2030年の燃料電池システム及び関連部材産業

水素利活用の潮流を受け、再注目の燃料電池

発刊日
2023/05/31
体裁
A4 / 167頁
資料コード
C64116400
PDFサイズ
12.3MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:気候変動に対応するため、各国で脱炭素の取り組みが進んでいる。燃料電池は以前から普及が期待されながら、想定された程の市場拡大には依然至っていない状況にあるが、カーボンニュートラルを実現する手段として水素の重要度が向上しており、水素をエネルギーとして使用する燃料電池の注目度も高まっている。本調査では、世界(日本、欧州、米国、中国、韓国)における燃料電池システム、燃料電技部材の動向を調査、分析し、課題を抽出することで、今後の市場成長性について展望することを目的とする。
調査対象(直接ヒアリング先)
・燃料電池システム及び部材の事業、製品、技術
※部材に関してはPEFCとSOFCを対象
日本企業・大学:9社、中国企業:2社
調査方法:弊社専門調査員による直接面談取材をベースに、文献調査を併用。
調査・分析期間:2022年9月~2023年5月

資料ポイント
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進む基盤整備、前提課題は解消の向き
部材開発の先にある2030年の開花

  • 脱炭素社会への重要技術に格上げの水素
  • 主要国ではクリーン水素確保と水素インフラ整備に向けて急加速
  • 商用FCVの実用化に向けた取り組みを急進する中国
  • 引き続き日本を中心とした緩やかな成長が続く住宅用途
  • 企業需要の大きい米国、積極政策の韓国が業務・産業用途を牽引
  • PEFC/SOFC部材市場は依然最終製品メーカーとの共同開発が中心
    今後は市場拡大により参入企業増加、選択肢拡大の見込み

リサーチ内容

調査結果のポイント

第一章 総論:燃料電池システム・部材市場の展望

水素インフラ不足により普及が進まなかった過去
カーボンニュートラル達成に向け、必要不可欠となった水素
「クリーン」水素の増産取り組みが急伸
表.水素の種類、CO2排出削減効果、概要
水素の拡大を受け、再び注目が集まる燃料電池
2030年頃の市場本格化に向けた部材の技術開発が進む
表.燃料電池関連企業・研究機関の主な部材技術開発動向

第二章 水素・燃料電池関連政策動向

2-1.各国の水素・燃料電池関連政策動向
  表.各国(日本、欧州、米国、中国、韓国)の水素・燃料電池の主な政策と目標
2-2.日本における水素・燃料電池関連政策
  表.日本における水素・燃料電池関連の重要政策
  表.「水素基本戦略」の水素社会実現に向けた基本戦略の10項目
  表.「水素・燃料電池戦略ロードマップ」(2019年3月改訂版)の主なターゲット
  表.「水素・燃料電池戦略技術開発戦略」の概要
  表.「水素・燃料電池戦略技術開発戦略」における
  車載用燃料電池及び定置用燃料電池の現状(2019年時点)及び目標
  表.「水素・燃料電池戦略技術開発戦略」におけるPEFC(主に車載用)の技術開発事項
  表.「水素・燃料電池戦略技術開発戦略」におけるSOFC(主に定置用)の技術開発事項
  表.「水素・燃料電池戦略技術開発戦略」における燃料電池共通技術の技術開発事項
  表.「グリーン成長戦略」水素関連項目の現状と課題及び今後の取り組み
  表.第6次エネルギー基本計画「水素社会実現に向けた取組の抜本強化」の概要
  表.第6次エネルギー基本計画における水素のコスト及び供給量目標
2-3.欧州における水素・燃料電池関連政策
  図.TEN-Tの道路インフラ及び都市結節点
  図.「REPowerEU」のイメージ
  図.EUの水素パイプライン設置計画場所のイメージ
2-4.米国における水素・燃料電池関連政策
  表.インフレ抑制法における水素製造の税額控除
  表.ドラフト版「DOE National Clean Hydrogen Strategy and Roadmap」における
  主な水素・燃料電池関連目標
2-5.中国における水素・燃料電池関連政策
  表.「省エネ・新エネ車技術ロードマップ2.0」の主な水素・燃料電池関連目標
  表.中国の主要地域における主な水素・燃料電池関連目標
2-6.韓国における水素・燃料電池関連政策
  表.「水素経済活性化ロードマップ」における主な水素・燃料電池関連目標
  表.「水素先導国家ビジョン」における水素の生産・使用量の拡大目標
  表.「3UP成長戦略」における主な目標

