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市場調査レポート
商品コード
1587692
2030年までのP2G(Power-to-Gas)市場予測:技術別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析Power-to-Gas Market Forecasts to 2030 - Global Analysis By Technology, Application, End User and By Geography |
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カスタマイズ可能
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2030年までのP2G(Power-to-Gas)市場予測:技術別、用途別、エンドユーザー別、地域別の世界分析 |
出版日: 2024年11月11日
発行: Stratistics Market Research Consulting
ページ情報: 英文 200+ Pages
納期: 2~3営業日
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Stratistics MRCによると、世界のP2G(Power-to-Gas)市場は2024年に397億5,000万米ドルを占め、予測期間中のCAGRは14.6%で2030年には900億5,000万米ドルに達する見込みです。
P2G(Power-to-Gas)は、主に風力や太陽光などの再生可能エネルギー源からの余剰電気エネルギーを、水素やメタンなどの気体燃料に変換する革新的な技術です。このプロセスは、余剰電力を貯蔵して後で使用することで、再生可能エネルギー発電の断続性に対処します。PtGでは、電力を使って水を電気分解し、水素と酸素に分解します。水素は貯蔵することもできるし、さらに二酸化炭素(大気または産業資源から回収)と一緒に処理して、メタン化と呼ばれるプロセスで合成メタンを生産することもできます。この合成ガスは、既存の天然ガス・グリッドに注入したり、燃料電池に利用したり、暖房に利用したりすることができます。
国際エネルギー機関(IEA)によると、電解スタックは設備投資の50~60%を占める。残りの40~50%は、プラント、パワーエレクトロニクス、ガスコンディショニングのための部品です。
気候変動に対する意識の高まり
気候変動に対する意識の高まりは、余剰の再生可能エネルギーを水素や合成天然ガスに変換するP2G(Power-to-Gas)技術を大きく後押ししています。各国が温室効果ガスの排出削減に努める中、P2Gは風力や太陽光発電の余剰電力を利用する実行可能なソリューションを提供しています。このプロセスは、再生可能エネルギーの断続性に対処するだけでなく、エネルギーを効率的に貯蔵・輸送する手段を記載しています。さらに、P2Gは水素を製造することで、従来化石燃料に依存してきた輸送や工業プロセスなど、さまざまなセグメントの脱炭素化を可能にします。
統合の課題
余剰再生可能エネルギーを水素や合成天然ガスに変換するP2G(Power-to-Gas)技術は、その普及を妨げる統合の大きな課題に直面しています。主要問題のひとつは、風力や太陽光などの再生可能エネルギーが断続的であるため、水素の生産量が安定しないことです。パイプラインや貯蔵施設を含む既存のエネルギーインフラは、水素の輸送や貯蔵に最適化されていないことが多く、コストのかかるアップグレードが必要となります。P2Gシステムを支援する規制の枠組みや市場構造がないため、利害関係者が投資収益について確信が持てず、統合がさらに複雑になっています。
水素経済諸国の発展
水素経済はP2G(Power-to-Gas)技術を大きく発展させています。P2Gは、余剰電力(多くの場合、風力や太陽光などの再生可能エネルギー源から発電される)を電気分解によって水素に変換する技術です。このプロセスは再生可能エネルギーの貯蔵と輸送を可能にし、再生可能エネルギー発電に伴う断続性の問題に効果的に対処します。水素を製造することで、P2Gは再生可能エネルギーのエネルギーグリッドへの統合を促進し、輸送、暖房、工業プロセスなど様々な用途にクリーンな代替燃料を提供することができます。さらに、水素を電気に戻したり、燃料電池に利用することで、エネルギー効率を高め、温室効果ガスの排出を削減することができます。
P2G技術の初期投資
余剰の再生可能エネルギーを水素やメタンに変換して貯蔵し、後で利用するP2G(Power-to-Gas)技術は、初期投資コストが高いため、大きなハードルに直面しています。P2Gシステムに必要なインフラ(電気分解装置、ガス貯蔵施設、既存のガスネットワークとの統合など)は、多額の資本支出を必要とします。この金銭的障壁は、特に安価なエネルギーソリューションが普及している市場では、投資家や電力会社の意欲を削ぐ。P2Gプロジェクトは投資回収期間が長いため、従来のエネルギー投資と比べて魅力が低いです。P2Gはエネルギー安全保障を強化し、脱炭素化への取り組みを支援する可能性を秘めているが、初期コストにまつわる経済的不確実性や、開発を促進するための政府のインセンティブやポリシー支援の必要性によって、その導入が妨げられています。
COVID-19のパンデミックは、Power-to-Gas(PtG)セクターに大きな影響を与え、エネルギー環境における脆弱性と機会の両方を浮き彫りにしました。当初、戸締まりと産業活動の減少がエネルギー需要の減少につながり、安定した電力供給に依存する白金ガスプロジェクトの操業の安定を阻害しました。サプライチェーンの中断は、水素製造に不可欠な電解槽やその他の技術に不可欠な部品の供給にも影響を与えました。しかし、この危機は、政府や産産業が将来の混乱に対する耐性を強化しようとしたため、サステイナブルエネルギーソリューションへの関心を加速させることにもなりました。
予測期間中、電解セグメントが最大になる見込み
予測期間中、電解セグメントが最大のシェアを占めると予想されます。電気分解では、電気を使って水分子を水素と酸素に分解し、水素を生成します。これは、風力や太陽光のような再生可能エネルギーを統合する際に特に有益です。余剰電力を水素に変換することで、P2Gは需要と供給のバランスをとり、より安定したエネルギーシステムを保証します。製造された水素は、燃料として直接使用することも、天然ガスネットワークに注入することも、さらに化学プロセスを経て合成メタンに変換することもできます。これはエネルギー貯蔵を容易にするだけでなく、ガス供給と輸送部門の脱炭素化にも貢献し、より持続可能で強靭なエネルギーの未来を促進します。
予測期間中、鉄鋼産業セグメントが最も高いCAGRが見込まれる
鉄鋼産業セグメントは、炭素排出を削減しエネルギー効率を高めるサステイナブルソリューションとして、予測期間中に急成長すると予測されます。白金族炭化水素発電は、余剰の再生可能エネルギー発電(多くの場合、風力発電や太陽光発電)を電気分解によって水素に変換します。この水素を鉄鋼生産に利用することで、コークスに頼る従来の炭素集約的な方法に取って代わることができます。PtGを組み込むことで、水素が化石燃料に代わるよりクリーンな燃料となるため、鉄鋼メーカーは二酸化炭素排出量を大幅に削減できます。さらに、PtGの柔軟性により、余剰の再生可能エネルギーを貯蔵し、エネルギー供給における断続性の問題に対処することができます。グリーンスチールに対する世界の需要が高まる中、白金族金属の統合は環境規制や企業の持続可能性目標に合致するだけでなく、急速に進化する市場で鉄鋼会社が競合を維持するための位置付けにもなります。
