固体酸化物電解セルの市場規模、シェアおよび業界分析、製品タイプ別（管状およびその他）、アプリケーション別（工業プロセス、水素製造、燃料製造など）、エンドユーザー別（発電所、製油所、その他） 、および地域予測、2024 ～ 2032 年

固体酸化物電解セルの世界市場規模は、2023 年に 6,763 万米ドルと推定されています。市場は、2024 年の 1 億 1,871 万米ドルから 2032 年までに 116 億 8,775 万米ドルに成長すると予測されており、予測期間中に 77.48% の CAGR を示します。

明日の最先端テクノロジーには、極端な条件に耐えられるエレクトロニクスが必要になります。現在開発中のこのタイプのデバイスは、高温半導体、次世代燃料電池、固体酸化物電解セル (SOEC) に利益をもたらすものであり、自動車、エネルギー、航空宇宙産業での応用が期待されています。 NASA は、4 月 22 日^ndに火星の大気中のガスから酸素を製造するために NASA Mars 2020 Rover Perseverance に固体酸化物電解セルを設置しました。 NASA は、このプロトタイプが、いつか宇宙飛行士が火星にいる間にロケット燃料と呼吸可能な空気を生成できる装置につながることを期待しています。

多くの国が気候変動と新型コロナウイルス感染症からの経済回復という二つの課題について語る上での水素の重要性を認識しているため、新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより、クリーン水素のリーダーシップをめぐる競争が激化しました。各国の刺激基金のかなりの部分が水素プロジェクトに割り当てられ、水素が地経学の競争の領域に持ち込まれています。再生可能エネルギー源から生成される水素はグリーン水素と呼ばれ、大規模な需要時に電力網を貯蔵することで国連の目標を達成できます。

固体酸化物電解セル市場 トレンド

市場に広がる高温金属サポート電解セル

電解セルは、直流電気化学電流を利用して、水を分解して酸素と水素を生成するなどの非自発的反応を引き起こします。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します。このような高温での動作は、室温から約 100°C までの範囲で動作する市販のプロトン交換膜 (PEM) およびアルカリ交換膜 (AEM) 電解槽と比較して、明確な利点をもたらします。特に、安価な非白金族材料を触媒として使用でき、セラミック膜は不透過性であるため、高純度の製品が容易に得られます。電気エネルギーと総エネルギー需要は、液体の水と蒸気のエンタルピー差と、セルや外部ソースからの抵抗熱の現場消費により低くなります。

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固体酸化物電解セル市場の成長要因

グリーン水素生産量を増加して SOEC 市場を推進

水素は高速であり、発電用でも、次世代の燃料電池電気自動車 (FCEV) の動力用でも、将来の燃料としての地位を確立しています。したがって、このエネルギー転換を促進するためにそれを生成、輸送、利用する方法が常に開発され、最適化されています。中でも、電気分解は、電気と水を使用してグリーン水素を生成する主要な Power-to-X (PtX) ソリューション経路です。固体酸化物電解セルは、より効率的に水素を生成する方法を提供します。固体酸化物電解セル技術は、2050 年までに温室効果ガス (GHG) 排出を抑制し、地球の気温上昇を摂氏 1.5 度 (℃) 未満に抑えるという 2050 年までの炭素排出実質ゼロの目標に焦点を当てた将来に向けて、脱炭素化の機会を提供します。 p>

固体酸化物電解セルは、風力タービンからの余剰電力と他の持続可能な電源を使用してグリーン水素を製造できます。この水素は後で燃料電池に貯蔵され、需要に応じて電気に再変換され、生産量が需要を超えた場合でも安全なエネルギー貯蔵が確保されます。固体酸化物電解セルの開発は、完全に商品化された後でも、将来にわたって続くでしょう。コスト目標を達成する必要があるのは確かですが、電気分解中のプロセスについての理解が深まれば、実証が必要な領域でのパフォーマンスと寿命の回復力の向上が維持されます。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評価されており、グリーン水素の生産量の増加は固体酸化物電解セル市場の成長を促進すると予想されます。

市場の成長を促進するために再生可能エネルギー源に対する意識を高める

従来の化石エネルギーをベースとしたエネルギー システムによって引き起こされるエネルギー消費と環境汚染は、人類の生活に一連の深刻な問題を引き起こしています。したがって、世界中でクリーンで再生可能エネルギーの利用への注目が高まっており、固体酸化物電解セルの市場シェアが高まっています。再生可能エネルギーである風力エネルギーや太陽光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。ただし、これらの再生可能エネルギー源の重要な部分は断続的な供給です。風力エネルギーは気候条件に依存し、太陽光と潮汐には 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。電解槽技術は、その高効率、環境への優しさ、幅広い用途により、ますます注目を集めています。 SOEC は低コストで高効率であるため、最も効果的なタイプであることがわかります。 SOEC は、余剰の再生可能エネルギー (太陽光、風力、潮力エネルギー) をクリーンかつ効率的に化学エネルギーに変換できます。化学エネルギーは、特に再生可能エネルギーの精力的な開発を背景に、電力網のピークフィルにおいて動的な役割を果たします。

