水素生成の世界市場規模：供給源別、技術別、用途別、地域範囲別、予測

水素生成の市場規模と予測

水素生成市場規模は、2024年に1,702億5,000万米ドルと評価され、2032年には3,170億5,000万米ドルに達すると予測されます。2026年から2032年までのCAGRは9.3%で、2032年には3,172億米ドルに達すると予測されます。

水素生成市場」は、様々な用途の水素ガス製造に関わる世界的な産業を指します。この市場には、水素を製造するための技術、プロセス、インフラ、製造される水素の種類、水素を消費する分野が含まれます。

ここでは、この市場を定義する主要要素の内訳を紹介する：

水素製造技術：

スチームメタン改質（SMR）：現在最も一般的で安価な方法。天然ガス（メタン）を高温の水蒸気と反応させて合成ガス（水素と一酸化炭素の混合物）を生成し、これをさらに処理して水素を得る。このプロセスは「灰色水素」を生成し、CO2排出の主な原因となります。炭素回収・貯留（CCS）を利用すれば、「青い水素」が得られます。

電解：このプロセスでは、電流を使って水を分解します。電力は太陽光や風力などの再生可能エネルギー源から供給され、得られる水素は「グリーン水素」として知られ、製造時の二酸化炭素排出量はゼロです。

石炭ガス化：石炭を水素を含む気体成分に変換するプロセス。これもCO2排出の主な原因となっています。

その他の方法：バイオマスガス化、微生物変換、熱化学水分解など、あまり一般的でない、あるいは新しい技術が含まれます。

水素の種類

市場は水素の「色」で区分されることが多く、これは製造方法と関連するカーボンフットプリントを示している：

灰色水素：灰色水素：主に天然ガスや石炭などの化石燃料から製造され、炭素回収は行われないです。

青色の水素：炭素回収・貯留（CCS）技術により排出量を削減した化石燃料から製造。

グリーン水素：再生可能な電力を使って電気分解により製造され、二酸化炭素排出はゼロとなります。

世界の水素生成市場促進要因

水素生成市場は、世界的な取り組み、技術的ブレークスルー、進化する産業界の需要の合流によって、かつてない成長を遂げています。水素は、エネルギーキャリアとして、またクリーン燃料として汎用性があり、世界のエネルギー転換の要として位置づけられています。以下は、この市場を推進する主な要因です。

脱炭素化と気候政策：世界的なネット・ゼロ・エミッションの推進と、より厳しいCO2規制の実施は、水素市場の最も重要な促進要因です。世界中の政府が野心的な気候変動目標を設定し、水素、特に再生可能エネルギーから製造されるグリーン水素を、「脱炭素化が困難な」セクターを脱炭素化するための重要なツールとして認識しています。鉄鋼、セメント、化学工業など、電化が容易でない産業です。これらの工程で化石燃料の代わりに水素を使用することで、企業は二酸化炭素排出量を大幅に削減することができます。カーボンプライシング、クリーン水素基準、国家水素戦略などの政策的枠組みは、化石燃料ベースの「グレー水素」からよりクリーンな代替燃料への転換を促す有利な環境を作り出しています。

再生可能エネルギーの普及：太陽光発電や風力発電のような再生可能エネルギー発電のコストが低下しているため、環境に優しい水素製造がますます経済的に実行可能になってきています。電気を利用して水を水素と酸素に分解する電気分解のプロセスは、低コストのゼロ・カーボン電力を利用するのが最も効果的です。再生可能エネルギー発電がより普及し、手頃な価格になるにつれ、グリーン水素の製造コストは低下し、従来の化石燃料ベースの水素との競合が激しくなると予想されます。再生可能エネルギー部門と水素市場との相乗効果により、余剰の再生可能エネルギーが水素の生産と貯蔵に利用され、電力網のバランスを取るという強力なフィードバック・ループが形成されつつあります。

