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水素燃焼エンジンの世界市場規模は、2030年には350億米ドル、2040年には890億米ドルに達すると予測され、2030年から2040年までの予測期間のCAGRは9.78%である。
自動車の推進力には、従来のガソリン燃焼エンジンを改良した水素燃焼エンジンが必要である。これらのエンジンは最新技術の恩恵を受け、特定の用途にゼロ・エミッションの選択肢を提供すると同時に、水素インフラの世界的な拡大を促進することができる。
2021年には、北米のシェアが約45%と最も高くなる。
陽子線膜交換セグメントは、2021年には約58％の売上シェアを占める。
成長因子
ガソリンやディーゼルが廃れる一方で、内燃エンジンに新たな息吹を与える代替燃料が登場するかもしれない。水素を燃やす未来がやってくるかもしれないのだ。水素は、ホンダ・クラリティやトヨタ・ミライのような、名目上はEVである自動車の動力源となるエネルギーを生み出すための燃料として位置づけられている。しかし、燃料は燃料電池スタックで燃焼させる必要はない。工業化と世界的なエネルギー消費の増加に伴い、化石燃料の必要量も日々増加している。エネルギー需要の増加に対応するため、いくつかの国が代替エネルギー源を模索している。
優れた品質と優れた効率を持つ代替燃料が水素である。水素自動車が開発されれば、燃料の使用量が減り、排気ガスによる大気汚染も減少すると期待されている。水素を補助燃料として利用することの結果について、自動車における水素の燃料としての利用法、および文献における最新の実験研究とともに考察する。内燃ガソリン、ディーゼル、LPGエンジンの補助燃料として水素を使用した場合のエンジン性能と排気汚染物質への影響について考察する。ガソリンエンジンでは、燃料システムに注入される水素の量によって、エンジン出力とトルクが最も大きく向上するが、ディーゼルエンジンとLPGエンジンでは低下する。化学的に言えば、ガソリンエンジンとLPGエンジンは有害排気ガスの排出量が少ないが、ディーゼルエンジンの中には窒素酸化物の排出量が多いものもある。さらに、すべてのタイプのエンジンに水素を使用すれば、環境に好影響を与えることが認められている。
化石燃料に対する水素燃焼の主な利点は、幅広い燃焼性と極めて高い火炎速度である。燃費が大幅に向上し、NOx排出量が非常に少ないため、リーンバーン燃焼に効果的に使用できる可能性がある。リーンバーン水素燃焼のNOx低減の可能性を実証するため、様々なエンジン回転数と負荷でのヘビーデューティー2L単気筒試験を実施する。
水素燃焼エンジンは、現在の技術を活用し、特定の使用例に対してゼロ・エミッションの代替案を提供し、水素インフラの拡大に貢献する可能性がある。
水素燃料電池の世界市場は、燃料電池電気自動車の需要の高まりによって拡大している。
水素燃料電池の市場は、燃料電池電気自動車の販売台数が伸びていることから拡大しており、こうした自動車への需要が高まっていることを示している。
水素燃料電池業界の企業は、水素燃料電池をより軽く、より安く製造し、より少ない部品ですむようにする新技術を生み出している。技術の進歩は水素燃料電池の有効性を高める。
燃料電池の電解質としてのリン酸の人気は、その安定性、低い蒸気圧、一酸化炭素に対する耐性、カソード反応ガスとして空気を使用できる能力などが、水素自動車でのリン酸使用の需要増加の主な原因となっている。
主な市場牽引要因
燃料電池車の普及に向けた政府の取り組みが活発化- 多くの国で、燃料電池電気自動車の普及に向けた政府の活動が極めて重要になると予想されている。多くの国が、公害を削減し水素燃料電池車の販売を促進するために、2030年から2040年までにガソリン車とディーゼル車を非合法化する計画を実行に移している。例えば、日本政府は2030年までに8万台の燃料電池自動車と900カ所の水素充電ステーションを追加配備する意向を表明した。政府はまた、水素自動車に関わる多くのイニシアチブを後援することで、OEMや自動車メーカーを支援している。例えば、2019年7月。カリフォルニア州の高速鉄道プロジェクトは、米運輸省とカリフォルニア州から9億2900万ドルの連邦補助金の支援を受けた。ドイツの列車向けに、より効果的な水素で動く燃料電池を作るため、ドイツ運輸・デジタルインフラ省は2018年、シーメンス、カナダの燃料電池メーカー、バラード・パワー・システムズ、RWTHアーヘン大学に12.53ドルの契約を与えた。
幅広い燃焼性 -幅広い燃焼性を持つ水素は、様々な燃料と空気の組み合わせで発火する可能性がある。実際には、水素は「リーン」な組み合わせで作動することがあり、その場合、利用可能な空気で燃焼するのに必要な燃料よりも少ない燃料しか存在しない。燃料効率が改善され、燃焼終了温度が通常より低くなるため、排気ガスから放出されるNOxなどの汚染物質が少なくなる。