抑制要因

市場の成長を妨げる耐久性と長期安定性に関する課題

システムの長期耐久性は、経済競争力の向上と将来の SOEC テクノロジーのより広範な産業導入にとって重要な課題です。 SOEC スタック システムの信頼性の高い長期パフォーマンスには、すべてのコンポーネントが熱的に安定している必要があります。 SOEC 技術の長期的かつ大規模な展開は、現在、電極と電解質の耐久性という課題にも直面しています。劣化に関連した問題が依然として固体酸化物形燃料電池の商業的進歩を妨げています。

パフォーマンスが良好な SOEC のほとんどは、安定性が良好ではありません。 SOFC の過酷な使用条件では、各コンポーネントとその相互作用から生じるさまざまな劣化プロセスが発生するため、長期安定性の要件を満たすことが困難になります。

代替電極には、動作条件下での触媒活性、イオンおよび電子伝導性、または安定性に関して、依然として一定の制限があります。これらの制限により、セルのパフォーマンスと耐久性が不十分になる可能性があります。

固体酸化物電解セル市場セグメンテーション分析

製品タイプ別の分析

チューブラー セグメントは多様な用途で市場をリード

製品タイプに基づいて、市場はチューブラーとその他に分類されます。

管状セグメントは、管状形状によりコンパクトな設計、高出力密度、優れた熱管理が可能となり、管状固体酸化物電解セルが高出力密度と長期耐久性を必要とする用途に最適であるため、市場を支配しています。チューブ型固体酸化物型燃料電池では、燃料と酸化剤が、中心電極の周りに巻き付けられた別々のチューブを通じて燃料電池に供給されます。

プレーナーなどの他のセグメントは、高効率、低製造コスト、優れた集電性により、チューブラーに次いで市場を引き継ぎつつあります。ただし、高温ではシールと熱の機械的応力の問題が発生します。これらの問題は、改良されたシーリング材料を開発することで解決されました。

アプリケーション分析による

代替燃料としての採用の増加により、水素製造セグメントが市場を支配

アプリケーションに基づいて、市場は工業プロセス、水素製造、燃料製造などに分類されます。

水素製造セグメントが市場を支配しているのは、現在、水素が、削減困難 (HTA) 部門の脱炭素化に有望な唯一の代替燃料であると思われるためです。水素燃料電池と発電を風力発電所や太陽光発電所に統合すると、風が吹いていないときや太陽が輝いていないときに柔軟に電力を蓄えることができます。

エンドユーザー分析による

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発電は不可避かつ不可欠なニーズであるため、発電所セグメントが優勢

エンドユーザーに基づいて、市場は発電所、製油所、その他に分類されます。

発電所セグメントは、セルが通常の動作中に水を必要としないため、市場を支配しています。同様に、火力発電所では冷却のために大量の水が必要です。実際、米国における水の主な用途は発電所の冷却です。米国の送電網の熱電発電では、年間 1 時間あたり 1 メガワットを発電するために、約 1 億 5,600 万ガロンの水を消費します。燃料電池で生成された余剰熱をコージェネレーション用途で暖房目的に使用すると、全体の効率がさらに 80% 以上向上します。

石炭を燃料として使用する従来の発電所と比較して、固体酸化物型燃料電池は一般に天然ガスを燃料として使用するため、この高い効率により経済的メリットがもたらされ、環境への影響も最小限に抑えられます。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ません

地域に関する情報

地理的には、市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、および世界のその他の地域にわたって調査されています。

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2023 年の世界の固体酸化物電解セル市場は欧州が独占しました。再生可能エネルギーの拡大とグリーン水素の需要により、欧州では電解槽が急増しています。欧州諸国は炭素排出量を削減し、電気分解による再生可能資源からの水素生産を促進することを目指している。政府は野心的な気候目標に合わせて、補助金を通じて電解装置の導入を奨励しています。産業界は脱炭素化のためにクリーンな水素を求めており、電解槽の需要が高まっています。