第三章 燃料電池システム市場の現状と将来展望

3-1.モビリティ用燃料電池システム市場
  3-1-1.モビリティ用燃料電池システムの市場規模の推移と予測
    図・表.モビリティ用燃料電池システムの市場規模推移と予測
    (出荷台数ベース、2020年~2025年、2030年)
    特定の自動車OEMに依存する乗用車FCV市場の現状
    ライバルとなるEVに比べ依然残る課題が成長鈍化の要因
    表.発売中および発売予定の主な燃料電池乗用車
    今後、燃料電池全体の市場規模拡大を牽引する商用車
    2030年にはモビリティ市場の8割超えを予測
    表.発売中の主な燃料電池商用車
  3-1-2.モビリティ用燃料電池システムの動向
    表.主な燃料電池システムメーカー(中国除く)
    市場の重要プレイヤーとなる中国燃料電池システムメーカー
    市場本格化時の飛躍に向けて準備を進める
    図表.中国の燃料電池システムメーカー上位10社の出荷実績(2016-2022年)とシェア(累計)
    燃料電池システムの外販に取り組む自動車メーカー
    モビリティの枠を越え、様々な市場へ展開
    表. トヨタ自動車第2世代FCスタックの主な性能
    表. トヨタ自動車「MIRAI」出荷台数推移(2020~2022年)
    表. 現代自動車の販売中の燃料電池自動車
    表. 現代自動車「Nexo」出荷台数推移(2020~2022年)
    図. 現代自動車「HTWO fuel cell system」のイメージ
    表. 現代自動車「HTWO fuel cell system」の主な性能
    図. 本田技研工業の次世代燃料電池システムイメージ
    図. 本田技研工業の次世代燃料電池システムの販売目標
    市場の基盤となる燃料電池システム
    各地域で主要となり得るメーカーが現れ始める
    表. 北京亿华通科技(SinoHytec)の出荷台数推移(2016~2022年)
    表. 北京亿华通科技(SinoHytec)のモビリティ用燃料電池システムの主な仕様
    表. Ballard Power Systemsの商用車向け燃料電池モジュールの主な性能
    表. Ballard Power Systemsのアプリケーション別売上高(2020~2022年)
    表. Ballard Power Systemsの地域別売上高(2020~2022年)
    図. Robert Boschの燃料電池スタックのイメージ
    図. Robert Boschの燃料電池モジュールのイメージ
    表. Robert Boschの燃料電池スタックとモジュールの主な性能
3-2.住宅用燃料電池システム市場
  3-2-1.住宅用燃料電池システムの市場規模の推移と予測
    図・表. 住宅用燃料電池システムの市場規模推移と予測
    (出荷台数ベース、2020年~2025年、2030年)
    住宅用燃料電池は日本がメイン市場
    図・表. 2022年住宅用燃料電池システム市場の国別シェア(出荷台数)
    ガス価格高騰により、経済的メリットに痛手
    今後の普及拡大にはユーザーの採算成立に向けた更なる技術開発が必要
  3-2-2.住宅用燃料電池システムの動向
    アイシンとパナソニックの2大巨頭
    更なる普及のため、新たな適用先を開拓
    表. 主な住宅用燃料電池システムメーカー
    図. アイシンの住宅用燃料電池「エネファームtype S」と従来システムの
    エネルギー利用率の比較イメージ
    表. アイシンの住宅用燃料電池「エネファームtype S」の主な仕様
    図. アイシンのNEDO助成事業「用途拡大を見据えた
    薄型・高効率SOFCシステムの実用化開発」の概要
    表. パナソニックの住宅用燃料電池「エネファーム」の主な仕様
    表. パナソニックの純水素型燃料電池「H2 KIBOU」の主な仕様
3-3.業務・産業用燃料電池システム市場
  3-3-1.業務・産業用燃料電池システムの市場規模の推移と予測
    図・表. 業務・産業用燃料電池システムの市場規模推移と予測
    (容量ベース、2020年~2025年、2030年)
    米国と韓国で市場が開拓されてきた業務・産業用途
    2023年の成長率は44%に上昇
    政策による普及策が要因
    中国の一部地域での導入により急加速
    2025年以降は需要が一服し、緩やかに成長していく
  3-3-2.業務・産業用燃料電池システムの動向
    Bloom EnergyとDoosan Fuel Cellが市場を牽引
    表.主な業務・産業用燃料電池システムメーカー
    表.Bloom Energyの燃料電池システム出荷実績(出力ベース、2020年~2022年)
    表.Bloom Energyの産業別顧客事例
    表.Bloom Energyの燃料電池システムの主な性能
    表.Doosan Fuel cellの燃料電池システム受注高実績(出力ベース、2020年~2022年)
    表.Doosan Fuel cellの燃料電池システムの主な性能
3-4.その他燃料電池システム市場
  3-4-1.その他燃料電池システムの動向
    表.その他用途の主な燃料電池システムメーカー
    図.クボタのNEDO助成事業「燃料電池搭載農業用トラクタの実用化に向けた実証研究」
    図.三井E&SのFCパワーパック搭載ラバータイヤ式門型クレーン(NEDO事業)
    (左:全体像、右:FCパワーパック搭載部分)
    表.主要燃料電池システムメーカーの船舶向け燃料電池システムの主な性能

