固体酸化物電解セル市場規模、シェア及び業界分析、製品タイプ別（管状及びその他）、用途別（工業プロセス、水素製造、燃料製造及びその他）、エンドユーザー別（発電所、製油所及びその他）、地域別予測、2025-2032年

世界の固体酸化物電解セル市場規模は、2024年に1億1871万米ドルと評価され、2025年の2億878万米ドルから2032年までに116億8775万米ドルへ成長し、予測期間中に年平均成長率（CAGR）77.71％を示すと予測されています。2024年には欧州が41.11%のシェアで世界市場を支配した。現在開発中のデバイスは、高温半導体、次世代燃料電池、および固体酸化物電解セル（SOEC）の応用を目指しており、自動車、エネルギー、航空宇宙産業での活用が期待されています。NASAは4月22日、火星大気中のガスから酸素を生成する固体酸化物電解セルをNASA火星2020探査機パーシビアランスに搭載した。NASAはこの試作機が将来、宇宙飛行士が火星滞在中にロケット燃料と呼吸可能な空気を生成できる装置の開発につながることを期待している。

COVID-19パンデミックは、気候変動とCOVID-19からの経済回復という二重の課題に対処する上で水素の重要性を多くの国が認識する中、クリーン水素分野における主導権争いを激化させた。各国が景気刺激策の資金のかなりの割合を水素プロジェクトに割り当てているため、水素は地政学的な競争の領域に入っています。再生可能エネルギー源から製造される水素はグリーン水素と呼ばれ、需要が急増する時期に電力網を貯蔵することで国連の目標達成に貢献できる。

日本の固体酸化物電解セル（SOEC）市場インサイト

日本ではカーボンニュートラル実現に向け、次世代水素製造技術として固体酸化物電解セルへの関心が高まっています。高効率な電解技術の導入は、産業分野の脱炭素化を支え、エネルギー自立性の強化にも寄与します。国際市場が急速に進化する中、日本企業にとって先端技術を取り込み競争力を高める絶好の機会となっています。

固体酸化物電解セル市場 動向

高温金属担持電解セルの市場普及

電解セルは、直接的な電気化学的電流を利用して、水の分解による酸素と水素の生成など、自然には起こらない反応を促進します。高温固体酸化物電解セルは通常500～900℃の範囲で動作し、主に酸化物イオンまたはプロトンを伝導するセラミック酸化物電解質層を利用する。このような高温での動作は、室温から約100℃の間で動作する市販のプロトン交換膜（PEM）電解装置やアルカリ交換膜（AEM）電解装置に比べて明確な利点を提供する。特に、触媒として安価な非白金族材料が使用可能であり、セラミック膜は不透過性であるため、高純度製品を容易に得られる。液体水と水蒸気のエンタルピー差、およびセル内部および外部からの抵抗熱の現地消費により、電気エネルギーおよび総エネルギー需要が低減される。

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固体酸化物電解セル市場の成長要因

グリーン水素生産の増加がSOEC市場を牽引  

水素は急速に、発電用途であれ次世代燃料電池電気自動車（FCEV）の動力源であれ、未来の燃料としての地位を確立しつつある。したがって、このエネルギー転換を支える燃料として、水素を生成・輸送・利用する手法が絶えず開発・最適化されている。中でも電解は、電力と水を用いてグリーン水素を生産する主要なPower-to-X（PtX）ソリューション経路である。固体酸化物電解セルは、より効率的な水素生成方法を提供する。固体酸化物電解セル技術は、2050年までのネットゼロ炭素排出目標に焦点を当てた未来において、温室効果ガス（GHG）排出量の抑制と地球温暖化を1.5℃未満に抑えるという脱炭素化の機会を象徴している。

固体酸化物電解セルは、風力タービンからの余剰電力やその他の持続可能なエネルギー源を利用してグリーン水素を製造できる。この水素は燃料電池に貯蔵され、需要に応じて再び電力に変換されるため、生産量が需要を上回った際の安全なエネルギー貯蔵を確保できる。固体酸化物電解セルの開発は、完全な市場投入後も将来にわたって継続される。コスト目標の達成が必須である一方、電解プロセスに関する理解の深化により、性能向上と寿命延長という実証が必要な分野で持続的な進歩が見込まれる。グリーン水素はクリーンで持続可能なエネルギーキャリアとして位置付けられており、その生産拡大が固体酸化物電解セル市場の成長を牽引すると予測される。

