1調査方法21

2はじめに23

• 2.1 水素の分類 23
• 2.2 世界のエネルギー需要と消費 24
• 2.3 水素の経済と生産 24
• 2.4 水素製造からの CO₂ 排出の削減 27
• 2.5 水素バリューチェーン 27
  • 2.5.1 生産 27
  • 2.5.2 輸送と保管 28
  • 2.5.3 活用 28
• 2.6 国の水素への取り組み 30
• 2.7 市場の課題 31

3 水素市場分析 33

• 3.1業界の発展2020-2024
• 3.2 マーケットマップ 48
• 3.3 世界の水素生産 50
  • 3.3.1 産業用途 51
  • 3.3.2 水素エネルギー 52
    • 3.3.2.1 定置使用 52
    • 3.3.2.2 モビリティのための水素 52
  • 3.3.3 現在の年間 H2 生産量 53
  • 3.3.4 水素製造プロセス 54
    • 3.3.4.1 副生成物としての水素 55
    • 3.3.4.2 改革 56
      • 3.3.4.2.1 SMR 湿式法 56
      • 3.3.4.2.2 石油留分の酸化 56
      • 3.3.4.2.3 石炭のガス化 56
    • 3.3.4.3 CO2 回収および貯留による改質または石炭ガス化 56
    • 3.3.4.4 バイオメタンの水蒸気改質 57
    • 3.3.4.5 水の電気分解 58
    • 3.3.4.6 「パワー・トゥ・ガス」コンセプト 59
    • 3.3.4.7 燃料電池スタック60
    • 3.3.4.8 電解装置 61
    • 3.3.4.9 その他 62
      • 3.3.4.9.1 プラズマ技術 62
      • 3.3.4.9.2 光合成 63
      • 3.3.4.9.3 細菌または生物学的プロセス 64
      • 3.3.4.9.4 酸化（生体模倣） 65
  • 3.3.5 製造コスト 65
  • 3.3.6 世界の水素需要予測 67
  • 3.3.7 米国における水素生産 68
    • 3.3.7.1 湾岸 68
    • 3.3.7.2 カリフォルニア 69
    • 3.3.7.3 中西部 69
    • 3.3.7.4 北東69
    • 3.3.7.5 北西部 70
  • 3.3.8 DOE 水素ハブ 71
  • 3.3.9 米国の水素電解槽の計画および設置能力 71

4種類の水素75

• 4.1 比較分析 75
• 4.2 グリーン水素 75
  • 4.2.1 概要 75
  • 4.2.2 エネルギー転換における役割 76
  • 4.2.3 SWOT分析 77
  • 4.2.4 電解槽技術 78
    • 4.2.4.1 アルカリ水電気分解 (AWE) 80
    • 4.2.4.2 陰イオン交換膜 (AEM) 水の電気分解 81
    • 4.2.4.3 PEM 水の電気分解 82
    • 4.2.4.4 固体酸化物水の電気分解 83
  • 4.2.5 市場関係者 84
• 4.3 ブルー水素（低炭素水素） 86
  • 4.3.1 概要 86
  • 4.3.2 グリーン水素に対する利点 86
  • 4.3.3 SWOT分析 87
  • 4.3.4 生産技術 88
    • 4.3.4.1 水蒸気メタン改質 (SMR) 88
    • 4.3.4.2 自己熱改質 (ATR) 89
    • 4.3.4.3 部分酸化（POX） 90
    • 4.3.4.4 収着促進水蒸気メタン改質 (SE-SMR) 91
    • 4.3.4.5 メタンの熱分解 (青緑色の水素) 92
    • 4.3.4.6 石炭のガス化 94
    • 4.3.4.7 高度な自動熱ガス化 (AATG) 96
    • 4.3.4.8 バイオマスプロセス 97
    • 4.3.4.9 マイクロ波技術 100
    • 4.3.4.10 乾式改質 100
    • 4.3.4.11 プラズマ改質100
    • 4.3.4.12 ソーラー SMR 101
    • 4.3.4.13 メタン 101 の三改質
    • 4.3.4.14 膜支援改質 101
    • 4.3.4.15 接触部分酸化 (CPOX) 101
    • 4.3.4.16 ケミカルループ燃焼 (CLC) 102
  • 4.3.5 炭素回収 102
    • 4.3.5.1 燃焼前と燃焼後の炭素回収 102
    • 4.3.5.2 CCUS とは何ですか? 103
      • 4.3.5.2.1 炭素回収108
    • 4.3.5.3 炭素利用 113
      • 4.3.5.3.1 CO2 利用経路 114
    • 4.3.5.4 炭素貯蔵 115
    • 4.3.5.5 CO2 の輸送 117
      • 4.3.5.5.1 CO2 輸送方法 117
    • 4.3.5.6 コスト 120
    • 4.3.5.7 マーケットマップ 122
    • 4.3.5.8 青色水素の点源炭素回収 124
      • 4.3.5.8.1 輸送 125
      • 4.3.5.8.2 世界的な点源 CO2 回収能力 126
      • 4.3.5.8.3 ソース別 127
      • 4.3.5.8.4 エンドポイント 128 別
      • 4.3.5.8.5 主な炭素回収プロセス 129
    • 4.3.5.9 炭素利用 135
    • 4.3.5.9.1 炭素利用の利点 139
    • 4.3.5.9.2 市場の課題 141
    • 4.3.5.9.3 CO2 利用経路 142
    • 4.3.5.9.4 変換プロセス 145
  • 4.3.6 市場関係者 161
• 4.4 ピンク水素 162
  • 4.4.1 概要 162
  • 4.4.2 生産 162
  • 4.4.3アプリケーション163
  • 4.4.4 SWOT分析 163
  • 4.4.5 市場関係者 165
• 4.5 ターコイズ水素 165
  • 4.5.1 概要 165
  • 4.5.2 生産 165
  • 4.5.3アプリケーション166
  • 4.5.4 SWOT分析 167
  • 4.5.5 市場関係者 168