産業需要／原料としての利用：水素は単なる燃料ではなく、重要な産業用原料です。何十年もの間、産業界は、肥料用アンモニア製造、メタノール合成、石油精製における水素化分解などの重要なプロセスにおいて水素に依存してきました。しかし、これは歴史的にCO2排出の大きな原因となってきました。産業界がサプライチェーンの脱炭素化を迫られる中、よりクリーンな水素への需要が急速に高まっています。世界的な大企業の多くは、自社の持続可能性目標を達成し、将来の規制を遵守するために、水素供給をブルー水素やグリーン水素のような低炭素ソースに切り替えるプロジェクトを模索または実施しています。このような既存の基礎的な需要は、クリーンな水素製造の規模拡大のための強力な基盤となっています。

輸送／燃料電池自動車（FCEV）：水素燃料電池自動車（FCEV）の採用が増加しており、運輸部門も重要な推進力となっています。バッテリー式電気自動車（BEV）が軽輸送に普及している一方で、FCEVはトラック、バス、列車など、大型で長距離の用途に適した魅力的なソリューションとして台頭してきています。こうした使用事例では、水素はバッテリーよりも給油時間が短く、航続距離が長いなど、いくつかの利点があるからです。政府や非公開会社が水素充填インフラの整備に投資し、FCEV導入のインセンティブを提供する中、モビリティ向け水素の需要は、新たな高成長市場セグメントを形成しつつあります。これは、厳しい排ガス基準を満たそうとするロジスティクスや商用フリートにとって特に関連性が高いです。

政府のイニシアチブ、インセンティブ、政策支援：政府の政策は、水素市場を加速させる上で極めて重要な役割を果たしています。数多くの国々が、生産能力、インフラ整備、セクター・カップリングに関する具体的な目標を盛り込んだ水素国家戦略を打ち出しています。これらの政策は、クリーン水素と従来型水素のコストギャップを埋めるために、補助金、税額控除、助成金といった多額の財政的インセンティブによって支えられていることが多いです。例えば、米国インフレ抑制法のクリーン水素製造税額控除や、欧州連合の水素銀行などが挙げられます。このような的を絞った介入は、非公開会社の投資リスクを軽減し、水素プロジェクトが商業的に実行可能であることを保証し、それによって急速な成長を促すために極めて重要です。

コスト削減と技術の進歩：最後に、現在進行中の技術改善により、水素生成はより効率的で安価なものとなっています。電解槽技術（陽子交換膜（PEM）や固体酸化物電解セル（SOEC）など）では、効率の向上、耐久性の改善、材料コストの削減に重点を置いた技術革新が進み、大きな進展を見せています。大規模な製造と展開によって達成される規模の経済も、水素製造の総コストの低下傾向に寄与しています。こうした進歩は好循環を生み出しています。つまり、技術がより良く、より安くなるにつれて、その技術はより広く採用されるようになり、それがさらなる投資と技術革新の原動力となっているのです。

世界の水素生成市場の抑制要因

水素発電市場は、その潜在的な可能性にもかかわらず、普及と規模拡大を妨げる大きな障害に直面しています。経済的障壁からインフラや安全性への懸念に至るまで、これらの制約は現在進行中の技術革新と政策努力の主要な焦点となっています。以下は、現在市場が直面している主な課題です。

高い製造コスト（特にグリーン水素）：水素市場における最も大きな障壁は、製造コストの高さであり、特に再生可能な電力を使用した電気分解によって生成されるグリーン水素の製造コストの高さです。この「グリーン・プレミアム」は大きな経済的ハードルであり、現在、グリーン水素は化石燃料から製造されるグレイ水素よりもかなり高価です。コストが高いのは、電解槽技術の資本コスト、再生可能電力そのものコスト、規模の経済の欠如など、いくつかの要因の結果です。政府による多額の補助金、税額控除、効果的な炭素価格設定メカニズムがなければ、企業が安価な化石燃料ベースの水素からクリーンな代替燃料に切り替えることは、経済的に実行不可能な場合が多いです。