アジア太平洋地域は、石油とガスの莫大な需要があるため、固体酸化物電解市場で 2 番目に大きな地域です。石油輸送管理の市場はほとんどがオープンであると見なされているが、議員らは燃料生産市場への自由な入場を指示する取り組みを予想している。

中国のシノペックは、国内初の 10,000 トンのグリーン水素実証プロジェクトで積極的に水素が生産され、出力された水素は既存の天然ガス化石エネルギーを電源として代替するために地元の石油精製企業にパイプで送られたと放送しました。このプロジェクトは、グリーン水素の生産から利用までの全手順を効果的に実現しており、これは中国が 10,000 トンのグリーン水素精製プロジェクトの産業チェーン全体の統合を初めて理解したことを象徴している。

北米は米国やカナダなどの先進国で構成されており、市場の成長を促進する水素生産と燃料生産の巨大な市場を抱えていると考えられます。ワールド・エナジーGH2社が開発し、韓国の複合企業SKグループの支援を受けたカナダ初の商業規模のグリーン水素・アンモニア生産プロジェクトは、2社の異なるサプライヤーのSOECとPEM電解槽の両方を利用することになる。具体的には、SOEC 機器は Bloom Energy Corp から提供され、Siemens Energy AG が PEM システムを納入します。

固体酸化物電解セル市場の主要企業のリスト

主要参加者は製品機能の拡張と新製品開発に注力

世界市場には、少数の世界的プレーヤーと多数の中小規模のプレーヤーが含まれています。新製品の開発は、大手企業が採用する主な市場戦略です。たとえば、2022 年 11 月に、Bloom Energy Corporation は、同社のニューアーク施設で大容量商用電解槽ラインを立ち上げました。これにより、同社の電解槽の発電能力は 2 ギガワットに増加します。受賞歴のある専門知識は、これまででクリーンな水素を生成するための最もエネルギー効率の高い設計です。

市場で活動している主要企業は、Siemens Energy、Elcogen AS、Bloomenergy、Nexceris and Fuel Cell Energy、Ballard Power Systems Inc.、OxEon Energy, LLC、ITM Power などです。大手企業が市場シェアの半分以上を占めており、さまざまなアプリケーションを扱う多くの地域および地元企業が残りの市場を独占しています。

紹介されている主要企業のリスト:

• シーメンス エナジー （ドイツ）


• Elcogen AS (エストニア)


• ブルームエナジー (米国)


• ネクセリス (米国)


• 燃料電池エネルギー (米国)


• Ballard Power Systems Inc. (カナダ)


• OxEon Energy LLC (米国)


• ITM パワー (英国)


• レドックス パワー システムズ (米国)


• ボッシュ (ドイツ)

主要な業界の発展:

• 2023 年 11 月 - 中型車両向け電動化ソリューションの大手プロバイダーであるフェニックス モーター社は本日、同社の子会社である EdisonFuture が既存のプロトン交換機に加えて、新しいアルカリ電解槽ソリューションを発売したと発表しました。グリーン水素製品の製造のための膜


• 2023 年 9 月 - Casale SA と Next Hydrogen Solutions Inc. は、Next Hydrogen 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 システムを開発するための覚書 (MOU) を締結しました。これらの企業は、総合的な経験と能力を結集して、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 プラントを加速および拡大していきます。


• 2023 年 3 月 – トヨタが新しく開発した電気分解装置は、燃料電池電気セダン「Mirai」の燃料電池スタックとその他の技術を使用して、水から水素を生成します。この装置は、2023 年 3 月に日本のデンソー工場で稼働する予定で、将来の幅広い普及促進を目的とした実用的なデモンストレーションとして機能します。


• 2022 年 11 月 - Bloom Energy Corporation は、同社のニューアーク施設で大容量商用電解槽ラインを立ち上げ、同時に同社の電解槽の発電容量を 2 ギガワットに増加しました。受賞歴のある専門知識は、クリーンな水素を生成するためのこれまでで最もエネルギー効率の高い設計です。


• 2022 年 4 月 - 斗山燃料電池は、モビリティ用の水素燃料電池システムを開発するために、カナダの高分子電解質膜燃料電池 (PEMFC) 製造会社であるバラード パワー システムズと提携しました。 PEMFC は、その高いエネルギー効率、シンプルな構造、優れた耐久性により、主に輸送用途と定置式および携帯用燃料電池用途向けに開発されています。

レポートの対象範囲

市場調査レポートは、貴重な洞察、事実、業界関連情報、競争環境、および過去のデータを提案することにより、業界を完全に評価します。世界的な固体酸化物電解セル市場分析を定式化するための表現的な仮定と見解を作成するために、さまざまな方法論とアプローチが受け入れられています。

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