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2022年度版 世界の水電解槽開発の現状と参入メーカー動向

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本資料の概要

・発刊日:2021年11月24日
・体裁:A4版286ページ(PDF)
・定価:CD-ROM版(本体価格180,000円+消費税)

本資料の特色

デジタルリサーチは2021年8月から、「2021年版世界のPower to Gas市場」の発刊を開始しました。弊社では2014年に、ドイツを中心として欧州各国で実証プロジェクトが始まりつつあったPower to Gas(X)市場を、調査レポート「2014年版定置用燃料電池の現状と将来展望(Ⅳ)Power to Gas」としてまとめました。それから7年、「Power to Gas」は、特に欧州では再生可能エネルギーの導入拡大を担保するエネルギー貯蔵技術として、またカーボンフリーのe-fuel製造技術として注目されてきました。そして中近東、東アジア、南アメリカ、オーストラリア、アフリカなどでは石油・天然ガス資源とはべつの、脱化石燃料の新しいエネルギー資源として、注目を集めています。
「Power to Gas」は、風力発電や太陽光発電の巨大ファームの建設と水電解によるグリーン水素製造、ガスパイプラインへの注入によるエネルギー貯蔵という一連のチェーンだけでなく、その水素を活用した製鉄技術の革新、カーボンフリーアンモニア製造プロセスやe-fuelの製造、燃料電池車への直接供給、燃料電池による利用など、多岐にわたる水素バリューチェーンを実現しつつあります。
弊社では、(1)「Power to Gas」の世界各国のプロジェクト概況と最新状況をまとめた事例集成、(2)基幹技術である水電解装置の開発動向と市場動向の調査、(3)「Power to Gas」プロジェクトの分析と将来展望をまとめたレポートを通して、多様な展開を見せている世界の「Power to Gas市場」の現在を紹介していきたいと考えております。

本書の内容

2021年11月に刊行する「2022年版 世界の水電解槽開発の現状と参入メーカー動向」は、世界の水電解槽開発メーカー54社(詳細40社、簡易14社)を網羅的に収集して、「Power to Gas」や「オンサイト水素ステーション」のコアテクノロジーとなる水電解槽の開発動向、市場動向と今後の展開を展望しようとするものです。調査内容は、サンプルを掲載しましたので、参照してください。同様な形式で、各社の概要をまとめております。

【内容案内】
第1章 世界の水電解市場の概況
第2章 世界の水電解槽の市場規模(2019~2021年)
第3章 世界の水電解槽(Electrolyser)開発・製造メーカーの調査個票
(1)水電解槽メーカー
1. Sunfire(ドイツ)
2. Thyssenkrupp (ドイツ)
3. Siemens(ドイツ)
4. RWE (ドイツ)
5. H-TEC SYSTEMS(ドイツ)
6. Linde(ドイツ)
7. Hynamics (ドイツ)
8. ITM Power(イギリス)
9. Igas Energy(イギリス)
10. Clean Power Hydrogen Group Limited(イギリス)
11. John Cockerill(ベルギー)
12. McPhy(フランス) 
13. SAGIM SA (フランス)
14. elogen(AREVA H2Gen) (フランス)
15. Enapter(イタリア)
16. Hemeth System(デンマーク)
17. Haldor Topsoe(デンマーク) 
18. GreenHydrogenSystems(デンマーク)
19. Water2H2(スウェーデン)
20. Nel(ノルウェー)
21. HydrogenPro(ノルウェー)
22. Plug Power (アメリカ)
23. Bloom Energy(アメリカ)
24. H2U Technologies (アメリカ) 
25. Teledyne Energy Systems(アメリカ)
26. Cummins(アメリカ)
27. Hydrogenics(カナダ)
28. Next Hydrogen(カナダ)
29. Hydrogen Optimized(カナダ) 
30. Hytron Energy & Gas(ブラジル)
31. 旭化成(日本)

(2)オンサイト水素充填ステーション向け電解装置メーカー
1. HYGEAR (オランダ)
2. Bayotech (アメリカ)
3. Standard Hydrogen(アメリカ)
4. Fusion Fuel Green (アイルランド)