北米地域は、予測期間を通じて市場で最大のシェアを維持する見込みです。炭素市場との統合は、グリーン水素技術の開発と展開を支援する金融メカニズムを提供することで、北米のP2G(Power-to-Gas)セクターを大幅に強化します。これらのシステムを炭素市場にリンクさせることで、開発者は、削減した温室効果ガス排出の炭素クレジットを収益化することができ、説得力のある経済的インセンティブを生み出すことができます。この統合により、再生可能エネルギー・プロジェクトやインフラへの投資が促進され、コストが下がり、水素製造の拡大性が高まります。
予測期間中、CAGRが最も高いのは欧州です。明確な枠組みとインセンティブを確立することで、規制は余剰再生可能電力を水素や合成天然ガスに変換する白金族技術への投資を促進します。このプロセスは、エネルギー貯蔵や送電網のバランシングを助けるだけでなく、輸送や暖房を含む様々なセクターの脱炭素化を促進します。グリーンディールやFit for 55といった欧州のポリシーは、温室効果ガスの排出を削減し、水素を重要なエネルギーキャリアとして推進することを目的としています。
According to Stratistics MRC, the Global Power-to-Gas Market is accounted for $39.75 billion in 2024 and is expected to reach $90.05 billion by 2030 growing at a CAGR of 14.6% during the forecast period. Power-to-Gas (PtG) is an innovative technology that converts surplus electrical energy, primarily from renewable sources like wind and solar, into gaseous fuels, typically hydrogen or methane. This process addresses the intermittency of renewable energy generation by storing excess power for later use. In PtG, electricity is used to electrolyze water, splitting it into hydrogen and oxygen. The hydrogen can be stored or further processed with carbon dioxide (captured from the atmosphere or industrial sources) to produce synthetic methane through a process called methanation. This synthetic gas can be injected into existing natural gas grids, utilized in fuel cells, or used for heating.
According to the International Energy Agency, electrolyze stacks represent between 50 and 60 percent of the capital investment. The remaining 40 to 50 percent of the investment is made up of components for the plant, power electronics, and gas conditioning.
Increasing awareness of climate change
The increasing awareness of climate change is significantly boosting the Power-to-Gas (P2G) technology, which converts excess renewable energy into hydrogen or synthetic natural gas. As nations strive to reduce greenhouse gas emissions, P2G offers a viable solution to harness surplus electricity generated from wind and solar power. This process not only addresses the intermittency of renewable energy but also provides a means to store and transport energy efficiently. Furthermore, by producing hydrogen, P2G enables the decarbonization of various sectors, including transportation and industrial processes, which are traditionally reliant on fossil fuels.
Integration challenges
Power-to-Gas (P2G) technology, which converts surplus renewable energy into hydrogen or synthetic natural gas, faces significant integration challenges that hinder its widespread adoption. One primary issue is the intermittent nature of renewable energy sources like wind and solar, which can lead to inconsistent hydrogen production. Existing energy infrastructure, including pipelines and storage facilities, is often not optimized for hydrogen transport and storage, requiring costly upgrades. The lack of regulatory frameworks and market structures that support P2G systems further complicates integration, as stakeholders may be unsure about investment returns.