資本集約度と資金調達リスク：水素バリューチェーンの開発には、莫大な先行投資が必要です。これには、大規模な製造プラント、貯蔵施設、新しいパイプラインの建設、または既存のパイプラインの改修コストが含まれます。このような資本集約的なプロジェクトは、政策の不確実性や将来の需要の不透明さなど、投資家をかなりのリスクにさらします。これらのプロジェクトの長期的な採算性は、政府の支援と、まだ十分に成熟していない強固な市場の確立に依存することが多いです。このような財務リスクは、大規模プロジェクトに必要な資金を確保することを困難にし、投資家は需要が保証されていないインフラ建設をためらい、消費者は供給が容易でない水素の導入をためらうという「鶏と卵」の問題を引き起こします。

成熟したインフラの欠如：水素のための相互接続されたインフラが開発されていないことが大きなボトルネックとなっています。電力や天然ガスのための確立された送電網とは異なり、水素の貯蔵、輸送、流通のための広範なネットワークは現在のところ存在しないです。水素は体積エネルギー密度が低いため、輸送には高圧圧縮か極低温液化が必要であり、いずれもコストとエネルギーを要します。水素の国内または国際的なパイプライン・ネットワークがないため、水素はしばしば現場で製造・消費され、その利用と拡張性が制限されます。このインフラを構築することは、市場が本格的に立ち上がるための重要な、しかしコストのかかる次のステップです。

エネルギー損失／変換効率の悪さ：水素は強力なエネルギー・キャリアであるが、そのフル・サイクル効率は大きな懸念事項です。水素の製造から最終利用まで、水素経路のさまざまな段階で大きなエネルギーが失われます。電気分解によって電気を水素に変換する際にエネルギー損失が発生し、さらに圧縮、貯蔵、輸送による損失が発生します。その後、水素が燃料電池で再び電気に変換されると、さらに多くのエネルギーが失われます。このように往復の効率が低いため、直接電化が選択肢となる多くの用途（小型車など）では、直接電化の方がはるかに効率的でコスト効率の高いソリューションであることに変わりはなく、水素は理想的な選択肢とは言えないです。

水の要件：水素生成、特に電気分解は、水を大量に消費するプロセスです。化学量論的に必要な純水は、1キログラムの水素製造につき約9リットルであるが、製造施設で消費される水の総量（冷却や精製を含む）は、はるかに多いことが多いです。水不足が続いている地域や、水不足が予測される地域では、高純度の水を大量に必要とすることが大きな制約となります。この環境上の課題は、プロジェクトの複雑さとコストを増大させ、大規模な水素製造施設を建設できる場所を制限する可能性があります。

安全性、取り扱い、規制上の懸念：水素は非常に可燃性の高い気体であり、安全性に独特の課題があります。水素は無色無臭であるため、特殊なセンサーがなければ漏れを検知することが難しいです。水素を高圧または極低温で液化した状態で貯蔵するには複雑で特殊な装置が必要で、水素脆化のリスクは時間の経過とともに金属部品の完全性を弱める可能性があります。さらにこの市場は、水素の純度、安全性、排出ガス認証に関する一貫した世界標準の欠如に悩まされています。このような規制の不確実性は、プロジェクトを遅らせ、コストを増加させ、国際取引と配備を複雑にする異なる規則のパッチワークを生み出す可能性があります。

政策と市場の不確実性：水素市場はまだ初期段階にあり、その結果、政策と市場にはかなりの不確実性があります。多くの政府が野心的な水素戦略を発表しているが、こうした政策の長期的なコミットメントと安定性は、投資家にとって依然として懸念事項です。鶏と卵」の問題は、この不確実性の直接的な結果です。企業は、長期的な需要が確認できない供給インフラへの投資に消極的であり、潜在的なユーザーは、信頼性が高く手頃な価格の供給がなければ水素への切り替えを躊躇します。このように、明確で予測可能な市場シグナルがないため、企業は業界を拡大するために必要な大規模かつ長期的な投資を正当化することが難しくなっています。