5 水素の貯蔵と輸送 169

• 5.1市場の概要169
• 5.2 水素の輸送方法 170
  • 5.2.1 パイプライン輸送 171
  • 5.2.2 道路または鉄道輸送 171
  • 5.2.3 海上輸送 171
  • 5.2.4 車載輸送 171
• 5.3 水素の圧縮、液化、貯蔵 172
  • 5.3.1 固体ストレージ 172
  • 5.3.2 サポート上の液体の保管 172
  • 5.3.3 地下貯蔵庫 173
• 5.4 市場関係者 173

6 水素利用 175

• 6.1 水素燃料電池 175
• 6.2市場の概要175
  • 6.2.1 PEM 燃料電池 (PEMFC) 176
  • 6.2.2 固体酸化物型燃料電池 (SOFC) 176
  • 6.2.3 代替燃料電池 176
• 6.3 代替燃料の生産 177
  • 6.3.1 固体バイオ燃料 178
  • 6.3.2 液体バイオ燃料 178
  • 6.3.3 気体バイオ燃料 179
  • 6.3.4 従来のバイオ燃料 179
  • 6.3.5 先進バイオ燃料 179
  • 6.3.6 原料 180
  • 6.3.7 バイオディーゼルおよびその他のバイオ燃料の生産 182
  • 6.3.8 再生可能ディーゼル 183
  • 6.3.9 バイオジェットと持続可能な航空燃料 (SAF) 184
  • 6.3.10 電気燃料 (電子燃料、電力からガス/液体/燃料へ) 187
    • 6.3.10.1 水素電気分解 191
    • 6.3.10.2 eFuel 生産施設、現在および計画中 194
• 6.4 水素自動車 198
  • 6.4.1市場の概要198
• 6.5 航空 199
  • 6.5.1市場の概要199
• 6.6 アンモニア生成 200
  • 6.6.1市場の概要200
  • 6.6.2 アンモニア生成の脱炭素化 201
  • 6.6.3 グリーンアンモニアの合成法 203
    • 6.6.3.1 ハーバー・ボッシュプロセス 203
    • 6.6.3.2 生物学的窒素固定 204
    • 6.6.3.3 電気化学的生産 204
    • 6.6.3.4 ケミカルループプロセス 204
  • 6.6.4 青色アンモニア 205
    • 6.6.4.1 ブルーアンモニア プロジェクト 205
  • 6.6.5 化学エネルギー貯蔵 205
    • 6.6.5.1 アンモニア燃料電池205
    • 6.6.5.2 船舶用燃料 206
• 6.7 メタノールの生産 210
• 6.8市場の概要210
  • 6.8.1 メタノールからガソリンへの技術 210
    • 6.8.1.1 製造工程 211
      • 6.8.1.1.1 嫌気性消化 212
      • 6.8.1.1.2 バイオマスガス化 213
      • 6.8.1.1.3 メタン 213 への電力供給
• 6.9 製鉄 214
  • 6.9.1市場の概要214
  • 6.9.2 比較分析 217
  • 6.9.3 水素直接還元鉄 (DRI) 218
• 6.10 電力と発熱 220
  • 6.10.1市場の概要220
    • 6.10.1.1 発電 220
    • 6.10.1.2 発熱220
• 6.11 海事 221
  • 6.11.1市場の概要221
• 6.12 燃料電池列車 222
  • 6.12.1市場の概要222