Hydrogen economy development
The hydrogen economy is significantly advancing the Power-to-Gas (P2G) technology, which converts excess electricity-often generated from renewable sources like wind and solar-into hydrogen through electrolysis. This process allows for the storage and transportation of renewable energy, effectively addressing the intermittency issues associated with renewable power generation. By producing hydrogen, P2G can facilitate the integration of renewables into the energy grid, providing a clean fuel alternative for various applications, including transportation, heating, and industrial processes. Moreover, hydrogen can be converted back into electricity or utilized in fuel cells, enhancing energy efficiency and reducing greenhouse gas emissions.
Initial investment for P2G technology
Power-to-Gas (P2G) technology, which converts excess renewable energy into hydrogen or methane for storage and later use, faces significant hurdles due to high initial investment costs. The infrastructure required for P2G systems-such as electrolysis units, gas storage facilities, and integration with existing gas networks-demands substantial capital outlay. This financial barrier discourages investors and utilities, particularly in a market where cheaper energy solutions are prevalent. The long payback periods associated with P2G projects make them less attractive compared to traditional energy investments. While P2G has the potential to enhance energy security and support decarbonization efforts, its adoption is stymied by the economic uncertainties surrounding initial costs and the need for government incentives or policy support to foster development.
The COVID-19 pandemic significantly impacted the Power-to-Gas (PtG) sector, highlighting both vulnerabilities and opportunities within the energy landscape. Initially, lockdowns and reduced industrial activity led to a decline in energy demand, disrupting the operational stability of PtG projects that rely on consistent electricity supply. Supply chain interruptions affected the availability of critical components for electrolyzers and other technologies essential for hydrogen production. However, the crisis also accelerated interest in sustainable energy solutions, as governments and industries sought to bolster resilience against future disruptions.
The Electrolysis segment is expected to be the largest during the forecast period
Electrolysis segment is expected to dominate the largest share over the estimated period. During electrolysis, electricity is used to split water molecules into hydrogen and oxygen, generating hydrogen that can be stored or utilized as an energy carrier. This is particularly beneficial in integrating renewable energy sources like wind and solar, which often produce more energy than the grid can handle. By converting excess electricity into hydrogen, P2G helps balance supply and demand, ensuring a more stable energy system. The hydrogen produced can be used directly as a fuel, injected into natural gas networks, or converted into synthetic methane through further chemical processes. This not only facilitates energy storage but also contributes to decarbonizing the gas supply and transportation sectors, thus promoting a more sustainable and resilient energy future.
The Steel Industry segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Steel Industry segment is estimated to grow at a rapid pace during the forecast period as a sustainable solution to reduce carbon emissions and enhance energy efficiency. PtG involves converting surplus renewable energy, often generated from wind or solar sources, into hydrogen through electrolysis. This hydrogen can then be used in steel production, replacing traditional carbon-intensive methods that rely on coke. By integrating PtG, steelmakers can significantly lower their carbon footprint, as hydrogen serves as a cleaner alternative to fossil fuels. Additionally, the flexibility of PtG allows for the storage of excess renewable energy, addressing intermittency issues in energy supply. As global demand for green steel rises, the integration of PtG not only aligns with environmental regulations and corporate sustainability goals but also positions steel companies to remain competitive in a rapidly evolving market.
North America region is poised to hold the largest share of the market throughout the extrapolated period. Integration with carbon markets is substantially enhancing the Power-to-Gas (P2G) sector in North America by providing a financial mechanism to support the development and deployment of green hydrogen technologies. By linking these systems to carbon markets, developers can monetize carbon credits for the greenhouse gas emissions they mitigate, creating a compelling economic incentive. This integration encourages investment in renewable energy projects and infrastructure, driving down costs and increasing the scalability of hydrogen production.
Europe region is estimated to witness the highest CAGR during the projected time frame. By establishing clear frameworks and incentives, regulations promote investment in PtG technologies, which convert excess renewable electricity into hydrogen or synthetic natural gas. This process not only aids in energy storage and balancing the grid but also facilitates the decarbonization of various sectors, including transportation and heating. European policies, such as the Green Deal and Fit for 55, aim to reduce greenhouse gas emissions and promote hydrogen as a key energy carrier.
Key players in the market
Some of the key players in Power-to-Gas market include Avacon AG, Cummins Inc, Fortescue Metals Group, FuelCell Energy Inc, Hitachi Zosen Inova AG, MAN Energy Solutions, Siemens Energy AG, Sunfire GmbH and Thyssenkrupp AG.
In November 2023, Nature Energy and Andel inaugurated a new power-to-gas facility in Denmark, following a partnership established in autumn 2022. The two companies have invested in a biological Power-to-X plant located in Glansager on Als, which is now ready for production. Once fully operational, the plant will produce hydrogen that will enhance Nature Energy's green gas output by 12,000 m3 per day.
In June 2022, the U.S. Department of Energy invested US$ 504.4 million in finance Advanced Clean Energy Storage, a clean energy and clean hydrogen storage facility that can provide long-term energy storage.
In February 2022, Mitsubishi Power and HydrogenPro have a purchase agreement in place for a substantial electrolyzer system. Through electrolysis, the HydrogenPro electrolyzer system will create green hydrogen and oxygen using wind and solar energy.