高い自己着火温度 -水素は自己着火温度が高いため、水素エンジンは炭化水素エンジンよりも高い圧縮比で運転できる。圧縮比が高いほど、熱効率、つまり燃焼中のエネルギー損失が少なくなります。
主な市場課題
水素の管理と生成にかかる高いコスト
水を強い電流で電気分解し、水素原子と酸素原子を分離することで、通常、水から水素が生成される。電気分解には多大なエネルギー・コストがかかるため、少々割高な作業となる。また、水素の大きさやスペース、航空機内での燃料管理・貯蔵が必要なため、設計者にとっては困難が伴う。従来のジェット燃料を動力源とする航空機に比べ、水素を動力源とする航空機は、液体水素の体積対エネルギー比が高いため、かなり大量の燃料を搭載しなければならない。これは空気抵抗を増大させ、航空機の燃料効率を低下させる。
水素の特徴として、密度がガソリンよりもはるかに低いことが挙げられる。動力源としての有用性と効率を維持するためには、圧縮して液体にし、同じように低温で貯蔵しなければならない。このため、水素を高圧の状態で輸送・貯蔵する必要があり、輸送や日常生活での水素利用は現状では現実的ではない。その上、水素を動力源とする自動車や飛行機に切り替えるには、多額の費用がかかる。新しいカスタマイズされた自動車は、開発と生産に多額の資金を必要とする。したがって、こうした要因が水素エンジン内燃機関の需要を抑制する可能性がある。
主な市場機会
燃料電池自動車への需要の高まり -燃料電池技術は、航続距離の長さ、静かな運転音、素早い燃料補給、有害ガスや大気汚染物質の排出ゼロを実現するため、輸送や自動車用途に最適である。さらに、水素内燃エンジン市場は、従来の電池よりも環境に優しい選択肢として燃料電池の需要が急増しているため、潜在的な成長が見込まれている。
セグメント・インサイト
テクノロジー・インサイト
水素燃焼エンジン市場の主要構成要素はプロトン交換膜である。世界の水素燃焼エンジン市場は、プロトン膜交換とリン酸型燃料電池、およびそれらに基づくその他の技術に分けられる。プロトン交換膜は、膜を隔てて陽極から陰極へプロトンを輸送するもので、電気化学プロセスを成功させるために極めて重要である。水素エンジンでは、陰極で酸素が還元され、水素が供給され、陽極で酸化される。このセグメントの採用は、予測期間中に急速に増加すると予測され、この期待を裏付けている。さらに、液体リン酸は、リン酸型燃料電池（PAFCとも呼ばれる）の電解質として利用される。その信頼性、有効性、手頃な価格から、リン酸は頻繁に使用され、予測可能な将来を通じて市場の拡大に拍車をかけている。
アプリケーション・インサイト
商用車とは、物資輸送に使われる四輪の運搬車のことである。道路を走る商用車は、人、商品、またはその両方を輸送するものである。このグループの車両には、バス、トラック、バン、その他が含まれる。商用車は人および製品の移動に必要であるため、あらゆる経済に必要である。
自動車、バン、トラックなど、主に貨物ではなく人の輸送に使用される道路用車両は、乗用車として知られている。乗用車メーカーは、手ごろな価格、高品質な機能、コンパクトなサイズ、わかりやすい資金調達方法などで、国内の中間層にアピールするニッチ市場を開拓してきた。例えば、国際自動車工業協会によると、世界の自動車生産台数は2010年から16％減少し、7,800万台以下となった。(OICA）。
地域インサイト
地域別では、予想される期間を通じて北米が水素燃焼エンジン市場で大きなシェアを占めると予想されている。これは、最先端のソリューションを生み出し、エンドユーザーの需要を満たすために研究開発費が増加しているためである。さらに、米国政府によるエコロジカル・ソース・プログラムが、この地域での市場拡大を促進している。水素内燃機関はまだ初期段階にあるが、米国や中国のような先進国や新興国におけるCO2排出の悪影響により、政策立案者は水素内燃機関の使用を支持するよう促されている。欧州政府は、2030年から新型のオンハイウェイ車のCO2排出量を約30％削減するようメーカーに要請している。米国や中国でも同様の削減目標が設定されている。その結果、関連地域の国内市場参加者は拡大の見通しを持っている。
予測期間中、水素燃焼エンジン市場はアジア太平洋地域で最大のCAGRを示すと予測されている。これは、同地域の主要市場プレイヤーの事業拡大と燃料価格の上昇に支えられており、今後数年間の市場発展の原動力となるだろう。
最近の動向
2021年7月、Hyzon Motors Inc.は、Hyzonの水素燃料を燃料とする商用車の重量と製造コストを削減する可能性のある新しい商用車を発表した。米国に本社を置くハイゾン・モーターズ社は、排出ガスを出さない水素燃料電池を使用した商用車を製造している。最新の技術では、軽量複合材料と金属システム構造をミックスしている。
ハイドロン・モータースと脱炭素プラスは2021年2月9日、企業合併を発表した。Hyzonが長年目指してきた水素燃料電池を搭載した排ガスフリーの商用輸送分野での事業拡大を、今回の買収によりHyzonが全面的に出資・支援することになる。