第四章 燃料電池関連部材市場の現状と将来展望

燃料電池市場の拡大に伴い、需要増加の部材市場
大手企業の生産能力拡大や中国企業の急成長が見込まれる
 
4-1.PEFC関連部材市場動向
  図.PEFC単セルの主な構成イメージ
  表.PEFC単セルの主要部材と主な役割
  電解質膜では耐久性に優れるゴア製品が引き続き高プレゼンス
  日本では次世代の炭化水素系電解質膜の開発が進む
  電解質膜用の素材であるポリマー溶液では、AGCとChemoursの2強争いの状況
  燃料電池スタック最大のコスト要因である触媒層
  白金を手掛ける大手貴金属メーカーが市場の中心
  長年培ってきた技術を持つ東レがGDL市場をリード
  モビリティ用では金属系が、定置用ではカーボン系がセパレータ市場の主流
  今後は、中国をはじめ多くの部材企業が事業拡大傾向
  最終製品を手掛けるメーカーが自社グループでMEAまで手掛ける傾向
  今後は市場拡大を受け、MEAメ-カー増加の向き
4-2.SOFC関連部材市場動向
  船舶向けや水電解装置への転用が進みつつあるSOFC
  部材にも新たな領域への対応が求められる
  図.SOFCセルの構成イメージ(平板形・円筒形)
  表.SOFC単セルの主要部材と主な役割
  図.SOFCスタックの構造イメージ(平板形・円筒形)
  ジルコニア化合物を手掛けるメーカーを中心に構成される電解質市場
  実績を持つ第一稀元素化学工業が先導
  図.NEDO助成事業「超高効率プロトン伝導セラミック燃料電池デバイスの研究開発」の
  実用化に向けたロードマップ
  電解質材料メーカーと酸化ニッケルメーカーが中心
  燃料極は多数の材料メーカーが参入する群雄割拠
  特性や対応温度によって様々な材料が採用されている空気極
  セパレータは金属材料が主流
  低温化によりフェライト系ステンレスが増加見込み

第五章 燃料電池システム及び関連部材メーカーの動向と戦略

トヨタ自動車株式会社
  燃料電池業界をリードする自動車メーカー
  水素を「つかう」から「つくる」「はこぶ」「ためる」まで事業を拡大
  モビリティにおける燃料電池市場の開拓者
  小型高性能化、低コスト化、本格量産化に成功した第2世代FCスタック
  図.第2世代「MIRAI」の燃料電池システムイメージ
  図.第2世代「MIRAI」のFCシステムイメージ
  表.第1世代及び第2世代FCスタックの主な違い
  FCスタックを補機ごとパッケージ化したFCモジュールを販売
  図.トヨタ自動車「FCモジュール」と外部機器との接続イメージ
  表.トヨタ自動車「FCモジュール」の仕様
  水素の様々な領域で事業を展開
  実例を増やすことで仲間づくりを進める
  表.トヨタ自動車による水素の新たな領域での取り組み
 
パナソニック株式会社
  住宅用燃料電池システム市場を切り開いたPEFCメーカー
  純水素型を開発し、業務・産業用市場に参入
  家庭用燃料電池システム市場を開拓
  2021年には生産累計20万台を達成
  継続した改良取り組みによりコストと価格を大きく低減させた「エネファーム」
  ZEHの普及と併せて拡大を目指す
  図.「エネファーム」のエネルギー利用効率のイメージ
  カーボンニュートラルに向け純水素型燃料電池も開発
  自社での実例を通して、普及に取り組む
  図.「H2 KIBOU FIELD」の全体写真
 
Bloom Energy Japan株式会社
  直近3か年で約550MW規模のSOFC型の定置用燃料電池システムを出荷
  2022年度の売上は12億ドルに上る業界トップ企業
  業務・産業向けの定置用燃料電池のトップメーカー
  図.Bloom Energy Japanの国内導入実績
  モジュール単位での構成に加え、ユニークな効率保証のメンテナンス制度に強み
  図.「Bloom Energy Server」の構成
  図.「Bloom Energy Server」の発電の流れ
  年間売上20%以上の成長
  新たな地域や新領域での展開にも積極的に展開
 