7 会社概要 223 (251 会社概要)

8参考文献415

テーブルのリスト

• 表 1. 水素の色合い、技術、コスト、CO2 排出量。 23
• 表 2. 水素の主な用途。 24
• 表 3. 水素製造法の概要。 25
• 表 4. 国の水素への取り組み。 30
• 表 5. 水素経済と生産技術における市場の課題。 31
• 表 6. 2020 年から 2024 年の水素産業の発展。 33
• 表 7. 水素技術と製造の市場マップ。 48
• 表 8. 水素の産業応用。 51
• 表 9. 水素エネルギーの市場と用途。 52
• 表 10. 水素製造プロセスと開発段階。 54
• 表 11. クリーンな水素製造の推定コスト。 66
• 表 12. 地域別の米国の水素電解槽の能力（2023 年 72 月時点の現在および計画）。 XNUMX
• 表 13. 水素の種類の比較 75
• 表 14. 代表的な水電解技術の特徴 79
• 表 15. 水の電気分解技術の長所と短所。 80
• 表 16. グリーン水素の市場プレーヤー (電解装置)。 84
• 表 17. ブルー水素の主な製造技術の技術準備レベル (TRL)。 88
• 表 18. メタン熱分解の主要人物。 93
• 表 19. 商用石炭ガス化装置技術。 95
• 表 20. CG を使用したブルー水素プロジェクト。 95
• 表 21. バイオマスプロセスの概要、プロセスの説明、および TRL。 97
• 表 22. バイオマスからの水素製造の経路。 99
• 表 23. CO2 の利用と除去の経路 105
• 表 24. 点源から二酸化炭素 (CO2) を回収するアプローチ。 108
• 表 25. CO2 回収技術。 110
• 表 26. 二酸化炭素回収技術の利点と課題。 111
• 表 27. 炭素回収に利用される市販の材料とプロセスの概要。 111
• 表 28. CO2 輸送方法。 118
• 表 29. CO2 単位当たりの炭素回収、輸送、貯蔵コスト 120
• 表 30. 商業規模の炭素回収のための推定資本コスト。 121
• 表 31. ポイント ソースの例。 124
• 表 32. 炭素回収材料の評価 129
• 表 33. 後燃焼で使用される化学溶剤。 132
• 表 34. 燃焼前炭素回収用の市販の物理溶媒。 135
• 表 35. 製品別の炭素利用収益予測 (米ドル)。 139
• 表 36. CO2 の利用と除去の経路。 139
• 表 37. CO2 利用に関する市場の課題。 141
• 表 38. CO2 利用経路の例。 142
• 表 39. 熱化学変換による CO2 由来製品 - 用途、長所と短所。 145
• 表 40. 電気化学的 CO₂ 削減製品。 149
• 表 41. 電気化学変換による CO2 由来製品 - 用途、長所と短所。 150
• 表 42. 生物学的変換による CO2 由来製品 - 用途、長所と短所。 154
• 表 43. CO2 ベースのポリマーを開発および生産する企業。 157
• 表 44. 鉱物炭酸化技術を開発している企業。 160
• 表 45. 青い水素の市場参加者。 161
• 表 46. ピンク色の水素の市場参加者。 165
• 表 47. ターコイズ色の水素の市場プレーヤー。 168
• 表 48. 市場概要 - 水素の貯蔵と輸送。 169
• 表 49. さまざまな水素輸送方法の概要。 170
• 表 50. 水素の貯蔵と輸送における市場プレーヤー。 173
• 表 51. 水素燃料電池の市場概要 - アプリケーション、市場プレーヤー、市場の課題。 175
• 表 52. 固体バイオ燃料のカテゴリーと例。 178
• 表 53. バイオ燃料および電子燃料と化石燃料および電気との比較。 179
• 表 54. バイオマス原料の分類。 180
• 表 55. バイオリファイナリーの原料。 181
• 表 56. 原料変換経路。 182
• 表 57. バイオディーゼル生産技術。 182
• 表 58. バイオジェット燃料の長所と短所 184
• 表 59. バイオジェット燃料の生産経路。 185
• 表 60. タイプ別の電子燃料の用途。 189
• 表 61. e-燃料の概要。 190
• 表 62. e-燃料の利点。 190
• 表 63. eFuel 生産施設、現在および計画中。 194
• 表 64. 水素自動車の市場概要 - 用途、市場プレーヤー、市場の課題。 198
• 表 65. ブルー アンモニア プロジェクト。 205
• 表 66. アンモニア燃料電池技術。 206
• 表 67. 船舶用燃料中のグリーン アンモニアの市場概要。 207
• 表 68. 船舶用代替燃料のまとめ。 207
• 表 69. さまざまな種類のアンモニアの推定コスト。 208
• 表 70. バイオガス、バイオメタン、天然ガスの比較。 212
• 表 71. 水素ベースの製鉄技術。 217
• 表 72. グリーンスチール生産技術の比較。 217
• 表 73. 潜在的な各水素キャリアの長所と短所。 219