主要市場プレイヤー
リオ・ティント
コマツ
ホンダ
トヨタ
ジェーシービー
BMW
MAN
レポート対象セグメント
(注*:サブセグメントに基づくレポートも提供しています。ご興味のある方はお知らせください。）
テクノロジー別
プロトン膜交換
リン酸型燃料電池
その他
アプリケーション別
乗用車
商用車
船舶
その他
地域別
北米
ヨーロッパ
アジア太平洋
ラテンアメリカ
中東・アフリカ（MEA）
第1章.はじめに
1.1.研究目的
1.2.調査の範囲
1.3.定義
第2章 調査方法調査方法
2.1.研究アプローチ
2.2.データソース
2.3.仮定と限界
第3章.エグゼクティブ・サマリー
3.1.市場スナップショット
第4章.市場の変数と範囲
4.1.はじめに
4.2.市場の分類と範囲
4.3.産業バリューチェーン分析
4.3.1.原材料調達分析
4.3.2.販売・流通チャネル分析
4.3.3.川下バイヤー分析
第5章.COVID 19 水素燃焼エンジン市場への影響
5.1.COVID-19 ランドスケープ：水素燃焼エンジン産業への影響
5.2.COVID 19 – 業界への影響評価
5.3.COVID 19の影響世界の主要な政府政策
5.4.COVID-19を取り巻く市場動向と機会
第6章.市場ダイナミクスの分析と動向
6.1.市場ダイナミクス
6.1.1.市場ドライバー
6.1.2.市場の阻害要因
6.1.3.市場機会
6.2.ポーターのファイブフォース分析
6.2.1.サプライヤーの交渉力
6.2.2.買い手の交渉力
6.2.3.代替品の脅威
6.2.4.新規参入の脅威
6.2.5.競争の度合い
第7章 競争環境競争環境
7.1.1.各社の市場シェア／ポジショニング分析
7.1.2.プレーヤーが採用した主要戦略
7.1.3.ベンダーランドスケープ
7.1.3.1.サプライヤーリスト
7.1.3.2.バイヤーリスト
第8章.水素燃焼エンジンの世界市場、技術別
8.1.水素燃焼エンジン市場、技術別、2022-2030年
8.1.1.プロトン膜交換
8.1.1.1.市場収益と予測（2017-2030）
8.1.2.リン酸型燃料電池
8.1.2.1.市場収益と予測（2017-2030）
8.1.3.その他
8.1.3.1.市場収益と予測（2017-2030）
第9章.水素燃焼エンジンの世界市場、用途別
9.1.水素燃焼エンジン市場、用途別、2022-2030年
9.1.1.乗用車
9.1.1.1.市場収益と予測（2017-2030）
9.1.2.商用車
9.1.2.1.市場収益と予測（2017-2030）
9.1.3.船舶
9.1.3.1.市場収益と予測（2017-2030）
9.1.4.その他
9.1.4.1.市場収益と予測（2017-2030）
第10章.水素燃焼エンジンの世界市場、地域別推定と動向予測
10.1.北米
10.1.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.1.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.1.3.米国
10.1.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.1.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.1.4.北米以外の地域
10.1.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.1.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.2.ヨーロッパ
10.2.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.2.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.2.3.英国
10.2.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.2.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.2.4.ドイツ
10.2.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.2.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.2.5.フランス
10.2.5.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.2.5.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.2.6.その他のヨーロッパ
