水電解機 機 市場 規模とシェアの分析 - 成長傾向と予測 (2026-2033) 分析

世界の水電解機市場は、2025年に143.0億米ドルと 推定され、2032年には245.2億米ドルに達すると予測され、 2025年から2032年までの複合年間成長率（CAGR）は8.0％を示す。

水電解装置市場は、再生可能で環境に優しい水素の開発への注目の高まり、多くの国々による水素経済開発への取り組み、水素燃料電池自動車の需要増加といった要因によって牽引されている。クリーンエネルギーの利用を促進する政府の奨励策や政策も、電解機メーカーにチャンスをもたらしている。しかし、電解装置の設置コストが高いことが、普及への課題となっている。市場の主要プレーヤーは、技術的進歩と規模の経済を通じてコスト削減に投資している。

クリーンな水素燃料への需要の高まり

クリーンで再生可能なエネルギー源への世界的な後押しが、水素燃料への関心を高めている。多くの政府や企業は、水素が今後数十年のカーボンニュートラル目標達成に不可欠であると考えている。水素は、再生可能な電力を使って水を水素と酸素に分解する水の電気分解によって製造することができる。このプロセスで製造される水素は、化石燃料を使用せず、温室効果ガスを放出しないため、クリーンであると考えられている。クリーンな水素燃料の最終利用は、産業や長距離輸送のような削減が難しい分野の脱炭素化において重要な役割を果たすことができる。

電解水素は、自動車の燃料電池の動力源として大きな注目を集めている。大手自動車メーカーは近い将来、水素で走る燃料電池電気自動車を導入する計画を明らかにしている。これらの企業は、トラック、バス、乗用車のような長距離走行を必要とする用途において、水素燃料電池自動車がバッテリー電気自動車に代わる実行可能なゼロ・エミッションを提供すると期待している。さらに、水素はピーク時に余剰の再生可能エネルギーから製造し、再生可能エネルギー源が断続的な場合に燃料電池を通じて後で利用できるため、季節的なエネルギー貯蔵オプションと考えられている。このため、必要な水素補給インフラの確立に向けた研究が進められている。

輸送だけでなく、クリーン水素はエネルギー生成の用途でも有望である。化石燃料や天然ガスのパイプラインを利用できない遠隔地では、再生可能エネルギーによる発電の可能性がある。地域の再生可能エネルギー源から生産された電解水素は、燃料電池や燃焼によって、そのようなオフグリッド地域のマイクログリッドやエネルギーシステムに電力を供給するために使用することができる。全体として、カーボンニュートラル経済への世界的な高まりは、水電解によるクリーンな水素燃料の製造に大きな需要を生み出し、電解技術の普及を後押ししている。

技術別インサイト - コスト効果がアルカリ水電解の採用を促進

技術別では、アルカリ性水電解分野は、PEM水電解に比べて資本コストと運転コストが比較的低いため、推定市場シェア64.8%を占めると予想される。アルカリ水電解は、電解質としてアルカリ溶液、通常は水酸化カリウムを使用し、多孔質のニッケルまたはニッケル合金電極を使用する。この電解液と電極の組み合わせにより、アルカリ性電解システムはPEMシステムよりも低い圧力で作動し、機械の複雑さと資本支出を減らすことができる。

さらに、アルカリ電解システムは電解液の腐食性が低いため、PEMシステムよりも電極と膜の寿命が長い。このことは、長期にわたる運転コストとメンテナンス・コストの削減につながる。PEM技術は電流密度が高いほどエネルギー効率が高いが、アルカリ性システムは大規模な水素製造アプリケーションで使用される一般的な電流密度で同等の効率を達成する。また、アルカリ電解槽は設計が単純なため、複雑なPEMスタックに比べて保守やメンテナンスが容易です。

アルカリ性電解槽の総コストは低いため、工業プロセスやガスグリッドへの注入に必要な大容量水素製造には特に魅力的です。化学や精錬の大手エンドユーザーは、すでに数メガワットのアルカリ電解プラントを導入し、事業用の水素を製造している。今後も、アルカリ電解のコスト競争力は、低コストの水素製造ソリューションを求める工業企業の間で、その利用を後押しし続けるだろう。PEM技術が進歩する一方で、アルカリ電解は近い将来、大規模水素アプリケーションの主流技術であり続けるだろう。