(3)リバーシブル燃料電池メーカー
1. Sylfen(フランス)
2. Elcogen(エストニア)  
3. Fuel Cell Energy(アメリカ)

(4)電解パッケージ、膜技術メーカー
1. AGFA(ベルギー)
2. DE NORA(イタリア)
3. Mpower(アメリカ)

(5)太陽光直接水分解装置のメーカー
1. SunHydrogen(アメリカ)
2. Repsol (スペイン)

(6)研究機関
1. NREL(アメリカ)
2. CEA(フランス)
3. Fraunhofer(ドイツ)
4. SINTEF(ノルウェー)

(7)その他の関連メーカー(14社)
Thiozen
Electric Hydrogen
GenH2
NewHydrogen(Bio Solar)
HYSTAR
H2PRO
HydroxHoldings
ENERGYS
GENVIA
Uralhimmash
Planetary Hydrogen
HydrogenSource
Glomfjord Hydrogen
Hitachi Zosen Innova(旧 EtoGas)

水電解槽開発企業の個票サンプル

1. Sunfire
①企業概要
・本社所在地:Gasanstaltstraße 2, Dresden, 01237, Germany
・電話:+49 351 896797-0
・Website:https://www.sunfire.de/en/home
・従業員数:250名
・設立:2010年
・概要:
SunfireはSOECとアルカリの2種類の電解技術を有し、水素、syngas、e-fuel関連プロジェクトを世界的に展開し、6年連続「Global Cleantech 100 company」に選ばれている。2010年に会社設立後2011年にSOFC製造会社STAXERA GMBHを買収し、2012年にSOEC電解槽プロトタイプで実証実験を開始した。2016年まではSOEC技術を中心に事業を展開していたが、2018年に燃料電池製造会社NEW ENERDAY GMBHを買収して家庭用CHPへ参入した。その後も事業ポートフォリオの拡張を目指しe-fuel事業会社NORSK E-FUEL設立に参加、2020年にはアルカリ電解槽製造会社IHTを買収するなど再生エネルギー分野で積極的な事業展開をしている。

②P2Gプロジェクトへの参加状況と納入実績
以下は各種オープン情報を基にSunfire社が関わるP2Gプロジェクトリストを整理した。

1. オランダ 「MULTIPLHY」プロジェクト
水電解装置(SOEC型、入力電力:2.6MW)

2. ドイツ 「GRINHY2.0」プロジェクト
水電解装置(SOEC型、入力電力:0.72MW)

3. EU、スイス「DEMO4GRID」プロジェクト
水電解装置(アルカリ型、入力電力:2MW)

③製品の概要
 Sunfireはアルカリ型電解槽「HyLink ALKALINE」とSOEC水電解装置「HyLink SOEC」をラインナップしている。

図.「HyLink ALKALINE」イメージ

出典:https://www.sunfire.de/files/sunfire/images/content/Sunfire.de%20(neu)/Sunfire-Factsheet-HyLink-Alkaline-20210305.pdf

表.「HyLink ALKALINE」主要諸元

出典:https://www.sunfire.de/files/sunfire/images/content/Sunfire.de%20(neu)/Sunfire-Factsheet-HyLink-Alkaline-20210305.pdf

図.「HyLink SOEC」イメージ

出典:https://www.sunfire.de/en/hydrogen

表.「HyLink SOEC」主要諸元

出典:https://www.sunfire.de/files/sunfire/images/content/Sunfire.de%20(neu)/Sunfire-Factsheet-HyLink-SOEC-20210303.pdf

④SunfireのP2Gプロジェクト及び水電解装置に関する最新動向
時期:2016-10-31
内容:独 Sunfire、GrInHy プロジェクトでリバーシブル SOEC を開発
ドイツの SOFC スタックを開発している Sunfire は、EU の Horizon 2020 プログラムのなかで、 BR&T-E、Salzgitter Flachstahl など 8 社と共同で GrInHy プロジェクトに参加し、リバーシブルSOEC を開発する。製鉄所から出る廃熱を利用して高温水蒸気電気分解により 80%の高効率で水素を製造する。 製鉄プロセスでのCO2削減、製造した水素の製鉄プロセスで再利用する。またSOFCモードでは150kW の電力を生み出す。このプロセスは MW 級にスケールアップが可能で、製鉄プロセスのほか、半導体 やガラス製造など、プロセスで水素を必要とする産業に導入が可能になる。
ソース:Sunfire Press Release http://www.sunfire.de/en/company/press/detail/the-grinhy-project-green-hydrogen-for-steelworks