再生可能エネルギー源への認識高まりが市場成長を促進

従来の化石エネルギーベースのシステムによるエネルギー消費と環境汚染は、人類生活に一連の深刻な問題を引き起こしている。したがって、クリーンで再生可能エネルギーの利用が世界的に高まっていることが、固体酸化物電解セルの市場シェア拡大を後押ししている。再生可能エネルギー源である風力エネルギーと太陽エネルギーは現在広く利用されており、将来的には主要なエネルギー源となるでしょう。しかし、これらの再生可能エネルギー源の重要な課題は供給が不安定であることです。風力エネルギーは気象条件に依存し、太陽光や潮汐には1日を通して周期があります。

これらの欠点を克服するためには、エネルギー変換および貯蔵技術が緊急に必要とされています。電解セル技術は、その高効率性、環境適合性、幅広い応用可能性から注目を集めている。特にSOEC（固体酸化物電解槽）は低コストかつ高効率であるため、最も効果的なタイプと言える。SOECは余剰再生可能エネルギー（太陽光、風力、潮力）を化学エネルギーへクリーンかつ効率的に変換でき、特に再生可能エネルギーが急速に発展する背景において、電力系統のピーク電力補填に重要な役割を果たす。

抑制要因

市場成長を阻害する耐久性・長期安定性の課題  

長期的なシステム耐久性は、将来のSOEC技術の経済競争力向上と産業実装の拡大にとって重大な課題である。SOECスタックシステムの信頼性の高い長期性能には、全構成部品の熱的安定性が求められる。SOEC技術の長期・大規模導入には、現在も電極と電解質の耐久性という課題が存在する。劣化関連の問題は、固体酸化物形燃料電池の商業的ブレイクスルーを依然として阻んでいる。

良好な性能を発揮するSOECの多くは安定性に欠ける。SOFCの過酷な作動環境では、各構成要素とその相互作用から生じる多様な劣化プロセスが発生し、長期安定性要件を満たすことが困難である。

代替電極は、触媒活性やイオン・電子伝導度、作動条件下での安定性において依然として一定の限界を有する。これらの制約がセルの性能と耐久性の不足を招く可能性がある。

固体酸化物電解セル市場のセグメント分析

製品タイプ別分析

多様な用途により管状セグメントが市場をリード

製品タイプに基づき、市場は管状とその他に分類される。

管状セグメントは市場を支配しており、その管状構造によりコンパクト設計、高出力密度、優れた熱管理が可能となるため、高出力密度と長期耐久性を必要とする用途に管状固体酸化物電解セルが理想的です。管状固体酸化物燃料電池では、燃料と酸化剤が中央電極を囲むように配置された別々のチューブを通じて供給される。

平面型などのその他セグメントは、高効率、低製造コスト、優れた電流収集性により、管状に次いで市場シェアを拡大している。ただし高温環境ではシール材と熱機械的応力の問題が生じるが、改良されたシール材の開発によりこれらの課題は解決されつつある。

用途別分析

代替燃料としての採用拡大により水素製造セグメントが市場を支配

用途別では、市場は工業プロセス、水素製造、燃料製造、その他に分類される。

水素生産セグメントが市場を支配しているのは、現在、水素が排出削減が困難な分野（HTA）の脱炭素化に向けた唯一の有望な代替燃料と見なされているためである。水素燃料電池と発電設備を風力・太陽光発電所に統合することで、風が弱まったり日照が不足した際の電力貯蔵に柔軟性を持たせることが可能となる。

エンドユーザー別分析

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発電所セグメントが市場を支配：電力生成における不可欠かつ必須の需要

エンドユーザー別では、市場は発電所、製油所、その他に区分される。

発電所セグメントが市場を支配しているのは、燃料電池が通常運転中に水を必要としないためである。一方、火力発電所は冷却に大量の水を必要とする。実際、米国における水使用の主用途は発電所の冷却である。米国電力網向けの火力発電が1メガワット時を1年間生産するには、約1億5600万ガロンの水を汲み上げる。コージェネレーション用途において、燃料電池が生み出す余熱を暖房に利用することで、全体の効率は80%以上さらに向上します。

この高効率は経済的利益をもたらし、環境負荷を最小限に抑えます。固体酸化物燃料電池は一般的に天然ガスを燃料とするのに対し、従来の火力発電所は石炭を燃料とするためです。固体酸化物燃料電池は硫黄酸化物や粒子状物質も排出しない。

地域別インサイト

地理的には、北米、欧州、アジア太平洋、その他の地域（ROW）で市場を調査している。

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2023年、欧州は世界の固体酸化物電解セル市場を支配した。再生可能エネルギーの拡大とグリーン水素需要により、欧州では電解装置が急増している。欧州諸国は炭素排出量の削減を目指し、電解による再生可能資源からの水素生産を促進している。政府は野心的な気候目標に沿って、補助金を通じて電解装置の導入を奨励している。産業は脱炭素化のためにクリーンな水素を求め、電解装置の需要を牽引している。

