PEM水電解槽市場- 世界の産業規模、シェア、動向、機会、予測：タイプ別、用途別、地域別＆競合、2021年～2031年

世界のPEM水電解装置市場は、2025年の79億1,000万米ドルから2031年には118億8,000万米ドルへと大幅に拡大し、CAGRは7.01%になると予測されています。

プロトン交換膜（PEM）水電解装置は、電気化学システムとして機能し、固体高分子電解質を用いて電気を印加することで、水を水素と酸素に効率的に変換します。これらのシステムは、コンパクトなサイズ、高い電流密度、および電力変動に対する迅速な応答性を特徴としており、間欠的な再生可能エネルギー源との統合に極めて適しています。

市場促進要因には、鉄鋼や輸送などの重工業において特に顕著な、産業の脱炭素化に対する世界の要請の高まりに加え、効率的なエネルギー貯蔵ソリューションへの重要な需要が含まれます。この堅調な成長を反映して、水素評議会は、2025年までに、世界的に確定したクリーン水素の生産能力のパイプラインが年間600万トンに達したと報告しており、PEM技術の拡大を支える大幅な産業規模の拡大を裏付けています。

市場促進要因

PEM水電解装置の拡大は、主に、高い初期投資コストという経済的障壁を軽減する政府の政策や財政的インセンティブによって促進されています。これらの枠組みは、グリーン水素と化石燃料由来の代替品との価格差を縮め、産業ユーザーによる長期供給契約を促進しています。地域ごとのオークションや補助金といった仕組みは、クリーン水素生産に直接補助金を交付することで、主要なPEMプロジェクトの最終投資決定（FID）を迅速化する上で特に効果的です。例えば、2024年4月に欧州委員会が発表した「欧州水素銀行パイロットオークションの結果」では、欧州全域の7つの再生可能水素プロジェクトに約7億2,000万ユーロが割り当てられ、開発者がパイロット段階から商業規模の運営へと移行することを可能にする重要な公的資金が注入されました。

さらに、課題のあるセクターにおける厳格な脱炭素化目標に牽引され、世界のグリーン水素への需要が加速していることも、PEMの採用をさらに後押ししています。重量輸送や化学精製などの産業では、従来のグレー水素に代わってPEMシステムが採用されており、変動する再生可能エネルギー源との統合において、PEMシステムの迅速かつ動的な応答性が評価されています。この運用上の適応性は、安定した水素供給を確保しつつ電力系統を安定させるのに役立ち、インフラの拡充を必要としています。国際エネルギー機関（IEA）は2024年10月、世界の電解槽の設置容量が2024年末までに5GWに達すると予測していると報告しました。これは、運用面での大幅な成長を反映しています。この高まる需要に応えるため、メーカー各社は生産を拡大しており、2024年の世界の電解槽製造能力は年間約25GWに達し、サプライチェーンの強力な対応力を示しています。

市場の課題

世界のPEM水電解装置市場が直面する最大の課題は、過剰な設備投資です。これは主に、この技術が希少な白金族金属、特にイリジウムや白金に依存していることに起因します。これらの貴金属は、PEM電解装置の陽極および陰極触媒に不可欠であり、アルカリ系システムとは異なり、効率と耐久性を維持するために極めて重要です。イリジウムは極めて希少であり、白金採掘の製品別としてのみ生産されるため、深刻な供給のボトルネックを引き起こしています。産業需要の拡大に伴い、この希少性は価格の極端な変動やサプライチェーンの不安定化を招き、コスト削減や化石燃料由来の水素との価格競争力確保に向けた取り組みを直接的に阻害しています。

この材料への依存は、野心的な世界の導入目標と、現実的な製造のスケーラビリティとの間にギャップを生み出しています。電解槽の生産スケジュールに合わせてイリジウムとプラチナの供給を迅速に増やすことができないため、メーカーは高コストの事業環境に追い込まれ、広範な投資を阻害しています。世界プラチナ投資評議会（WPIC）によると、2024年には電解槽を含む水素関連用途におけるプラチナ需要が前年比123％急増し、既存の限られた鉱物在庫に多大な負担をかけています。こうした重要原材料への依存は、結果として重工業の脱炭素化に向けたPEM技術の導入ペースを制限し、堅調なプロジェクトパイプラインがあるにもかかわらず、同セクターのより広範な商業化を事実上阻害しています。