10.2.6.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.2.6.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.3.APAC
10.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.3.3.インド
10.3.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.3.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.3.4.中国
10.3.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.3.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.3.5.日本
10.3.5.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.3.5.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.3.6.その他のAPAC地域
10.3.6.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.3.6.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.4.MEA
10.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.4.3.GCC
10.4.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.4.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.4.4.北アフリカ
10.4.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.4.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.4.5.南アフリカ
10.4.5.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.4.5.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.4.6.その他のMEA諸国
10.4.6.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.4.6.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.5.ラテンアメリカ
10.5.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.5.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.5.3.ブラジル
10.5.3.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.5.3.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
10.5.4.その他のラタム諸国
10.5.4.1.市場収益と予測、技術別（2017～2030年）
10.5.4.2.市場収益と予測、用途別（2017～2030年）
第11章.企業プロフィール
11.1.リオ・ティント
11.1.1.会社概要
11.1.2.提供商品
11.1.3.財務パフォーマンス
11.1.4.最近の取り組み
11.2.コマツ
11.2.1.会社概要
11.2.2.提供商品
11.2.3.財務パフォーマンス
11.2.4.最近の取り組み
11.3.ホンダ
11.3.1.会社概要
11.3.2.提供商品
11.3.3.財務パフォーマンス
11.3.4.最近の取り組み
11.4.トヨタ
11.4.1.会社概要
11.4.2.提供商品
11.4.3.財務パフォーマンス
11.4.4.最近の取り組み
11.5.JCB
11.5.1.会社概要
11.5.2.提供商品
11.5.3.財務パフォーマンス
11.5.4.最近の取り組み
11.6.BMW
11.6.1.会社概要
11.6.2.提供商品
11.6.3.財務パフォーマンス
11.6.4.最近の取り組み
11.7.MAN
11.7.1.会社概要
11.7.2.提供商品
11.7.3.財務パフォーマンス
11.7.4.最近の取り組み
第12章 調査方法研究方法
12.1.一次調査
12.2.二次調査
12.3.前提条件
第13章付録
13.1.私たちについて
13.2.用語集
❖本調査レポートの見積依頼/サンプル/購入/質問フォーム❖