水素エネルギー貯蔵市場は2033年までに310億4000万米ドルに達する見込み

世界の水素エネルギー貯蔵市場は2024年に166億米ドルと評価され、2025～2033年の予測期間中に7.2%のCAGRで成長し、2033年には310億4000万米ドルに達すると予想されています。
水素エネルギー貯蔵市場では、120MJ/kgという水素の高いエネルギー密度を排出ガスゼロの燃料源として活用するための革新的なソリューションやインフラ開発が急増しています。世界中で戦略的なプロジェクトが展開されており、貯蔵圧力は最大700バール、温度は液体水素で最低-253℃に達します。Astute Analyticaによると、エネルギー貯蔵システムで生成される水素は99.9998%という驚異的な純度を達成できますが、電力に戻す際の往復効率はバッテリー貯蔵ソリューションよりも低いままです。現在の電解装置プロジェクトは50MW未満の容量に限定されることが多く、大規模な水素導入の課題となっています。さらに、専用の水素パイプラインの建設には7年から12年かかる場合があり、包括的な計画の必要性が強調されています。世界的に見ると、貯水池と湖はそれぞれ3PWhと12PWhと推定される莫大な水素貯蔵ポテンシャルを秘めています。楽観的な見方があるものの、空気中の水素の可燃性範囲が体積比で4%から74%であることを考えると、規制順守が最も重要です。

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産業分野では、水素は石油精製、アンモニア・メタノール生産、鉄鋼製造などに広く利用されており、水素燃料電池は自動車、バス、トラック、電車の動力源として利用されています。航空部門の水素エネルギー貯蔵市場も、持続可能な航空燃料としての水素の活用を検討しており、このクリーンエネルギーキャリアの汎用性を強調しています。さらに、水素燃料電池は、熱電併給システムの一部として、重要なインフラのバックアップ電源として利用されています。システムの設計、建設、運用には、ますます厳格な安全基準が設けられており、これは事故による漏出を防止するための強固な規制の必要性を反映しています。さらに、水素の環境への影響は製造方法によって異なり、グリーン水素は温室効果ガスの排出量がほぼゼロです。しかし、液化して道路輸送する場合、貯蔵と輸送が全体の温室効果ガス排出量の最大35%を占める可能性があります。金属水素化物、炭素系材料、金属有機構造体を用いた貯蔵性能向上、そしてより効率的なプロトン交換膜（PEM）電解装置などの技術進歩は、水素貯蔵に希望を与えています。液体有機水素キャリア（LOHC）と固体酸化物電解は、有望な代替手段です。ユタ州、スウェーデン、オーストラリア、ヨーロッパにおける地理的実験は、岩塩洞窟と地下貯蔵の選択肢を示しています。この勢いは、水素の脱炭素化の可能性に向けた世界的な動きを浮き彫りにしています。

水素エネルギー貯蔵市場を定義する新たなアプリケーションとユースケース

2024年現在、ヨーロッパでは少なくとも12の地域鉄道路線が水素燃料の列車に移行しており、ディーゼルエンジンへの依存度が低下しています。世界中で50隻以上の商用船舶が実環境で水素推進の試験を行い、その長距離輸送における実現可能性を調査しています。大手エレクトロニクス企業15社は、データセンターのバックアップとして水素燃料電池を試験的に導入し、停電時の安定した電力供給を模索しています。米国では、ある自治体が太陽光・水素マイクログリッドシステムを活用し、停電時でも最大72時間にわたり重要なインフラの電力供給を維持しています。オーストラリアでは、大手鉱山会社8社が、通常はディーゼル燃料に依存する事業からの排出量削減を目指し、水素燃料の輸送トラックを試験的に導入しています。

世界20以上の空港が、滑走路からの排出量削減を目指し、水素を動力源とする手荷物カートや地上支援車両の導入を検討しています。水素エネルギー貯蔵市場において、現在3大陸にまたがる実証発電所で10基の大型水素焚きタービンが稼働しており、送電網規模での導入に向けた知見を提供しています。日本では、300世帯を対象に、調理や暖房用の家庭用ガス管に水素を混合する実証プログラムを開始しました。4カ国に展開する複数の大手アンモニア生産業者は、現在、低炭素水素原料を用いて年間約400万トンのアンモニアを製造しています。カリフォルニア州の水素ステーションでは、1日最大1,200キログラムの水素を供給しており、公共バスや商用トラックに供給しています。