北京亿华通科技股份有限公司(SinoHytec)
  中国最大手の燃料電池システムメーカー
  商用車への搭載を進め、市場本格化に向けて技術開発を推進
  中国燃料電池市場を牽引
  2022年には1,000台以上のFCVにシステムを搭載
  モビリティ用だけでなく業務・産業向けの定置用燃料電池システムにも展開
  表.北京亿华通科技(SinoHytec)の燃料電池コジェネレーションシステムの主な仕様
  先駆者としての知見と多数の仲間が強み
  水素インフラ整備後の市場拡大時期を見据え、更なる改良に取り組む
  表.北京亿华通科技(SinoHytec)の燃料電池システムの主な性能
 
爱德曼氢能源装备(Edelman)
  自社で部材まで手掛ける技術力を持つシステムメーカー大手の一角
  1万台規模の生産能力を持ち、発電用や水電解装置にも参入
  図.Edelmanの生産施設のイメージと設置地域
  定格出力30~230kWまで取り揃えた幅広いラインナップを展開
  図.爱德曼氢能源装备(Edelman)の主な燃料電池システムの仕様
  発電用のシステムや水電解装置にも事業を展開
  2025年には株式上場を計画
 
AGC株式会社
  燃料電池用にフッ素系電解質ポリマー溶液を販売
  電解質膜や電極の素材として世界で高プレゼンスを示す
  燃料電池の重要素材である電解質ポリマーの業界トップ企業
  図.燃料電池におけるAGCのフォーカス領域
  培った技術力による高い発電性能と長期的な安定性
  供給先のコストダウンにも貢献
  図.燃料電池用電解質ポリマー溶液「FORBLUETM iシリーズ」イメージ
  将来の柱となる高収益事業と気候変動への対応としての重要性
  更なる高性能化と市場拡大を目指す
 
東レ株式会社
  GDLの最大手メーカー
  電解質膜やMEAにも手を広げ、水素・燃料電池素材事業を積極的に展開
  図.東レの水素・燃料に関する主な製品
  培った技術によりGDL市場のトップに
  今後の普及拡大を見据え、検査システムの効率化にも取り組む
  表.東レのカーボンペーパー「トレカ」の主な仕様
  炭化水素系電解質膜の製品化を目指し研究を推進
  NEDOの助成事業を利用し、着実に歩みを進める
  図.NEDO助成事業「高信頼性炭化水素系補強電解質膜の低コスト・
  革新的生産技術開発」の目標達成状況
  重点テーマに水素・燃料電池関連材料を採択
  更なる事業拡大に期待
 
日清紡ケミカル株式会社
  カーボンセパレータの最大手
  生産能力を現状比5倍の1,000万枚/年に拡大
  カーボンセパレータを世界中に供給
  日清紡ホールディングスでは、カーボンアロイ触媒を開発
  180億円を投じて生産能力を引き上げ
  生産方法や品質管理も研究し、需要拡大への対応とコスト削減を目指す
  図.NEDO助成事業「車載用燃料電池セパレータの大量普及時に向けた
  品質担保手法の開発」の事業の位置づけ・必要性
  車載用への展開に向け準備を進め、さらなる事業拡大を目指す
 
株式会社SCREENファインテックソリューションズ
  2022年にMEAの量産事業を開始
  拡大する需要を取り組み、リーディングカンパニーを目指す
  NEDOの助成事業により燃料電池市場へ参入
  2022年からMEAの量産事業をスタート
  既存の事業の技術やノウハウを結集し、製造プロセスを構築
  さらなる生産技術の向上を目指し開発に取り組む
  図.ロールtoロール方式によるCCM生産イメージ
  図.NEDO助成事業「MEA高速生産技術および検査技術の開発」の取り組み
 
国立大学法人山梨大学
  世界最大規模の燃料電池研究機関
  地場企業との連携による事業化を積極的に展開
  日本にける燃料電池研究をリード
  部材の合成から性能評価まで一気通貫で実施
  NEDO事業を通じて、2030~2040年実装に向けた課題解決を主導
  図.「ECCEED’30-FCプロジェクト」と「ECCEED’40-FCプロジェクト」の研究開発体制
  図.GDL一体型金属フラットセパレータ断面図
  産業界や地場産業に積極的に協力
  技術シーズを活用し、事業化や製品開発を進める
  図.NEDO「水素・燃料電池の多用途展開に向けた小型燃料電池製品の開発及び
  小口水素インフラ体制の関係構築に関する技術開発実証事業」のイメージ

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