
2025年のグリーン水素用電解槽スタック製造:市場の動態、技術革新、成長予測。このレポートは、業界を形成する主要なトレンド、競争戦略、将来の機会についての詳細な分析を提供します。
- エグゼクティブサマリーと主要な発見
- 市場概要:規模、セグメンテーション、および需要ドライバー
- 電解槽スタック製造における技術トレンド
- 競争環境:主要プレーヤーと市場シェア
- 2025-2030年の成長予測:市場価値、量、CAGR分析
- 地域分析:主要市場と新興地域
- 電解槽スタック製造における課題と機会
- 将来の展望:戦略的提言と業界ロードマップ
- 出典と参考文献
エグゼクティブサマリーと主要な発見
世界の電解槽スタック製造セクターは、エネルギー、産業、モビリティセクター全体での脱炭素化ベクトルとしてのグリーン水素への需要が高まる中、2025年に大幅な拡大を見込んでいます。水を水素と酸素に分割するための主要なコンポーネントである電解槽スタックは、このバリューチェーンの中心にあり、製造能力と技術革新が重要な競争差別化要因として浮上しています。
2025年には、電解槽市場が急激な設置容量の増加を見込み、世界の出荷量は2023年の約3 GWから10 GWを超えると予測されています。この成長は、2030年までにEUが設定した1000万トンの国内グリーン水素生産という野心的な政府目標や、インフレ削減法および関連するインセンティブを通じた米国での大規模な政策支援に支えられています 欧州委員会、米国エネルギー省。
2025年の主な発見は以下の通りです:
- 急速なスケールアップ: Nel Hydrogen、Siemens Energy、thyssenkrupp nuceraなどの主要メーカーは、ギガワット規模の生産ラインを拡張しており、ヨーロッパ、北米、アジアで新しい施設が稼働しています。
- 技術の多様化: アルカリとプロトン交換膜(PEM)技術が支配していますが、固体酸化物電解槽(SOEC)が産業用途向けに加速しており、Bloom Energyが商業化を進めています。
- コスト削減: スタック製造コストは、BloombergNEFによれば、自動化、規模の経済、材料革新によって年間20〜30%減少する見込みです。
- サプライチェーンのローカリゼーション: 地政学的緊張と耐久性のあるサプライチェーンの必要性から、スタック製造の地域化が進んでおり、主要市場ではローカルコンテンツ要件が出てきています。
- 戦略的パートナーシップ: 電解槽OEM、ユーティリティ、産業ガス会社との協力が、展開と大規模水素プロジェクトへの統合を加速しています。
全体として、2025年は電解槽スタック製造にとって重要な年であり、セクターはパイロットスケールから量産に移行し、グリーン水素が10年末までには主流なエネルギーキャリアになるための基盤が整います。
市場概要:規模、セグメンテーション、および需要ドライバー
電解槽スタック製造の世界市場は、産業全体での脱炭素化努力が高まる中、急速に拡大しています。電解槽スタックは電解槽システムの中核コンポーネントで、再生可能エネルギーを使用して水を水素と酸素に変換することを可能にします。2025年の市場は、政府の野心的な目標、投資の増加、技術の進歩によって強力な成長が特徴です。
市場規模と成長
国際エネルギー機関の予測によると、2025年までに世界の電解槽製造能力が年間60 GWを超えると予想されており、2022年の10 GW未満からの増加です。電解槽スタックセグメントはこの能力の重要なシェアを占めており、スタックはシステムにおいて最も価値集約的で技術的に複雑な部分を代表します。BloombergNEFの市場調査によると、世界の電解槽市場は2030年までに年間280億ドルの収益に達し、スタック製造が総システムコストの約40〜50%を占める可能性があります。
セグメンテーション
- 技術別: 市場はアルカリ、プロトン交換膜(PEM)、固体酸化物、アニオン交換膜(AEM)電解槽スタックにセグメント化されています。2025年には、アルカリおよびPEMスタックが支配的であり、PEMはその高い効率と変動する再生可能エネルギー源への適合性により市場シェアを獲得しています。