時期:2017-07-03
内容:独 Sunfire、世界最高の効率を達成した蒸気電解モジュール(SOEC)を開発
ドイツの Sunfire は EU の水素・燃料電池開発プロジェクト「Horizon 2020」のひとつである「可逆 的な高温水電解による工業的な水素製造プロジェクト(GrInHy)」において、世界最高の効率を達成 した蒸気電解モジュール(SOEC)を Flachstahl に納入した。150kW の電力で 40 Nm³の水 素を製造し、一方で 30kW の電力を燃料電池として発電する。必要な蒸気は Flachstahl の 製錬プロセスの廃熱から供給される。水素は直接水素パイプラインに注入された。
ソース:Sunfire Press Release http://www.sunfire.de/en/company/press/detail/the-grinhy-project-green-hydrogen-for-steelworks

時期:2019-06-10
内容:独 Sunfire、HYPOS プロジェクトで次世代リバーシブル水電解装置を発注
ドイツの Sunfire は、HYPOS プロジェクトの一環として次世代 rSOC(リバーシブル SOC)水電解装置を受注した。Sunfire は固体電解セル(SOC)による高温高圧水電解の開発を進めており、第一世代(The generation 1.0 )の高圧高温水電解で 180kW の電力を投入して 50Nm3/h の水 素製造を達成した。新しい次世代 rSOC(リバーシブル SOC)を 2021 年までに開発する。効率は 80%以上を目指している。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/de/unternehmen/news/detail/naechste-generation-der-hochtemperatur-elektrolyse-gestartet

時期:2019-10-07
内容:独 Sunfire、フランス Total の合成メタノール製造のために高温電解槽を納入
ドイツの Sunfire は、フランスの大手エネルギー会社 Total のイツ・ロイナ工業地帯にある Total Raffinerie Mitteldeutschland 工場向けに MW クラスの高温水電解槽「Sunfire-HyLink 200 システム」 を納入する。 Sunfire は高温電解槽の納入と工場内での拡張、電解槽の運転とメンテナンスを行う。 これは Total が濃縮 CO2 と電解水素から合成メタノールを生産する最初のステップになる。高温電解 槽は、工業および合成プロセスから生産された蒸気または廃熱を直接使用できる利点があり、 効率は 80%を超える。Sunfire の電解槽は Total のさまざまな研究開発プロジェクトで使用される。尚、Total のベンチャーキャピタル Total Carbon Neutrality Ventures は、Sunfire の少数株主。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/company/news/detail/sunfire-partners-with-total-on-highly-efficient-hydrogen-technology

時期:2020-03-16
内容:フィンランドの Neste、ドイツ Sunfire からオランダの製油所に 2.6 MW 高温電解槽導入
フランス国立研究機関の CEA(原子力・代替エネルギー庁)をリーダーに、フィンランドのエネル ギー企業 Neste、ルクセンブルグのエンジニアリング会社 Paul Wurth、フランスのエネルギー会社 ENGIE、ドイツの SOFC メーカーSunfire は、高効率の水素製造のための世界初のマルチ MW 規模の 高温電解槽(SOEC)を構築して運用するプロジェクト「MULTIPLHY プロジェクト」を開始した。 Neste は Sunfire の高温電解技術(SOEC)を使用して公称容量 2.6 MW の高温電解槽(水素製造能力 は 60kg/日)を自社ロッテルダム製油所に導入する。計画では、2024 年末までに、この高温電解槽は 16,000 時間以上稼働し、約 960 トンの水素を生産し、現在水蒸気改質プロセスによる水素製造を代替 する。欧州燃料電池水素共同実施機構( FCH2-JU)はこのプロジェクトに 690 万ユーロ(約 841 百 万円)を拠出する。Neste は廃棄物や残留物から精製した再生可能航空用燃料や軽油等幅広く再生可能 製品の製造や再生プラスチック事業を展開している。
ソース:Neste Press Release https://www.neste.com/releases-and-news/climate-change/neste-invests-sunfire-leading-technology-developer-high-temperature-electrolysis-and-power-x

