しています。これが電解槽の需要を押し上げています。輸送分野では、水素燃料電池が人気を集めており、日本やドイツのような国々が、公共交通システムに水素を組み込む取り組みの最前線にいます。

水素プロジェクトへの世界の投資も急増しています。2023年の投資額は、前年比31％増の5,700億米ドルに達します。この成長は、クリーンエネルギー転換の重要な要素として水素への取り組みが拡大していることを裏付けています。

安全性への懸念と人々の認識課題

水素は非常に可燃性の高い気体であるため、製造、貯蔵、輸送時に安全上のリスクが生じます。これらのリスクは適切な設計と取り扱い手順で管理できるもの、特定の用途における水素電解槽の普及には依然として制約となりえます。

2019年、ノルウェーのキョルボにある給油所で水素貯蔵タンクが爆発しました。この事故は貯蔵設備の漏れが原因で、数キロメートル離れた場所でも感じられる大爆発を引き起こし、2人が負傷し、国中の水素補給ステーションが一時閉鎖されました。この出来事により、水素の安全性に対する国民の信頼は大幅に低下し、ノルウェーにおける水素自動車の販売台数は、事件後の数ヵ月間に70％以上も激減しました。

市場セグメンテーション

世界のグリーン水素電解槽市場は、タイプ、容量、用途、地域によって区分されます。

運転の柔軟性とコンパクト設計がPEM電解槽の成長を牽引

高分子電解質膜（PEM）電解槽は、2024-2031年の予測期間中、市場の35％以上を占め、支配的なセグメントになると予想されます。この著しい成長は、再生可能エネルギー源と効率的に統合できるこの技術の能力によるもので、高効率と変動する電力入力への適応性により、PEM電解槽は市場の支配的なプレーヤーとなっています。

PEM電解槽は、従来のアルカリ電解槽と比較して、特に小規模での優れた効率や、都市部やスペースに制約のある用途に有利なコンパクトな設計など、明確な利点を備えています。これらの特徴は、運転効率を向上させるだけでなく、急成長するグリーン水素分野で好ましい選択肢として位置づけられています。

市場地域別シェア

アジア太平洋のトップエコノミーからの需要拡大

アジア太平洋地域は、グリーン水素電解槽の世界市場で大きなシェアを占め、市場を独占すると予想されます。中国、インド、オーストラリアがアジア太平洋地域のグリーン水素需要の大半を占めています。中国は世界のグリーン水素市場をリードしており、2,000万トンの生産量で世界生産の注目すべきシェアを占めています。

同様に、インドは2070年までにネットゼロエミッションの達成を目指しており、電解槽の現地生産を促進するために生産連動インセンティブ（PLI）制度を導入しています。インドのグリーン水素電解槽市場は、多額の投資とクリーンエネルギーへの取り組みにより、2030年の40億米国ドルから2050年には780億米国ドルに成長すると予測されています。

市場の競合情勢

市場の主な世界的プレーヤーには、Bloom Energy, Cummins Inc., Green Hydrogen Systems, H-TEC SYSTEMS GmbH, Hysata, ITM Power PLC, Nel ASA, Next Hydrogen, Ohmium, Siemens AGが含まれます。

持続可能性分析

再生可能エネルギー源から電解槽を通して製造されるグリーン水素は、化石燃料から製造される水素と比較して、温室効果ガスの排出を最大95%削減することができます。Hydrogen Council（水素協議会）によると、1kgのグリーン水素を製造すると、従来の方法と比べて約10kgのCO2排出量を削減できます。

グリーン水素は、高密度のエネルギー貯蔵ソリューションを提供します。典型的なPEM電解槽システムは、バッテリーのような従来のエネルギー貯蔵技術が約60％であるのに対し、投入電力の最大80％を水素エネルギーに変換することができます。英国では、"HyDeploy "プロジェクトがグリーン水素を使用して送電網で天然ガスと混合し、水素がいかにエネルギー供給を安定させ、再生可能エネルギー源の統合を促進するかを実証しています。

電解槽は、発電量が多い時期に余剰の再生可能エネルギーを吸収し、水素の形で貯蔵するのに役立ちます。この機能は、送電網のバランスをとり、再生可能エネルギーの安定供給を確保するために極めて重要です。例えば、ドイツの「H2フューチャー」プロジェクトでは、電解槽と風力発電を統合して余剰エネルギーを利用し、送電網の安定を支えています。