図表一覧

• 図 1. 水素のバリューチェーン。 29
• 図 2. 現在の年間 H2 生産量。 54
• 図 3. PEM 電解槽の原理58
• 図 4. 電力からガスへの変換の概念。 60
• 図 5. 燃料電池スタックの概略図。 61
• 図 6. 高圧電解装置 – 1 MW。 62
• 図 7. 世界の水素需要予測。 67
• 図 8. 製造者の種類別の米国の水素生産量。 68
• 図 9. 米国の地域的な水素生産能力の区分。 70
• 図 10. 米国における 1MW を超える電解槽の設置計画の現状。 72
• 図 11. SWOT 分析: グリーン水素。 78
• 図 12. 電気分解技術の種類。 78
• 図 13. アルカリ水電解の動作原理の概略図。 81
• 図 14. PEM 水の電気分解の動作原理の概略図。 83
• 図 15. 固体酸化物水の電気分解の動作原理の概略図。 84
• 図 16. SWOT 分析: 青い水素。 88
• 図 17. 炭素捕捉および貯蔵による水蒸気メタン改質 (SMR-CCS) の SMR プロセス フロー図。 89
• 図 18. 炭素回収・貯蔵 (ATR-CCS) プラントを使用した自己熱改質のプロセス フロー図。 90
• 図 19. POX プロセスのフロー図。 91
• 図 20. 典型的な SE-SMR のプロセス フロー図。 92
• 図 21. HiiROC のメタン熱分解反応器。 93
• 図 22. 石炭ガス化 (CG) プロセス。 94
• 図 23. 高度な自動熱ガス化 (AATG) のフロー図。 97
• 図 24. CCUS プロセスの概略図。 104
• 図 25. CO2 の利用と除去の経路。 104
• 図 26. 燃焼前回収システム。 110
• 図 27. 二酸化炭素の利用と除去のサイクル。 114
• 図 28. CO2 利用のさまざまな経路。 115
• 図 29. 二酸化炭素の地下貯留の例。 116
• 図 30. CCS テクノロジーの輸送。 117
• 図 31. 液体 CO₂ 輸送用の鉄道車両 120
• 図 32. 部門別の 2 トンの二酸化炭素 (Co121) 回収にかかる推定コスト。 XNUMX
• 図 33. CCUS 市場マップ。 124
• 図 34. 点源炭素回収および貯蔵施設の世界的な容量。 126
• 図 35. CO2 源別の世界の炭素回収能力、2021 年。 127
• 図 36. CO2 源別の世界の炭素回収能力、2030 年。 127
• 図 37. CO2 エンドポイント別の世界の炭素回収能力、2022 年と 2030 年。 128
• 図 38. 燃焼後の炭素回収プロセス。 131
• 図 39. 石炭火力発電所における燃焼後の CO2 回収。 131
• 図 40. 酸素燃焼炭素回収プロセス。 133
• 図 41. 液体または超臨界 CO2 炭素回収プロセス。 134
• 図 42. 燃焼前の炭素回収プロセス。 135
• 図 43. CO2 非変換技術と変換技術、長所と短所。 136
• 図 44. CO2 のアプリケーション。 138
• 図 45. セクター別の 139 トンの炭素を回収するためのコスト。 XNUMX
• 図 46. CO2 由来の製品とサービスのライフサイクル。 141
• 図 47. CO2 利用経路と製品。 144
• 図 48. CO2 変換におけるプラズマ技術の構成とその利点と欠点。 148
• 図 49. LanzaTech のガス発酵プロセス。 153
• 図 50. 生物学的 CO2 から電子燃料への変換の概略図。 154
• 図 51. エコニック触媒システム。 157
• 図 52. 鉱物の炭酸化プロセス。 159
• 図 53. ピンク色の水素生成経路。 162
• 図 54. SWOT 分析: ピンク水素 164
• 図 55. ターコイズ色の水素生成経路。 166
• 図 56. SWOT 分析: ターコイズ色の水素 168
• 図 57. 電気燃料の製造におけるプロセスステップ。 188
• 図 58. パフォーマンス特性に応じたストレージ テクノロジーのマッピング。 189
• 図 59. グリーン水素の製造プロセス。 191
• 図 60. E リキッドの製造ルート。 192
• 図 61. フィッシャー・トロプシュの液体電子燃料製品。 193
• 図 62. 液体 e-燃料の生産に必要なリソース。 193