用途別インサイト - 発電がPEM水電解の需要を牽引

用途別では、水素製造分野が58.3%のシェアを占めると予想されている。このセグメントの中で、PEM水電解は、エネルギー貯蔵を通じて電力網の安定性を強化するために、電力-ガスおよび電力-電力アプリケーションへの採用が増加している。PEM電解システムは、再生可能エネルギー出力の変動に応じて水素生産を迅速に調整することができる。太陽光発電や風力発電が送電網の電力需要を上回った場合、余剰電力を使ってPEM電解槽で水を分解し、水素を製造することができる。

この水素を貯蔵し、既存の天然ガス・インフラを通じて輸送することで、再生可能エネルギーの導入量が少ない期間に、燃料電池や燃焼タービンを使って再電化することができる。これにより、断続的な再生可能エネルギー源から発電された電力を長期にわたって貯蔵し、必要に応じて放出することができる。各地域の大手電力会社やガス・ネットワーク・オペレーターは、送電網のバランスをとり、より高い再生可能エネルギー普及率をサポートするために、PEM水電解を使ったこのような電力-ガス・ソリューションをテストしている。

アルカリ電解の反応速度の遅さに比べ、PEM技術は水素生成速度を迅速に調整できるため、特にパワー・ツー・ガス・アプリケーションに適している。PEM電解槽の高い電流密度とエネルギー変換効率は、電力-ガス-電力のエネルギー貯蔵サイクルの往復効率も向上させる。その資本コストの低減は、今後数年間、電力網バランシング・アプリケーションを通じて再生可能エネルギー利用を促進するためのPEM電解の採用をさらに後押しするだろう。

エンドユーザー別インサイト - クリーンエネルギーの成長が電解の産業需要を牽引

エンドユーザー別では、産業部門が市場の43%のシェアを占めると予想される。産業部門には、製油所、化学/石油化学プラント、食品加工など、多様な水素消費が含まれる。現在、工業用水素の大半は、コストの低い水蒸気メタン改質によって製造されている。しかし、クリーンエネルギーとカーボンニュートラルを求める規制の後押しにより、工業施設における水電解の採用が増加している。

電解により、工業プラントは化石燃料由来の水素を再生可能な水素に長期的に置き換えることができる。利用可能な再生可能電力と土地資源を活用するために、大規模なアルカリ水電解と電解質膜水電解ソリューションが産業施設内またはその近くに設置されている。脱炭素化を目指す製造施設は、高温炉やその他の工業用加熱プロセスで水素を代替燃料として使用できる可能性からも恩恵を受ける。

オンサイト電解によって製造された水素が利用しやすくなることで、水素集約型産業にとって水素の安全性とロジスティクスが向上する。水素パイプラインや液体水素輸送への依存をなくし、操業コストを削減する。電解はまた、既存の天然ガスインフラを活用して、発生した水素を貯蔵・輸送する機会も提供する。炭素排出規制が世界的に強化される中、製造事業におけるクリーンエネルギーと脱炭素化の目標を達成するため、水電解の産業利用がこの10年で急速に増加すると予想される。利用可能な再生可能エネルギー供給とインフラを活用し、産業界は電解を利用した再生可能水素への移行を先駆的に進めている。

北米は、大手メーカーの存在感が強く、グリーン水素の製造を奨励する政府の政策が好意的であるため、2025年の水電解装置世界市場の41.2%を占めている。米国やカナダのような国には、Proton OnSite、Peak Scientific、Teledyne Energy Systemsのような大手企業の生産施設がある。彼らの広範な研究開発努力は、電解プロセスをより効率的でコスト効率の高いものにする技術的進歩をもたらした。さらに、炭素燃料を水素に置き換えることで産業の脱炭素化を目指すプロジェクトは、政府から多額の資金援助を受けている。このため、今後数年間は国内需要に大きな拍車がかかると予想される。

アジア太平洋地域は、予測期間中に最も急成長する地域市場となる見込みである。急速な工業化と都市化により、エネルギー需要は飛躍的に高まっている。同時に、温室効果ガス排出量の増加に対する懸念から、各国は環境に優しい選択肢を模索している。中国、韓国、日本といった国々は、インセンティブや大規模実証プラントを通じて水素経済を積極的に支援している。中国は、生産能力と水素ステーション建設に意欲的な目標を掲げている。再生可能エネルギーの統合に力を入れていることも、水電解装置市場に有利に働いている。欧州の主要電解槽メーカーは、膨大なビジネスチャンスを獲得するため、この地域に製造ユニットを設置する動きを強めている。