ロシア・ウクライナ戦争の影響

戦争は、世界のエネルギー価格、特に天然ガス価格に大きな変動をもたらしました。天然ガスは、水蒸気メタン改質（SMR）による水素製造において極めて重要な原料であり、その価格変動は水素製造コストに直接影響します。天然ガス価格が高騰すると、水素製造コストが上昇し、グリーン水素プロジェクトは経済的に成り立たなくなります。紛争の初期段階において、欧州の天然ガス価格は200％以上も高騰しました。この急激な上昇により、水素製造はより高価なものとなり、従来のエネルギー源に依存する水素プロジェクトは財政的に圧迫されました。

さらに、この戦争は世界のサプライチェーンに深刻な混乱をもたらし、特に電解槽の製造に不可欠な原料や部品の調達に影響を与えました。グリーン水素の製造に欠かせない電解槽には、レアアースや精密部品など、さまざまな特殊材料が必要です。戦争は、貿易制限、損傷したインフラ、物流の課題により、これらの材料の流れを妨げています。

目次

第1章 調査手法と調査範囲

第2章 定義と概要

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 市場力学

• 影響要因
  • 促進要因
    • クリーンエネルギーソリューションに対する需要の増加
    • グリーン水素への投資の急増
  • 抑制要因
    • 安全性への懸念と社会的認知の課題
  • 機会
  • 影響分析

第5章 産業分析

• ポーターのファイブフォース分析
• サプライチェーン分析
• 価格分析
• 規制分析
• ロシア・ウクライナ戦争影響分析
• DMIの見解

第6章 タイプ別

• 高分子電解質膜（PEM）電解槽
• アルカリ水電解槽
• 固体酸化物型電解槽

第7章 容量別

• 低（500kW以下）
• 中（500kW～2,000kW）
• 高（2,000kW以上）

第8章 用途別

• 発電所
• 鉄鋼プラント
• エレクトロニクス・PV
• 産業用ガス
• FCEV用エネルギー貯蔵/燃料補給
• ガス発電
• その他

第9章 持続可能性分析

• 環境分析
• 経済分析
• ガバナンス分析

第10章 地域別

• 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
• 欧州
  • ドイツ
  • 英国
  • フランス
  • イタリア
  • スペイン
  • その他欧州
  • 南米
    • ブラジル
    • アルゼンチン
    • その他南米
• アジア太平洋
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • オーストラリア
  • その他アジア太平洋
• 中東・アフリカ

第11章 競合情勢

• 競合シナリオ
• 市況/シェア分析
• M&A分析

第12章 企業プロファイル

• Bloom Energy
  • 会社概要
  • 製品ポートフォリオと概要
  • 財務概要
  • 主な発展
• Cummins Inc.
• Green Hydrogen Systems
• H2U Technologies, Inc.
• Hysata
• ITM Power PLC
• Nel ASA
• Next Hydrogen
• Ohmium
• Siemens AG

第13章 付録

Report Overview

Global Green Hydrogen Electrolyzer Market reached US$ 2.20 billion in 2023 and is expected to reach US$ 17.9 billion by 2031, growing with a CAGR of 29.9% during the forecast period 2024-2031.

The electrolyzer is a technological apparatus designed to produce hydrogen through electrolysis, a process that efficiently separates water into its constituent hydrogen and oxygen molecules using electrical energy. As industries and governments globally shift toward decarbonization, the green hydrogen electrolyzer market is experiencing robust growth.

In 2023, the government of India launched a Production Linked Incentive (PLI) scheme to bolster the domestic manufacturing of electrolyzers. This initiative is a key component of the broader Strategic Interventions for Green Hydrogen Transition (SIGHT) program, which seeks to position India as a global leader in electrolyzer production.

The European Union has set ambitious climate targets, including reducing greenhouse gas emissions by at least 55% by 2030 and achieving climate neutrality by 2050. It has driven the adoption of renewable energy sources and the development of a hydrogen economy, which relies on electrolyzers to produce green hydrogen. For instance, Germany's GET H2 Nukleus project focuses on building a 700 MW electrolyzer plant for hydrogen production facility by 2030.