- 地域別: ヨーロッパはEUのグリーンディールおよびREPowerEUイニシアティブの推進により、設置されたおよび計画された電解槽容量で首位を占めています。中国は国内製造を急速に拡大しており、米国はインフレ削減法の下での投資を加速しています。
- 用途別: 主要な需要セクターには、アンモニアおよびメタノール製造、精製、製鋼、重輸送があります。産業の脱炭素化とエネルギー貯蔵が主要な需要ドライバーです。
需要ドライバー
- 政策支援: EU、中国、米国での積極的な国の水素戦略と補助金が電解槽スタック需要を促進しています。
- 企業のコミットメント: 大手エネルギーおよび産業企業がネットゼロ目標を達成するためにグリーン水素プロジェクトに投資し、スタックの受注が増加しています。
- コスト削減: 規模の経済と技術革新によりスタックコストが低下し、グリーン水素が化石由来の水素に対して競争力を持つようになっています。
要約すると、2025年は電解槽スタック製造にとって重要な年であり、市場の勢いは政策、投資、産業の脱炭素化への急迫したニーズによって支えられています。
電解槽スタック製造における技術トレンド
電解槽スタック製造はグリーン水素生産の中心にあり、2025年にはこの領域で大きな技術進歩が見込まれています。水を水素と酸素に分割するコアコンポーネントであるスタックは、複数の電気化学セルで構成されています。グリーン水素への需要が加速する中、メーカーは効率、スケーラビリティ、コスト効果を向上させる革新に注力しています。
最も顕著なトレンドの一つは、高度な材料へのシフトです。メーカーは、希少かつ高価な材料への依存を減らすために、イリジウム酸化物の代替品や非貴金属の触媒などの新しい触媒コーティングを採用しつつあります。これは、特に PEM電解槽スタックにおいて顕著であり、材料コストは過去にスケールの障壁となっていました。Nel HydrogenやSiemens Energyのような企業は、高い電流密度で運転できる耐久性のある高性能な膜や電極の開発に投資しています。
- 自動化とデジタル化: 自動化とデジタル製造技術の統合が、スタックの組み立てと品質管理を効率化しています。自動化されたレーザー溶接、ロボティックスタッキングおよびインライン検査システムは、労働コストを削減し、一貫性を向上させています。thyssenkruppが実施しているデジタルツインと予知保全が、リアルタイムの監視とスタック性能の最適化を可能にしています。
- モジュラーデザイン: スタックメーカーは、大規模生産を促進し、スケーリングを容易にするモジュール化された標準化デザインに向かっています。このアプローチにより、ITM PowerやCumminsの製品ラインのように、迅速な展開と柔軟なプラントサイズが可能になります。
- 製造スケールアップ: 予測される需要を満たすために、企業はギガワット規模の製造施設に投資しています。Bloom EnergyやSunfireは、大規模プラントの計画を発表しており、規模の経済を利用してスタックあたりのコストを削減しています。
- 代替電解槽技術: PEMおよびアルカリスタックが支配的である一方で、固体酸化物電解槽(SOEC)はその高効率が産業スケールでの採用のために注目を集めています。TopsoeやBloom EnergyはSOECスタック製造を商業化するための努力をリードしています。
これらの技術トレンドは、電解槽スタック製造をより効率的、スケーラブル、コスト競争力のあるものにするために収束し、2025年以降、グリーン水素が世界のエネルギー転換の中心的な要素となるうえでの業界の急成長を位置付けています。
競争環境:主要プレーヤーと市場シェア
2025年のグリーン水素用電解槽スタック製造における競争環境は、急速な拡大、技術革新、および戦略的パートナーシップによって特徴づけられています。市場は、確立された産業プレーヤーと機敏なスタートアップの混合によって支配されており、各社は世界のエネルギー転換にとって重要とされるセクターのリーダーシップを争っています。