時期:2020-06-15
内容:ノルウェーNorsk e-Fuel、CO2 と水素から飛行機用燃料を製造するプラントを建設
独の SOFC/SOEC 開発の Sunfire、大気から CO2 を回収する Climeworks、水素還元製鉄技術を推 進する Paul Wurth、風力発電大手 Norsk Vind の親会社 Valinor の 4 社は、大気から回収した CO2 と 水素からジェット燃料等の再生可能液体燃料を製造する事業を共同で始めるためノルウェーに Norsk 25 e-Fuel を設立し、2023 年までに年間 1,000 万リットルの再生可能液体燃料を製造するプラントを建設 する。2026 年には年間 1 億リットル規模まで拡張する計画。Sunfire の SOEC を使った共電解( coelectrolysis)プロセスで、再生可能エネルギー由来の電力を使用し、回収した CO2 と水から合成ガス を製造する。合成ガスは液化、精製を経てジェット燃料が製造される。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/company/news/detail/norsk-e-fuel-is-planning-europes-first-commercial-plant-for-hydrogen-based-renewable-aviation-fuel-in-norway

時期:2020-08-31
内容:独 Sunfire、高温電解槽(SOEC)を Salzgitter Flachstahl に納入
ドイツの SOFC 開発会社 Sunfire は GrInHy2.0 プロジェクトの一環として、720kW 高温電解槽 (SOEC)を Salzgitter Flachstahl が実施しているローカーボンスチール製造プロジェクト 「SALCOS(Salzgitter Low CO2 Steelmaking)」に納入した。産業環境で高温電解槽(SOEC)が 使用されるのは初めてで、このプロジェクトで高温電解槽(SOEC)は 2022 年までに再生可能エネルギー由来の電力で 13,000 時間稼働して、100 トンのグリーン水素を製造する。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/company/news/detail/grinhy2-0-sunfire-delivers-the-worlds-largest-high-temperatur-electrolyzer-to-salzgitter-flachstahl

時期:2021-05-19
内容:独 Sunfire、225kW 固体酸化物電解(SOEC)モジュールの試験運転に成功
独 SOFC 開発会社 Sunfire は、225kW 固体酸化物電解(SOEC)モジュールの試験運転に成功し た。この SOEC モジュールは 60 スタック(SOEC セル枚数は 1,800 枚)で構成され、63Nm²/h (5.7kg/h)の水素を製造することができる。第二世代の SOEC 電解槽は 12 モジュールで構成され 2.7MW の電解容量となる。この SOEC モジュールはロッテルダムにある Neste の製油所に数 MW 規 模の SOEC 電解槽を設置する「MultiPLHY プロジェクト」のベースになる。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/news/detail/successful-test-operation-of-the-worlds-largest-high-temperature-electrolysis-module#:~:text=The%20company%20successfully%20operated%20and,the%20EU%2Dfunded%20MultiPLHY%20project

時期:2021-07-21
内容:TotalEnergies、Sunfire など、グリーンメタノール製造プロジェクトを開始
独エネルギー大手 TotalEnergies は、高温 SOEC 開発の Sunfire、Fraunhofer Center for ChemicalBiotechnological Processes(CBP)、Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems (IMWS)と共同で、Hydrogen Lab Leuna において「e-CO2Met」プロジェクトを立ち上げた。 TotalEnergies は現在、ロイナの石油精製所で年間約 70 万トンのメタノールを生産する欧州最大のメ タノール生産会社。「e-CO2Met」プロジェクトは、製油所から排出される CO2 と 1MW の SOEC (Sunfire)によるグリーン水素から Hy2Chem スケーリングプラットフォームでのメタノール合成と いう 3 つの革新的なプロセスの組み合わせを検証する。Hydrogen Lab Leuna は、Fraunhofer が運営し ているロイナの化学コンビナートと完全に統合されたドイツ初の大規模試験施設。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/news/detail/totalenergies-sunfire-and-fraunhofer-give-the-go-ahead-for-green-methanol-in-leuna