欧州市場もまた、厳しい環境規制に後押しされて力強い。しかし、国内市場と比較すると、アジア太平洋や他の地域への水電解装置の輸出は、ヨーロッパのプレーヤーにとって大幅に成長している。これはその技術的優位性と信頼性に起因している。一方、現地生産ができないため、アジアの顧客にとっては資本コストが相対的に高くなっている。しかし、共同研究や技術移転によって、当面はこの価格差を埋めることができるかもしれない。

産業プロセスにおける水電解の採用拡大

再生可能エネルギーの急速な拡大により、主要産業は水電解によるクリーンな水素製造を模索している。水素の産業利用は、石油精製、化学生産、肥料製造において確立されている。一般的に、これらの分野では化石燃料を利用した水素生成方法に頼っており、CO2排出の原因となっている。現在、企業は再生可能な電力を使って、排出ガスを出さない水素を製造するオンサイト型水電解プラントへの投資を始めている。

例えば、いくつかの大手石油精製所は、水素化分解やその他の精製プロセス用の水素を生成するために、大規模な水電解装置を設置している。これは二酸化炭素排出量を削減し、よりクリーンな燃料を生産するというマーケティング上の利点もある。同様に、化学産業ではアンモニア合成やその他の製造工程で大量の水素を使用している。大手化学企業は電解メーカーと提携し、化学プラント内にユーティリティ・スケールの電解槽を導入している。このようなプロジェクトが成功すれば、世界中の化学・精製施設で電解水素がさらに広く採用される道が開けると期待されている。

金属・材料製造業界もまた、クリーンな水素への移行を進めている。水電解は、シリコンウエハー製造のような重要なクリーンテクノロジー産業に水素原料を提供する。産業現場での電解水素製造は、安定供給を保証し、ガス配送に関連するコストを回避する。いくつかの主要製造拠点は、政策的インセンティブを通じて、このような地域密着型の水素製造を促進している。このように、再生可能電力への移行と、水素の多様な産業用途に対する評価の高まりが、各地域の様々な製造部門における水電解のアプリケーションを力強く成長させている。

• グリーン水素を製造する固体高分子形燃料電池（PEM）技術に基づく大型電解槽の大手メーカーであるITMパワー社は、2023年7月、新たに設立した子会社ITMパワー・ドイツ社が、フランクフルト北部の町リンデンで2023年10月に正式に操業を開始すると発表した。この拡張により、ITMパワー社は、現在ドイツおよびヨーロッパで進行中のプロジェクトや、現在入札段階にある将来のプロジェクトにおいて、電解槽のトップメーカーとしての地位をさらに強化することになる。
• 2023年4月、持続可能なエネルギー・ソリューションに特化した世界有数のエネルギー技術企業であるシーメンス・エナジーAGは、ベルリンにある数ギガワットの電解槽施設で電解モジュール（スタック）の生産を開始すると発表した。この施設は、2025年までに3ギガワットの生産能力に増強される予定である。シーメンス・エナジーは、著名な産業ガスサプライヤーであるエア・リキード社と共同で、これらのスタックを利用して、多様な顧客にサービスを提供し、グリーン水素ソリューションに対する急速に高まる需要に応えていく。
• 先端材料と化学品に特化した日本の大手テクノロジー企業である旭化成株式会社は、2022年11月、川崎製造所においてアルカリ水電解による水素生成のパイロット試験設備の建設を開始した。旭化成は、今後予想される世界的な水素需要に対応するため、電解装置の大幅なスケールアップが必要であると認識している。その解決策として、複数の電解槽モジュールで構成されるプロトタイププラントを導入し、電力変動に対する応答性や長期耐久性の評価など、様々な試運転を行う予定。

*定義世界の水電解装置市場は、水電解装置を製造・販売する企業で構成される。水の電気分解装置は、電流を利用して水を水素と酸素に分解する。これらの機械は、化学処理、燃料電池、製油所、食品加工、エレクトロニクス産業など、現場での水素製造が必要とされる場所で使用される。

[グリーンで持続可能な水素製造に対する需要の高まりは、二酸化炭素排出量の削減に役立つため、大きな原動力となっている。ほとんどの経済大国も、法律や投資を通じて再生可能資源からの水素製造を支援している。このことは、世界の水電解装置の需要を大幅に押し上げるだろう。現在、欧州が市場を支配しているのは、水素経済に関する政府の政策が好意的だからである。しかし、中国、日本、韓国が再生可能水素の生産能力を増強しており、アジア太平洋地域が最も急成長すると予想される。