インフラ開発とサプライチェーンの拡大

2024年初頭までに、世界中で600か所以上の水素燃料補給ステーションが稼働し、300か所以上が建設許可を待っている状態です。最長の専用水素パイプラインは西ヨーロッパを約300キロメートルにわたって伸びており、主要な工業地帯を結んでいます。北米では、少なくとも12の主要配送センターが物流業務に水素燃料トラックを導入しています。水素エネルギー貯蔵市場におけるアジアのコンソーシアムは、200キロメートルの天然ガスパイプラインを転用し、工場で消費される水素の混合処理に成功しました。現在、世界で少なくとも20の港湾ターミナルが水素バンカリングに対応するためにドックを改修しており、これは海上脱炭素化に向けた画期的な出来事です。

3大陸にまたがり、大洋横断輸送を目的とした40隻以上の専用水素輸送船が建造中です。米国最大の地下水素貯蔵施設は6,000トン以上を貯蔵し、供給変動の安定化に貢献しています。新たに稼働を開始した15の製造拠点では、水素輸送に必要なコンプレッサーと極低温ポンプを製造しており、サプライチェーンの拡大を物語っています。欧州の物流企業は、主要な倉庫拠点を結ぶ1,400キロメートルに及ぶ水素燃料の貨物輸送ルートを運営しています。鉄道アクセス可能な50か所以上で予備評価を実施し、トラックから列車への水素中継ステーションの設置を目指しています。これにより、カーボンフリー輸送のための複合輸送の効率向上が期待されます。

コストの傾向と経済要因

再生可能エネルギーが豊富な特定の地域では、グリーン水素の生産コストが1キログラムあたり約4.5通貨単位まで低下し、一部のメーカーにとってほぼ競争力のあるソリューションとなっています。水素エネルギー貯蔵市場における大規模電解装置設置の平均リードタイムは、4年前の18か月から約12か月に短縮されました。現在、複数の太陽光水素複合施設では、電気入力コストが1kWhあたり0.03通貨単位を下回っており、これは費用対効果の高い電解にとって極めて重要です。産業用ガス供給業者8社による連合は、資本支出を削減し、現場での設置を簡素化するために、モジュール式水素製造装置に投資しています。新たに改良されたアンモニア分解法は、従来の装置と比較して動作温度を約200℃下げ、エネルギー消費を節約しました。

水素エネルギー貯蔵市場では、少なくとも14社の一流自動車部品サプライヤーが、車両モデル間で設計部品を標準化することで、水素燃料電池スタックの総価格を下げることを目指しています。スカンジナビアの水素技術センターは、特殊な貯蔵ソリューションのパイロットから生産までの期間を20か月から9か月に短縮し、商業化を加速しています。鉄鋼メーカーグループは水素ベースの鉄生産を導入し、生産される鉄鋼1トンあたり約1.2トンのコークス炭の必要性を排除しました。中東のネットゼロイニシアチブは、水素契約と豊富な太陽エネルギー供給を組み合わせ、従来型電力への依存を年間40TWhから22TWhに削減します。欧州では、新しいパイプライン混合技術により、最大15バールの水素を既存のネットワークに注入できるようになり、まったく新しい輸送ルートの必要性が軽減されています。

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米国は水素エネルギー貯蔵市場における地位を固めつつある

米国は、金属水素化物、炭素系溶液、金属有機構造体（MOF）といった最先端材料を活用し、水素エネルギー貯蔵の最前線に立っています。金属水素化物の実験室規模の実証実験では、1立方メートルあたり最大130キログラムの水素貯蔵容量が達成されており、米国の技術力の高さを物語っています。世界中で120以上のパイロットプロジェクトが高度な水素貯蔵を研究しており、その多くが米国で稼働しています。単層ナノチューブのプロトタイプは、700回以上の燃料補給サイクルを経ても安定していることが実証されており、進行中の研究の成果を反映しています。2024年初頭現在、世界中で600以上の水素燃料補給ステーションが稼働しており、その多くは米国領土内にあります。特に、米国で最大の地下水素キャビンは、供給変動を平滑化するために6,000トン以上を貯蔵しています。Cummins Inc.、Steelhead Composites, INC.、Air Products Inc.といった大手企業が市場の細分化を促進し、さらなるイノベーションを推進しています。 HFTOが主導する米国エネルギー省の水素プログラムは、生産、供給、インフラ、貯蔵、燃料電池にわたる国家的な取り組みの基盤となっています。2023年6月に発表された「国家クリーン水素戦略・ロードマップ」は、2035年までにカーボンフリーの電力網を、2050年までに水素エネルギー貯蔵市場におけるネットゼロエミッションを実現するための道筋を示しています。一方、「水素エネルギー・アースショット・イニシアチブ」は、クリーン水素のコストを10年以内に1キログラムあたり1ドルまで削減することを目指しています。