アジア太平洋地域は固体酸化物電解市場において第2位の規模を占める。これは同地域の膨大な石油・ガス需要に起因する。石油輸送管理市場は概ね開放されているが、立法府は燃料生産市場への自由な参入を規制する取り組みを予見している。

中国石油化工（シノペック）は、国内初の1万トン規模グリーン水素実証プロジェクトが水素の生産に成功したと発表した。生産された水素はパイプラインで地元の石油精製企業に供給され、既存の天然ガス化石燃料に代わる動力源として活用される。本プロジェクトはグリーン水素の製造から利用までの全工程を効果的に実現し、中国が1万トン規模グリーン水素精製プロジェクトの産業チェーン統合を初めて達成したことを示す。

北米には米国やカナダなどの先進国が含まれ、水素製造・燃料生産の巨大な潜在市場を有しており、これが市場成長を牽引している。韓国SKグループが支援するWorld Energy GH2 Inc.が開発するカナダ初の商業規模グリーン水素・アンモニア生産プロジェクトでは、異なる2社の供給元からSOEC（固体酸化物電解セル）とPEM（プロトン交換膜）電解装置を併用する。具体的には、SOEC装置はBloom Energy Corpが、PEMシステムはSiemens Energy AGが供給する。

主要業界プレイヤー

主要企業は製品能力の拡大と新製品開発に注力

世界市場には数社のグローバルプレイヤーと多数の中小規模プレイヤーが存在します。主要企業は新製品開発を主要な市場戦略として採用している。例えば2022年11月、ブルーム・エナジー社は自社ニューアーク工場で高生産量商業用電解装置ラインを立ち上げ、電解装置の総発電容量を2ギガワットに拡大した。同社の受賞歴のある技術は、現在までに開発されたクリーン水素製造装置の中で最もエネルギー効率に優れた設計である。

市場で活動する主要企業には、シーメンス・エナジー、エルコジェンAS、ブルームエナジー、ネクセリズ、フューエルセル・エナジー、バラード・パワー・システムズ社、オクシオン・エナジー社、ITMパワーなどが含まれる。主要企業が市場シェアの半分以上を占め、残りの市場は様々な用途向けの地域・ローカル企業が支配している。

主要固体酸化物電解セル企業一覧:

• シーメンス・エナジー (ドイツ)
• エルコゲンAS (エストニア) 
• Bloomenergy (米国)
• Nexceris (米国)
• Fuel Cell Energy (米国)
• Ballard Power Systems Inc. (カナダ)
• OxEon Energy LLC (米国)
• ITM Power (英国)
• Redox Power Systems (米国)
• Bosch (ドイツ)

業界の主な動向:

• 2023年11月 - 中型車両向け電動化ソリューションの主要プロバイダーであるフェニックス・モーター社は本日、子会社のエジソンフューチャーが、既存のプロトン交換膜電解槽に加え、グリーン水素製品生産向けの新たなアルカリ電解槽ソリューションを立ち上げたことを発表した。
• 2023年9月 - カザーレ社とネクスト・ハイドロジェン・ソリューションズ社は、ネクスト・ハイドロジェンの電解技術と製品を統合したグリーンアンモニアおよびメタノールシステムの開発に向けた覚書（MOU）を締結した。両社は、再生可能エネルギー源に接続されたグリーンアンモニアおよびメタノールプラントの加速と規模拡大に向けて、それぞれの経験と能力を結集する。
• 2023年3月 - トヨタは、燃料電池セダン「ミライ」の燃料電池スタックなどの技術を用いて、水から水素を生成する新たに開発した電解装置を発表。この装置は2023年3月に日本のデンソー工場で稼働を開始し、将来的な普及促進を目的とした実証試験として機能する。
• 2022年11月 - ブルーム・エナジー社は、同社のニューアーク施設において、大量生産型の商業用電解装置ラインを立ち上げ、同時に同社の電解装置の発電容量を2ギガワットに拡大した。受賞歴のあるこの技術は、クリーンな水素を生産する上で、これまでで最もエネルギー効率の高い設計となっています。
• 2022年4月 - 斗山燃料電池は、高分子電解質膜燃料電池（PEMFC）のカナダメーカーであるバラード・パワー・システムズと、モビリティ向け水素燃料電池システムの開発に関する提携契約を締結しました。PEMFCは、その高いエネルギー効率、シンプルな構造、優れた耐久性から、主に輸送用途に加え、固定式および携帯型燃料電池用途向けに開発が進められています。

レポートのカバー範囲

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