代替技術との競合：最後に、水素は、より成熟し効率的な他の脱炭素技術と競合しなければならないです。乗用車のような用途では、バッテリー貯蔵と直接電化が主流で、最もコスト効率の高いソリューションとなっています。産業用熱電併給の分野では、バイオ燃料や再生可能エネルギーも強力な競争相手です。そのため、水素の役割は、他の技術では実現不可能な、特定の「削減困難な」セクターを対象としたソリューションであると考えられています。しかし、この競合は、水素がニッチな用途で明確な経済的・技術的優位性を示し、エネルギー転換における重要な役割を確保する必要があることを意味しています。

目次

第1章 イントロダクション

• 市場の定義
• 市場セグメンテーション
• 調査スケジュール
• 前提条件
• 限界

第2章 調査手法

• データマイニング
• 2次調査
• 1次調査
• 専門家の助言
• クオリティチェック
• 最終レビュー
• データの三角測量
• ボトムアップアプローチ
• トップダウン・アプローチ
• 調査の流れ
• データの年齢層

第3章 エグゼクティブサマリー

• 世界の水素生成市場の概要
• 水素生成の世界市場推計・予測
• 世界の水素生成市場の生態マッピング
• 競合分析ファネルダイアグラム
• 水素生成の世界市場絶対的収益機会
• 水素生成の世界市場の魅力分析：地域別
• 水素生成の世界市場の魅力分析：供給源別
• 水素生成の世界市場の魅力分析：技術別
• 水素生成の世界市場魅力度分析：用途別
• 水素生成の世界市場地域別分析
• 水素生成の世界市場：供給源別
• 水素生成の世界市場：技術別
• 水素生成の世界市場：用途別
• 水素生成の世界市場：地域別
• 今後の市場機会

第4章 市場展望

• 水素生成の世界市場の変遷
• 水素生成の世界市場展望
• 市場促進要因
• 市場抑制要因
• 市場動向
• 市場機会
• ポーターのファイブフォース分析
  • 新規参入業者の脅威
  • 供給企業の交渉力
  • 買い手の交渉力
  • 代替品の脅威
  • 既存競合企業間の競争敵対関係
• バリューチェーン分析
• 価格分析
• マクロ経済分析

第5章 供給源別市場

• 概要
• 世界の水素生成市場：供給源別ベーシス・ポイント・シェア（bps）分析
• ブルーハイブリッド
• グリーン水素
• 灰色の水素

第6章 技術別市場

• 概要
• 世界の水素生成市場：技術別ベーシス・ポイント・シェア（bps）分析
• 水蒸気メタン改質（SMR）
• 石炭ガス化
• 電気分解

第7章 用途別市場

• 概要
• 世界の水素生成市場：用途別ベーシスポイントシェア（BPS）分析
• 化学処理
• 輸送
• 石油精製
• 発電

第8章 地域別市場

• 概要
• 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
• アジア太平洋
  • 中国
  • 日本
  • インド
  • その他アジア太平洋地域
• ラテンアメリカ
  • ブラジル
  • アルゼンチン
  • その他ラテンアメリカ
• 中東・アフリカ
  • アラブ首長国連邦
  • サウジアラビア
  • 南アフリカ
  • その他中東とアフリカ

第9章 競争情勢

• 概要
• 主な開発戦略
• 企業の地域的フットプリント
• エースマトリックス
  • アクティブ
  • 最先端
  • エマージング
  • イノベーター

第10章 企業プロファイル

• OVERVIEW
• AIR LIQUIDE
• LINDE PLC
• AIR PRODUCTS AND CHEMICALS, INC.
• HYDROGENICS CORPORATION
• NEL ASA
• PLUG POWER INC.
• BALLARD POWER SYSTEMS INC.
• ITM POWER PLC
• MCPHY ENERGY S.A.
• MITSUBISHI POWER LTD.