Market Dynamics

Increasing Demand for Clean Energy Solutions

The global shift towards sustainable and low-carbon energy sources is a significant driver for the electrolyzer market. Governments and industries are increasingly recognizing the role of green hydrogen in decarbonizing hard-to-abate sectors.

The European Union's commitment to achieving climate neutrality by 2050 has led to substantial investments in hydrogen infrastructure. The EU Hydrogen Strategy aims for 10 million tons of renewable hydrogen production by 2030, driving demand for electrolyzers.

Booming Investment for Green Hydrogen

Green hydrogen's versatility is unlocking a wide range of applications across various sectors, including transportation, industrial processes and energy generation. This is driving up the demand for electrolyzers. In the transportation sector, hydrogen fuel cells are gaining traction, with countries like Japan and Germany at the forefront of efforts to integrate hydrogen into public transport systems.

Global investments in hydrogen projects are also surging. In 2023, investments reached $570 billion, a 31% increase from the previous year. This growth underscores the expanding commitment to hydrogen as a key component of the clean energy transition.

Safety Concerns and Public Perception Challenges

Hydrogen is a highly flammable gas, which presents safety risks during its production, storage and transportation. While these risks can be managed with proper design and handling procedures, they can still act as a constraint on the widespread adoption of hydrogen electrolyzers in certain applications.

In 2019, a hydrogen storage tank exploded at a fueling station in Kjorbo, Norway. The incident, caused by a leak in the storage facility, resulted in a massive explosion that was felt several kilometers away, causing injuries to two people and prompting the temporary closure of hydrogen refueling stations across the country. This event led to a substantial decrease in public confidence in hydrogen safety, with hydrogen vehicle sales in Norway plummeting by over 70% in the months following the incident.

Market Segment Analysis

The global green hydrogen electrolyzer market is segmented based on type, capacity, application and region.

Operational Flexibility & Compact Design Drives PEM Electrolyzer Growth

The Polymer Electrolyte Membrane (PEM) electrolyzer is expected to be the dominant segment with over 35% of the market during the forecast period 2024-2031. The significant growth is driven by the technology's ability to efficiently integrate with renewable energy sources, making PEM electrolyzers a dominant player in the market due to their high efficiency and adaptability to fluctuating power inputs.

PEM electrolyzers offer distinct advantages over traditional alkaline electrolyzers, including superior efficiency, particularly at smaller scales and a compact design that is advantageous for urban and space-constrained applications. These features not only enhance their operational efficiency but also position them as a preferred choice in the burgeoning green hydrogen sector.

Market Geographical Share

Growing Demand from the Top Economies in Asia-Pacific

Asia-Pacific is expected to dominate the global green hydrogen electrolyzer market, covering over significant share in the market. China, India and Australia account for most of Asia-Pacific's green hydrogen demand. China leads the global green hydrogen market, accounting for a notable share of global production with a 20-million-ton output.

Similarly, India aims to achieve net zero emissions by 2070 and has introduced a Production-Linked Incentive (PLI) scheme to boost local manufacturing of electrolyzers. India's green hydrogen electrolyzer market is projected to grow from US$ 4 billion in 2030 to US$ 78 billion by 2050, driven by substantial investments and the country's commitment to clean energy.

Market Competitive Landscape

The major global players in the market include Bloom Energy, Cummins Inc., Green Hydrogen Systems, H-TEC SYSTEMS GmbH, Hysata, ITM Power PLC, Nel ASA, Next Hydrogen, Ohmium and Siemens AG.