• 図 63. e-燃料の均等化コストと燃料切り替え CO2 価格。 196
• 図 64. e-燃料のコスト内訳。 197
• 図 65. 水素燃料電池駆動の EV。 198
• 図 66. グリーン アンモニアの生産と使用。 201
• 図 67. アンモニア生産における炭素排出による分類とプロセス技術。 202
• 図 68. ハーバー ボッシュ アンモニア合成反応の概略図。 203
• 図 69. 水蒸気メタン改質による水素生成の概略図。 204
• 図 70. グリーン アンモニアの推定生産コスト。 209
• 図 71. 異なる原料からの再生可能なメタノール生産プロセス。 211
• 図 72. 嫌気性消化とアップグレードによるバイオメタンの生産。 213
• 図 73. バイオマスのガス化とメタネーションによるバイオメタンの生産。 213
• 図 74. Power to meth プロセスによるバイオメタンの生産。 214
• 図 75. 水素ベースの生産への移行。 215
• 図 76. 製鉄による CO2 排出量 (tCO2/粗鋼トン)。 216
• 図 77. 水素直接還元鉄 (DRI) プロセス。 219
• 図 78. 三峡水素ボート 1 号 221
• 図 79. PESA の水素動力入換機関車。 222
• 図 80. Symbiotic™ テクノロジーのプロセス。 223
• 図 81. Alchemr AEM 電解槽セル。 231
• 図 82. HyCS® テクノロジー システム。 233
• 図 83. 燃料電池モジュール FCwave™。 240
• 図 84. ダイレクト エア キャプチャ プロセス。 247
• 図 85. CRI プロセス。 249
• 図 86. クロフトシステム。 259
• 図 87. ECFORM 電解リアクターの概略図。 265
• 図 88. Domsjö プロセス。 266
• 図 89. EH 燃料電池スタック。 269
• 図 90. ダイレクト MCH® プロセス。 273
• 図 91. Electriq の脱水素システム。 276
• 図 92. Endua パワーバンク。 278
• 図 93. EL 2.1 AEM 電解装置。 279
• 図 94. エナプター – 陰イオン交換膜 (AEM) 水の電気分解。 280
• 図 95. First Element 大容量移動式給油装置でのヒュンダイ クラス 8 トラック燃料。 287
• 図 96. FuelPositive システム。 290
• 図 97. 太陽光発電の電力を使用してグリーン水素を生成する。 296
• 図 98. 水素貯蔵モジュール。 308
• 図 99. プラグ アンド プレイの文具収納ユニット。 308
• 図 100. 左: 水素ガスと酸素ガスを分離する膜を備えた、典型的な一段電解槽の設計。右: 311 段階の E-TAC プロセス。 XNUMX
• 図 101. Hystar PEM 電解装置。 327
• 図 102. KEYOU-H2 テクノロジー。 337
• 図 103. アウディ/Krajete ユニット。 338
• 図 104. OCOchem の炭素フラックス電解槽。 357年
• 図 105. ジェット燃料範囲の炭化水素への CO2 水素化プロセス。 361
• 図 106. Plagazi ® プロセス。 367
• 図 107. 陽子交換膜燃料電池。 371
• 図 108. ブルー原油生産のサンファイア プロセス。 388
• 図 109. CALF-20 は、CO2 プラント モジュール (右) 内で動作する回転 CO2 回収マシン (左) に統合されています。 391
• 図 110. Tevva 水素トラック。 397
• 図 111. Topsoe の SynCORTM 自己熱改質技術。 400
• 図 112. O12 リアクター。 405
• 図 113. CO2 由来の素材で作られたレンズ付きのサングラス。 406
• 図 114. CO2 製の自動車部品。 406
• 図 115. Velocys プロセス。 408

世界の水素市場（生産、貯蔵、輸送、利用）2024～2035年

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世界の水素市場（生産、貯蔵、輸送、利用）2024～2035年

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