全体として見通しは明るいものの、原材料価格の変動は装置メーカーにとって依然として課題である。アルカリ電解槽に必要な電解質膜や希土類金属のような主要部品のコストは、グローバルなサプライチェーンに依存している。これは製造コストに影響する可能性がある。このような複雑な機械を製造・保守する熟練労働者の確保も、特に新興経済国においては、OEMが対処しなければならないもう一つの課題である。

大規模な再生可能水素プラントの設立に向けた投資の増加は、電解槽サプライヤーに有利な機会をもたらす。電解槽サプライヤーは、このようなプラント開発業者や電力会社と提携し、長期契約を確保することができる。モジュール設計アプローチと高度な製造技術を採用することで、コストを下げ、生産能力を長期的に向上させることができる]。

市場の課題：高い初期投資と運転コスト

世界の水電解装置市場の主な課題の1つは、これらのシステムに関連する高い初期投資と運用コストである。水電解は資本集約的なプロセスであり、高価な電気化学セル、パワーエレクトロニクス、その他の周辺機器を必要とする。さらに、水電解プラントは運転に一定の電力供給を必要とし、消費される電力が運転費用の大部分を占める。このため、電気分解による水素製造コストは、現在のところ、従来の水蒸気メタン改質よりも大幅に高くなっている。コストが高いため、特に発展途上市場では、水電解の大規模な商業的導入は制限されている。しかし、現在進行中の技術の進歩と製造規模の拡大は、資本コストの着実な削減に役立っている。それでもなお、高い資本支出とエネルギーコストが、近い将来、水電解によるグリーン水素製造が広く普及するための大きな障壁となっている。

市場機会：再生可能エネルギー源との統合

水電解システムと再生可能エネルギー源との統合は、世界の水電解装置市場に大きな機会をもたらす。水電解はエネルギーの貯蔵と炭素を含まない水素の製造を容易にするため、多くの再生可能エネルギー源の断続的な性質に対する有望な解決策を提供する。電解装置を太陽光発電所や風力発電所と組み合わせることで、需要の少ない時間帯の余剰再生可能電力を利用して、水電解により水素を製造することができる。この水素を貯蔵し、発電、暖房、移動用燃料、その他のエネルギー需要に利用することができる。水電解と自然エネルギーの相乗効果は、世界の大規模な脱炭素化戦略で大きな役割を果たすだろう。電解槽メーカーは、水電解と自然エネルギーのハイブリッドシステムも模索しており、様々な最終用途産業での採用にさらに拍車がかかるだろう。長期的には、この統合モデルによるグリーン水素の生産と貯蔵の増加が、世界的に水電解装置の需要を大幅に押し上げると予測される。

技術インサイト（売上高、10億米ドル、2020年～2032年）

• アルカリ水電解
• プロトン交換膜（PEM）水電解

アプリケーションの洞察（収入、10億米ドル、2020～2032年）

• 水素製造
• 発電
• エネルギー貯蔵
• その他（産業、研究など）

エンドユーザー洞察（収益、10億米ドル、2020～2032年）

• 産業用
• 公益事業
• 商業
• その他（住宅、研究など）

地域別インサイト（収益、10億米ドル、2020～2032年）

• • 北米
    • 米国
    • カナダ
  • ラテンアメリカ
    • ブラジル
    • アルゼンチン
    • メキシコ
    • その他のラテンアメリカ
  • 欧州
    • ドイツ
    • 英国
    • スペイン
    • フランス
    • イタリア
  • ロシア
    • その他のヨーロッパ
    • アジア太平洋
    • 中国
  • インド
    • 日本
    • オーストラリア
    • 韓国
    • ASEAN
    • その他のアジア太平洋地域
  • 中東
    • GCC諸国
    • イスラエル
    • その他の中東諸国
  • アフリカ
    • 南アフリカ
    • 北アフリカ
    • 中央アフリカ
• 主要プレーヤーの洞察
  • エアプロダクツ・アンド・ケミカルズ
  • アレバH2ジェン
  • 旭化成株式会社
  • C&E Environmental Technology Co.Ltd.
  • カミンズ・インク
  • エナジック・インターナショナル
  • エネコホールディングス
  • 株式会社エネコホールディングス
  • 日立造船株式会社
  • ハイドロジェニクス株式会社
  • ITMパワー社
  • 株式会社神鋼環境ソリューション日立造船株式会社
  • リンデAG
  • ネルASA
  • シーメンスAG