Sustainability Analysis

Green hydrogen produced from renewable energy sources through electrolyzers can reduce greenhouse gas emissions by up to 95% compared to hydrogen produced from fossil fuels. According to the Hydrogen Council, producing 1 kg of green hydrogen can result in a reduction of approximately 10 kg of CO2 emissions compared to conventional methods

Green hydrogen provides a high-density energy storage solution. A typical PEM electrolyzer system can convert up to 80% of the electricity input into hydrogen energy, compared to around 60% for traditional energy storage technologies like batteries. In the UK, the "HyDeploy" project uses green hydrogen to blend with natural gas in the grid, demonstrating how hydrogen can stabilize the energy supply and enhance the integration of renewable energy sources

Electrolyzers help to absorb excess renewable energy during periods of high production and store it in the form of hydrogen. The capability is crucial for balancing the grid and ensuring a stable supply of renewable energy. For example, Germany's "H2 Future" project integrates electrolyzers with wind power to utilize surplus energy, supporting grid stability

Russia-Ukraine War Impact

The war has caused significant fluctuations in global energy prices, particularly natural gas. Natural gas is a crucial feedstock in the production of hydrogen through steam methane reforming (SMR) and its price volatility directly impacts the cost of hydrogen production. As natural gas prices soar, the cost of producing hydrogen increases, making green hydrogen projects less economically viable. During the initial phase of the conflict, natural gas prices in Europe skyrocketed by more than 200%. This sharp increase has made hydrogen production more expensive and has put financial pressure on hydrogen projects reliant on traditional energy sources.

Furthermore, this war has led to severe disruptions in global supply chains, particularly affecting the procurement of raw materials and components essential for the manufacturing of electrolyzers. Electrolyzers, which are crucial for producing green hydrogen, require various specialized materials, including rare earth metals and precision components. The war has hindered the flow of these materials due to trade restrictions, damaged infrastructure and logistical challenges.

Type

Polymer Electrolyte Membrane (PEM) electrolyzer

Alkaline Water Electrolyzer

Solid Oxide Electrolyzer

Capacity

Low (Up to 500kW)

Medium (500kW-2,000kW)

High (More than 2,000kW)

Application

Power Plants

Steel Plant

Electronics and Photovoltaics

Industrial Gases

Energy Storage or Fueling for FCEV's

Power to Gas

Energy

Others

Region

North America

US

Canada

Mexico

Europe

Germany

UK

France

Italy

Spain

Rest of Europe

South America

Brazil

Argentina

Rest of South America

Asia-Pacific

China

India

Japan

Australia

Rest of Asia-Pacific

Middle East and Africa

Key Developments

In 2024, Siemens Energy has secured a contract to supply a 280-megawatt electrolysis system for a green hydrogen plant in Emden, Germany, operated by utility EWE. Set to start in 2027, the plant will produce up to 26,000 tons of green hydrogen annually, potentially reducing CO2 emissions by around 800,000 tons per year in industries like steel. Siemens Energy's PEM technology, known for its efficiency and flexibility with renewable energy, will be utilized, with stacks produced at its Berlin gigawatt factory.

In 2022, Shell has launched operations at one of the world's largest hydrogen electrolyzers in Zhangjiakou, China, as part of a joint venture with Zhangjiakou City Transport Construction Investment Holding Group. The 20-megawatt electrolyzer, which began production ahead of the 2022 Winter Olympic Games, supplied green hydrogen for fuel cell vehicles used at the event. The joint venture plans to expand the electrolyzer capacity to 60 megawatts in the next two years.

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The global green hydrogen electrolyzer market report would provide approximately 65 tables, 58 figures and 210 pages.

Target Audience 2024

Manufacturers/ Buyers

Industry Investors/Investment Bankers

Research Professionals

Emerging Companies

Table of Contents

1. Methodology and Scope

• 1.1. Research Methodology
• 1.2. Research Objective and Scope of the Report

2. Definition and Overview

3. Executive Summary

• 3.1. Snippet by Type
• 3.2. Snippet by Capacity
• 3.3. Snippet by Application
• 3.4. Snippet by Region

4. Dynamics

• 4.1. Impacting Factors
  • 4.1.1. Drivers
    • 4.1.1.1. Increasing Demand for Clean Energy Solutions
    • 4.1.1.2. Booming Investment for Green Hydrogen
  • 4.1.2. Restraints
    • 4.1.2.1. Safety Concerns and Public Perception Challenges
  • 4.1.3. Opportunity
  • 4.1.4. Impact Analysis

5. Industry Analysis

• 5.1. Porter's Five Force Analysis
• 5.2. Supply Chain Analysis
• 5.3. Pricing Analysis
• 5.4. Regulatory Analysis
• 5.5. Russia-Ukraine War Impact Analysis
• 5.6. DMI Opinion