時期:2021-07-28
内容:独 ENERTRAG・メキシコ CEMEX・独 Sunfire、セメント産業の脱炭素化プロジェクト開始
ドイツの再生可能エネルギー企業 ENERTRAG、メキシコのセメントメーカーCEMEX、独燃料電 池開発 Sunfire は、セメント産業の脱炭素化を目指す「Concrete Chemicals」コンソーシアムを立ち 上げる。独連邦環境・自然保護・原子力安全省(BMU)から資金調達ができれば、CEMEX のリュダ ースドルフ・セメント工場(独最大のセメント工場)に、セメント工場から回収した CO2 と新設する Sunfire の水電解槽で製造したグリーン水素を原料として、年間 5,000 トンのグリーン炭化水素 (green hydrocarbons)を生産する実証プラントを建設し、2025 年に稼働を開始する。グリーン炭化 水素(green hydrocarbons)は、合成燃料や様々な再生可能化学製品に変換される。コンソーシアム では、合成ガスからグリーンメタノ ールを製造するメタノール合成ルー トの研究も行う。Sunfire は 20MW の加圧アルカリ型電解槽と、合成ガ ス(水素と CO の混合ガス)を生成 するために Co-SOEC(固体酸化物電 解)電解槽を設置する。2 つの異なる 電解技術を 1 つのプロセスで実現するのは、世界初となる。
ソース: Fuel Cell Works https://fuelcellsworks.com/news/international-consortium-of-cemex-enertrag-and-sunfire-launches-ground-breaking-green-hydrogen-project/

時期:2021-09-22
内容:独ENERTRAGとSunfire、15MW規模の水電解槽のテストフィールドを設置・運用で合意
独再エネ事業者ENERTRAGと電解槽メーカーSunfireは、プレンツラウ市(Prenzlau)にあるENERTRAGの水素センターに合計15MWの水電解槽を設置してテスト運用することで合意した。Sunfireはこのテストサイトに、10MW規模の新型S+高圧アルカリ電解槽や高効率SOEC型電解槽を設置する予定。ENERTRAGは。600MW規模のUckermark再エネ発電所から電力を供給する。水素センターには水素充填所が併設され、製造したグリーン水素を公共交通向けにトレーラーで供給する。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/news/detail/new-hydrogen-center-enertrag-and-sunfire-start-cooperation-to-operate-a-10-mw-pressurized-alkaline-electrolyzer

時期:2021-10-13
内容: 独 Sunfire、2023 年までに水電解槽の生産拠点を設置し、生産能力を 500MW/年に拡大予定
独 Sunfireは、2023 年までにドイツに加圧式アルカリ水電解槽の生産拠点を設置し、年間生産能力を現在の 40MW/年から少なくとも 500MW/年に拡大し、さらに 1GW/年以上に拡張することを計画している。Sunfire は 2021 年 1 月、スイスのアルカリ水電解槽製造会社 Industrie HauteTechnology SA (IHT)を買収している。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/news/detail/sunfire-to-industrialize-alkaline-electrolysis-increasing-production-capacity-to-500-mw-year-by-2023

時期:2021-10-27
内容: 独 Sunfire、大規模電解槽生産工場建設に向け 190 百万ユーロの資金を調達
独電解槽開発・製造 Sunfire は、投資家コンソーシアムより 190 百万ユーロ(約 247 億円)の新規 資金を調達し、一連の GW 規模の工場第 1 号建設に着手し、加圧アルカリ電解技術と固体酸化物水電 解(SOEC)技術の産業規模での導入を図る。2023 年までにドイツに年間生産能力 500MW の大規模 電解槽生産拠点を建設し、さらに GW 規模への拡張を計画している。
ソース:Sunfire Press Release https://www.sunfire.de/en/news/detail/sunfire-secures-landmark-investment-to-accelerate-growth-of-its-green-hydrogen-technologies