2025年時点で、Nel ASA、Siemens Energy、そしてthyssenkrupp nuceraは、特にアルカリとPEM(プロトン交換膜)セグメントにおける電解槽スタックの主要な製造業者です。たとえば、Nel ASAはノルウェーと米国で生産能力を拡大し、大規模なグリーン水素プロジェクトからの急増する需要に応えるために数ギガワットの年間生産を目指しています。Siemens Energyとthyssenkrupp nuceraは、エンジニアリングの専門知識とグローバルなネットワークを活用して、特にヨーロッパおよび中東での主要契約を確保しています。
PEM電解槽セグメントでは、ITM PowerとCummins Inc.が重要な進展を遂げています。2021年から稼働しているITM Powerのギガファクトリーは、ユーティリティ規模のプロジェクトの主要なサプライヤーとしての地位を確立しており、Cumminsは、北米やインドなどでの買収と合弁事業を通じて、グローバルな足跡を拡大しています。
中国の製造業者、PERIC Hydrogen TechnologiesやSungrow Power Supply Co., Ltd.は、国内需要の強さとコスト競争力のある製造により、市場シェアを急速に増やしています。これらの企業は国際市場にも進出し、政府の支援と攻撃的な価格戦略を活用しています。
According to Wood Mackenzie、2025年までに世界の電解槽市場は年間20 GWの製造能力を超えると予測されており、上位5社が設置された容量の50%以上を占めています。市場は非常にダイナミックであり、新たなプレーヤーや技術提供者、たとえばBloom Energy(固体酸化物電解槽)やEnapter(AEM技術)が、革新的なソリューションを用いて既存企業に挑戦しています。
戦略的な協力、垂直統合、製造のローカリゼーションは、競争環境を形成する主要なトレンドです。グリーン水素プロジェクトがスケールアップする中、信頼性が高く、コスト効果があり、高効率の電解槽スタックを提供する能力が、2025年以降の市場リーダーシップを決定づけるでしょう。
2025-2030年の成長予測:市場価値、量、CAGR分析
グリーン水素用電解槽スタック製造市場は、2025年から2030年にかけて強力な成長を遂げる見込みです。脱炭素化目標の加速、政府のインセンティブ、および再生可能エネルギー統合の拡張がその推進力となります。2025年には、電解槽スタックの市場価値が約21億米ドルに達し、世界中で設置容量が7 GWを超えると予測されています。この急増は、欧州、中国、中東の大規模プロジェクトと、公共および民間部門からの投資の増加によって支えられています。
2025年から2030年にかけて、市場は32〜36%の年間複合成長率(CAGR)を記録すると予想されており、水素バリューチェーンの他のセグメントを上回る成長を見込んでいます。2030年までに、電解槽スタック製造の世界市場価値は100億米ドルを超える可能性があり、累積設置容量は50〜60 GW達する見込みです。これは国際エネルギー機関(IEA)およびBloombergNEFの予測によるものです。この成長は、ギガファクトリーのスケールアップ、規模の経済によるコスト削減、スタックの効率性と耐久性に関する技術的進歩によって推進されます。
出荷量の面では、電解槽スタックの年間出荷が2025年に約1.5 GWから2030年までに10 GWを超える見込みです。市場はプロトン交換膜(PEM)およびアルカリ電解槽技術が支配し、固体酸化物電解槽は特定の産業用途での採用が進んでいます。ヨーロッパは引き続き設置容量でのリーダーシップを維持する見込みで、欧州連合のグリーンディールおよびREPowerEUイニシアティブによって支えられ、同時に中国は国内製造基盤とプロジェクトパイプラインを拡大し続けます(Hydrogen Insight)。
- 主な成長ドライバー: 政策の強制力、再生可能電気料金の低下、企業の脱炭素化コミットメント。
- 課題: サプライチェーンの制約、原材料の価格変動、灰色水素と均衡を取るためのさらなるコスト削減の必要性。
- 市場リーダー: Nel ASA、Siemens Energy、およびthyssenkrupp nuceraなどの企業は、生産を拡大し、スタックの設計および製造プロセスの革新に取り組んでいます。
全体として、2025〜2030年の期間は電解槽スタック製造にとって変革的であり、グリーン水素が10年末までに主流なエネルギーキャリアとなるための土台を築くことになるでしょう。