6. By Type

• 6.1. Introduction
  • 6.1.1. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 6.1.2. Market Attractiveness Index, By Type
• 6.2. Polymer Electrolyte Membrane (PEM) electrolyzer
  • 6.2.1. Introduction
  • 6.2.2. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%)
• 6.3. Alkaline Water Electrolyzer
• 6.4. Solid Oxide Electrolyzer

7. By Capacity

• 7.1. Introduction
  • 7.1.1. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 7.1.2. Market Attractiveness Index, By Capacity
• 7.2. Low (Up to 500kW)
  • 7.2.1. Introduction
  • 7.2.2. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%)
• 7.3. Medium (500kW-2,000kW)
• 7.4. High (More than 2,000kW)

8. Application

• 8.1. Introduction
  • 8.1.1. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application
  • 8.1.2. Market Attractiveness Index, By Application
• 8.2. Power Plants
  • 8.2.1. Introduction
  • 8.2.2. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%)
• 8.3. Steel Plant
• 8.4. Electronics and Photovoltaics
• 8.5. Industrial Gases
• 8.6. Energy Storage or Fueling for FCEV's
• 8.7. Power to Gas
• 8.8. Others

9. Sustainability Analysis

• 9.1. Environmental Analysis
• 9.2. Economic Analysis
• 9.3. Governance Analysis

10. By Region

• 10.1. Introduction
  • 10.1.1. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Region
  • 10.1.2. Market Attractiveness Index, By Region
• 10.2. North America
  • 10.2.1. Introduction
  • 10.2.2. Key Region-Specific Dynamics
  • 10.2.3. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 10.2.4. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 10.2.5. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application
  • 10.2.6. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Country
    • 10.2.6.1. US
    • 10.2.6.2. Canada
    • 10.2.6.3. Mexico
• 10.3. Europe
  • 10.3.1. Introduction
  • 10.3.2. Key Region-Specific Dynamics
  • 10.3.3. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 10.3.4. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 10.3.5. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application
  • 10.3.6. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Country
    • 10.3.6.1. Germany
    • 10.3.6.2. UK
    • 10.3.6.3. France
    • 10.3.6.4. Italy
    • 10.3.6.5. Spain
    • 10.3.6.6. Rest of Europe
  • 10.3.7. South America
  • 10.3.8. Introduction
  • 10.3.9. Key Region-Specific Dynamics
  • 10.3.10. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 10.3.11. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 10.3.12. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application
  • 10.3.13. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Country
    • 10.3.13.1. Brazil
    • 10.3.13.2. Argentina
    • 10.3.13.3. Rest of South America
• 10.4. Asia-Pacific
  • 10.4.1. Introduction
  • 10.4.2. Key Region-Specific Dynamics
  • 10.4.3. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 10.4.4. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 10.4.5. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application
  • 10.4.6. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Country
    • 10.4.6.1. China
    • 10.4.6.2. India
    • 10.4.6.3. Japan
    • 10.4.6.4. Australia
    • 10.4.6.5. Rest of Asia-Pacific
• 10.5. Middle East and Africa
  • 10.5.1. Introduction
  • 10.5.2. Key Region-Specific Dynamics
  • 10.5.3. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Type
  • 10.5.4. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Capacity
  • 10.5.5. Market Size Analysis and Y-o-Y Growth Analysis (%), By Application

11. Competitive Landscape

• 11.1. Competitive Scenario
• 11.2. Market Positioning/Share Analysis
• 11.3. Mergers and Acquisitions Analysis

12. Company Profiles

• 12.1. Bloom Energy*
  • 12.1.1. Company Overview
  • 12.1.2. Type Portfolio and Description
  • 12.1.3. Financial Overview
  • 12.1.4. Key Developments
• 12.2. Cummins Inc.
• 12.3. Green Hydrogen Systems
• 12.4. H2U Technologies, Inc.
• 12.5. Hysata
• 12.6. ITM Power PLC
• 12.7. Nel ASA
• 12.8. Next Hydrogen
• 12.9. Ohmium
• 12.10. Siemens AG (*LIST NOT EXHAUSTIVE)

13. Appendix

• 13.1. About Us and Services
• 13.2. Contact Us