さらに、インフラ投資・雇用法に基づく80億ドルの資金が、北米全域の15の地域水素ハブに充てられています。超党派インフラ法に基づく95億ドルには、電気分解技術の研究開発と導入のための10億ドルが含まれています。HFTOは、少なくとも50件の政府資金によるパイロットプログラムに基づき、厳格なコストと安全性の目標を満たす車載型水素貯蔵システムの改良を進めています。また、40以上の自治体が、重要なインフラのレジリエンス強化のために、水素ベースのマイクログリッドを積極的に検討しています。これらの取り組みは、急速に進化する世界市場において、水素エネルギー貯蔵ソリューションを先駆的に展開するという米国の強いコミットメントを強調するものです。

クリーンエネルギーの未来に向けて水素貯蔵に革命を起こす革新的なスタートアップ企業

水素エネルギー貯蔵市場では、最先端の技術と野心的な成長戦略で業界に革命を起こしている革新的なスタートアップ企業が急増しています。

• 主要企業の中でも、ハイドロジェニアスLOHCテクノロジーズは、常温下で安全かつ効率的に水素を貯蔵できる液体有機水素キャリア（LOHC）法で際立っています。同社は、アングロ・アメリカン社や三菱商事社から約8,430万ドルの投資を含む多額の投資を獲得しており、同社の技術に対する業界の信頼を裏付けています。

• 英国ケンブリッジに拠点を置くH2Go Powerは、燃料電池向けの水素生成・貯蔵ソリューションで大きな注目を集めており、既存のバッテリー技術の5倍のエネルギー容量を実現しています。EICファンドから860万ドルの資金調達を受け、H2Go Powerは自動車分野での大きな成長を見込んでいます。同様に、オーストラリアのHydrexiaは、革新的な水素化物材料を用いた固体水素貯蔵ソリューションのパイオニアであり、これまでに1,710万ドルを調達しています。

• スイスのGRZ Technologiesは、太陽光と風力を利用して金属化合物中に水素ガスを生成・貯蔵する再生可能エネルギープロジェクトに注力しています。同社の革新的なアプローチは、公称1メガワット/時の発電容量を実現し、再生可能エネルギー分野における効率的なエネルギー貯蔵の重要なニーズに応えています。米国に拠点を置くNoble Gas Systemsは、ガス貯蔵・供給システムの製造で大きな進歩を遂げており、シリーズAラウンドで350万ドルの資金調達を達成しました。

これらのスタートアップ企業は、持続可能で効率的かつ拡張可能な水素貯蔵ソリューションの開発という野心的な目標を掲げています。継続的なイノベーション、戦略的パートナーシップ、そして持続可能性と循環型経済の原則への重点的な取り組みなど、継続的な取り組みを行っています。

世界の水素エネルギー貯蔵市場の主要プレーヤー：

• Air Liquide
• Air Products Inc.
• Cummins Inc.
• Engie
• ExxonMobil
• Hbank Technologies Inc.
• Hyzon Motors
• ITM Power
• Iwatani Corporation
• Linde PLC
• Messer Group
• Nedstack Fuel Cell Technology BV
• Nel ASA
• Steelhead Composites Inc.
• Total Energies
• Worthington Industries Inc.
• Other Prominent Players

主なセグメンテーション:

テクノロジー別

• 圧縮
• 液化
• 材料ベース

物理的状態別

• 固体
• 液体
• ガス

アプリケーション別

• 定置型電力
• 交通機関

エンドユーザー別

• 居住の
• 産業
• コマーシャル

地域別

• 北米
• ヨーロッパ
• アジア太平洋
• 中東およびアフリカ（MEA）
• 南アメリカ

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