地域分析:主要市場と新興地域
電解槽スタック製造の世界的な風景は、グリーン水素が脱炭素化戦略の基盤となる中で急速に進化しています。2025年には、地域の動態は政策の支援、産業需要、およびサプライチェーンのローカリゼーションによって形成されており、主要市場はヨーロッパ、アジア太平洋、北米であり、中東やラテンアメリカでの新たな活動も見られます。
ヨーロッパは、欧州連合の野心的な水素ロードマップと「共通欧州利益の重要プロジェクト(IPCEI)」などの資金メカニズムによって前面に出ています。ドイツ、オランダ、スペインは主要な製造拠点であり、Siemens EnergyやNel Hydrogenなどの企業がギガワット規模の生産施設を拡大しています。地域がサプライチェーンのローカリゼーションと再生可能エネルギー源の統合に焦点を当てているため、アルカリおよびPEM電解槽スタックのための強力なエコシステムが育成されています。
アジア太平洋は、特に中国、日本、韓国で急速に能力が拡大しています。中国は2025年に設置された電解槽の40%以上を占めており、国の支援によるイニシアティブと産業の脱炭素化目標によって支えられています。 PERIC Hydrogen TechnologiesやSungrowなどの中国の主要メーカーは、生産をスケールアップしてコスト削減と輸出機会に焦点を当てています。日本と韓国は高度なスタック技術に投資し、材料や精密機械工学の専門知識を活用して輸出市場をターゲットにしています(国際エネルギー機関)。
- 北米は、米国のインフレ削減法やカナダの水素戦略によって重要な市場として浮上しています。CumminsやPlug Powerなどの企業は、新しい製造ラインに投資しており、国内展開と輸出の両方に焦点が当てられています。この地域の革新と公私のパートナーシップへの強調は、次世代電解槽スタックの商業化を加速させています。
- 中東は、サウジアラビアとUAEの大規模なプロジェクトを通じて、未来のグリーン水素輸出ハブとしての地位を確立しています。地域の電解槽スタック製造への投資はまだ発展途上ですが増加しており、しばしば欧州およびアジアの技術提供者とのパートナーシップで行われています(Hydrogen Insight)。
- ラテンアメリカは、新興地域であり、ブラジルやチリは豊富な再生可能資源を利用して電解槽製造やグリーン水素製造への投資を呼び込んでいます。
要約すると、2025年には地理的に多様な電解槽スタック製造の風景が形成されており、既存市場は拡大し、新しい地域が価値チェーンに参入しており、政策、産業の需要、脱炭素化のグローバルな動きによって推進されています。
電解槽スタック製造における課題と機会
電解槽スタック製造は、グリーン水素バリューチェーンの重要な要素であり、グリーン水素生産のスケーラビリティ、効率性、コスト競争力に直接影響を与えます。市場が2025年に向けてギガワット規模の電解槽展開に加速する中、メーカーは複雑な課題と機会の風景に直面しています。
課題:
- 生産のスケーリング: グリーン水素に対する需要の急増が、現在の電解槽スタック製造能力を超えつつあります。ほとんどの既存の施設はメガワット規模の出力向けに設計されており、市場がギガワット規模のプロジェクトにシフトしているため、これは自動化、サプライチェーンの拡大、労働力の訓練に大規模な資本投資を必要としています(国際エネルギー機関)。
- 材料の制約: プロトン交換膜(PEM)およびアルカリ電解槽スタックは、イリジウム、プラチナ、およびニッケルなどの重要な材料に依存しています。これらの材料のサプライチェーンのボトルネックと価格変動は、コスト削減および生産スケジュールにリスクをもたらします(BloombergNEF)。
- 品質と耐久性: 一貫したスタックの品質と長寿命を確保することは、プロジェクトの銀行性にとって重要です。特に製造業者が生産量を増加させる中で、スタックの性能と劣化率の変動は技術的なハードルを残しています(燃料電池および水素共同事業体)。
- コスト削減: 2030年までに$2/kgのグリーン水素という目標を達成するためには、スタックコストの削減が必要です。これには設計の最適化、経済的規模、プロセスの革新が必要ですが、高い初期のR&Dおよび製造コストは新規参入者や小規模プレーヤーにとっての障壁となっています(国際再生可能エネルギー機関)。