市場の動向

PEM電解槽市場は、従来の手作業による組立から高スループットの工業プロセスへと移行し、自動化されたギガファクトリー規模の製造へと変革を遂げつつあります。これには、スタック生産の標準化に向けたロボット工学やデジタル化への多額の投資が伴い、単位コストの大幅な削減と品質管理の向上につながります。このような移行は、主要な産業脱炭素化プロジェクトが求めるギガワット規模の受注に対応するために不可欠であり、業界を専門的で小規模な製造から脱却させるものです。例えば、2024年10月にコネチカット州で稼働を開始したNel Hydrogen社の完全自動化PEM電解槽生産施設は、年間500MWの製造能力を誇り、自動化生産効率の新たな基準を打ち立てています。

同時に、洋上風力発電との直接連携が、主要な導入戦略となりつつあります。このアプローチは、PEMシステムのコンパクトな設計と動的な応答性を活かし、陸上における用地制限を回避するものです。電解槽を洋上プラットフォームや人工島に直接統合することで、開発者は豊富な風力資源を活用し、パイプラインを通じてエネルギーを輸送できるため、混雑した送電網を回避できます。発生源でのこのような分散型グリーン水素生産は、送電のボトルネックを効果的に回避します。注目すべき事例として、2024年10月に注目を集めたLhyfe社のHOPEプロジェクトが挙げられます。このプロジェクトでは、改造された北海のプラットフォームに10MWのPEM電解装置を設置し、風力発電を利用した世界初の海上水素生産に向けた商業規模の洋上運用の実証を行っています。

よくあるご質問

• 世界のPEM水電解装置市場の市場規模はどのように予測されていますか？
  • 2025年に79億1,000万米ドル、2031年には118億8,000万米ドルに達すると予測されています。CAGRは7.01%です。
• PEM水電解装置市場の最も成長が著しいセグメントは何ですか？
  • 産業用ガスです。
• PEM水電解装置市場で最大の市場はどこですか？
  • 北米です。
• PEM水電解装置の拡大を促進する要因は何ですか？
  • 高い初期投資コストを軽減する政府の政策や財政的インセンティブです。
• PEM水電解装置市場が直面する最大の課題は何ですか？
  • 過剰な設備投資です。
• PEM水電解装置の材料への依存はどのような影響を与えていますか？
  • 希少な白金族金属への依存が価格の極端な変動やサプライチェーンの不安定化を招き、コスト削減を阻害しています。
• PEM電解槽市場の動向はどのようなものですか？
  • 高スループットの工業プロセスへの移行と自動化されたギガファクトリー規模の製造が進んでいます。
• PEM水電解装置の主要企業はどこですか？
  • L'AIR LIQUIDE S.A.、Air Products and Chemicals, Inc.、Cummins Inc.、Erre Due s.p.a.、LARSEN & TOUBRO LIMITED、Nel ASA、ostermeier H2ydrogen Solutions GmbH、Siemens Energy AGです。

目次

第1章 概要

第2章 調査手法

第3章 エグゼクティブサマリー

第4章 顧客の声

第5章 世界のPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
  • 金額別
• 市場シェア・予測
  • タイプ別（小規模型、中規模型、大規模型）
  • 用途別（発電所、製鉄所、エレクトロニクス・太陽光発電、産業用ガス、エネルギー貯蔵またはFCEV用燃料供給、その他）
  • 地域別
  • 企業別（2025）
• 市場マップ

第6章 北米のPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
• 市場シェア・予測
• 北米：国別分析
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ

第7章 欧州のPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
• 市場シェア・予測
• 欧州：国別分析
  • ドイツ
  • フランス
  • 英国
  • イタリア
  • スペイン

第8章 アジア太平洋地域のPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
• 市場シェア・予測
• アジア太平洋地域：国別分析
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • 韓国
  • オーストラリア

第9章 中東・アフリカのPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
• 市場シェア・予測
• 中東・アフリカ：国別分析
  • サウジアラビア
  • アラブ首長国連邦
  • 南アフリカ

第10章 南米のPEM水電解槽市場展望

• 市場規模・予測
• 市場シェア・予測
• 南米：国別分析
  • ブラジル
  • コロンビア
  • アルゼンチン

第11章 市場力学

• 促進要因
• 課題

第12章 市場動向と発展

• 合併と買収
• 製品上市
• 最近の動向

第13章 世界のPEM水電解槽市場：SWOT分析

第14章 ポーターのファイブフォース分析

• 業界内の競合
• 新規参入の可能性
• サプライヤーの力
• 顧客の力
• 代替品の脅威

第15章 競合情勢

• L'AIR LIQUIDE S.A.
• Air Products and Chemicals, Inc.
• Cummins Inc.
• Erre Due s.p.a.
• LARSEN & TOUBRO LIMITED
• Nel ASA
• ostermeier H2ydrogen Solutions GmbH
• Siemens Energy AG

第16章 戦略的提言

第17章 調査会社について・免責事項