機会:
- プロセスの自動化: 高度なロボティクス、デジタルツイン、AI駆動の品質管理を統合することで、スタックの組み立てを効率化し、労働コストを削減し、一貫性を向上させることが可能です(Siemens Energy)。
- 垂直統合: 企業はますます垂直統合に向かい、重要な材料のサプライチェーンを確保し、リスクを軽減し、より多くの価値を得るために社内でのスタック製造能力を開発しています(Nel Hydrogen)。
- スタック設計の革新: 膜材料、触媒の負荷、モジュラー・スタックアーキテクチャの進展は、高効率、低材料使用、容易なメンテナンスへの道を提供します(thyssenkrupp nucera)。
- グローバルなコラボレーション: 技術提供者、ユーティリティ、政府間の戦略的パートナーシップが、特に新興水素市場において、知識移転、標準化、市場アクセスを加速しています(Hydrogen Europe)。
将来の展望:戦略的提言と業界ロードマップ
グリーン水素分野における電解槽スタック製造の将来の展望は、グローバルな脱炭素化目標の加速、技術革新、および進化する政策フレームワークによって形作られています。グリーン水素への需要が急増する中、製造業者は生産をスケールアップし、コストを削減し、スタックの効率性を向上させるために戦略的に自らの位置を定めなければなりません。2025年以降に競争力を維持するために。
戦略的提言:
- 生産能力の拡大: 主要プレーヤーは、予想される需要に応えるためにギガファクトリーを急速に拡大しています。Nel HydrogenやSiemens Energyのような企業は、自動化製造ラインに投資して、規模の経済を達成し、水素の平準化コスト(LCOH)を低下させようとしています。
- 効率の向上のためのR&Dへの投資: スタック設計、材料(例:先進膜、触媒)、システム統合における継続的な革新が重要です。研究機関や材料サプライヤーとのパートナーシップはブレークスルーを加速し、thyssenkrupp nuceraやITM Powerの協力で見られます。
- サプライチェーンの確保: 重要な原材料(例:イリジウム、プラチナ)の入手可能性はボトルネックのままです。戦略的な調達、リサイクルの取り組み、代替材料の開発はリスクを軽減し、長期的な持続可能性を確保するために不可欠です。
- 標準化およびモジュール化: 標準化されたモジュール式のスタック設計を開発することで、迅速な展開、メンテナンスの容易化、コスト削減が可能になります。米国エネルギー省などの組織によって支援される業界全体の基準が相互運用性と市場の成長を促進します。
- 政策と資金の活用: 製造業者はEUのクリーン水素パートナーシップや米国のインフレ削減法などの政府プログラムやインセンティブに積極的に関与し、資金調達を受けて投資のリスクを軽減し、商業化を加速させるべきです。
業界ロードマップ(2025年以降):
- 2025-2027年:自動化された生産のスケールアップに焦点を当て、スタックコストを$300/kW未満に削減し、スタックの耐用年数を80,000時間以上に延ばす。
- 2028-2030年:次世代材料の広範な導入、さらなるコスト削減、およびグリッドスケールの水素生産との統合。
- 2030年以降:先進的な電解槽技術の完全商業化(例:固体酸化物、AEM)、グローバルなサプライチェーンの成熟、およびネットゼロ目標への重要な貢献。
要約すると、電解槽スタック製造セクターは、2025年以降のグリーン水素市場の急成長を捉えるために、スケール、革新、およびサプライチェーンの弾力性を優先すべきです。
出典と参考文献
- 欧州委員会
- Nel Hydrogen
- Siemens Energy
- thyssenkrupp nucera
- Bloom Energy
- BloombergNEF
- 国際エネルギー機関
- ITM Power
- Sunfire
- Topsoe
- Wood Mackenzie
- Enapter
- Hydrogen Insight
- Hydrogen Europe
- 米国エネルギー省
- クリーン水素パートナーシップ