Прогнозируется, что объем рынка производства водорода к 2025 году достигнет 201 миллиарда долларов США (в 2020 году - $130 миллиардов) при среднегодовом темпе роста 9,2% в течение прогнозируемого периода. Рост производства электроэнергии на топливных элементах стимулирует рост рынка. Одновременно рост рынка электромобилей способствует широкомасштабному внедрению возобновляемых источников энергии в Азиатско-Тихоокеанском регионе, что стимулирует развитие рынка производства водорода.
Ожидается, что сегмент технологий электролиза будет расти с максимальными среднегодовыми темпами роста с 2020 по 2025 год.
Все более широкое использование топливных элементов при производстве электроэнергии будет стимулировать рынок электролиза. В результате электролиза в системе электролизера образуется газообразный водород. Оставшийся кислород выбрасывается в атмосферу или улавливается (или сохраняется). Накопленный водород можно использовать для других промышленных процессов или даже в некоторых случаях для медицинских газов. Газообразный водород можно хранить в виде сжатого газа или в сжиженном виде, и, поскольку водород является энергоносителем, его можно использовать для питания любых электрических систем на водородных топливных элементах, включая поезда, автобусы, грузовики или центры обработки данных. Правительствами были приняты меры для увеличения спроса на электролиз воды. Например, Министерство энергетики США (DOE) установило технические цели и определило затраты на производство водорода при электролизе воды.
Ожидается, что в течение прогнозируемого периода сегмент транспортного применения будет расти с самыми высокими показателями CAGR в водородной отрасли.
Увеличение спроса на электромобили на топливных элементах (FCEV) в Азиатско-Тихоокеанском регионе будет стимулировать рынок производства водорода в ближайшие годы. Водород может использоваться для различных видов транспорта: автобусы, поезда, электромобили на топливных элементах (FCEV) и другие (морской транспорт, самолеты и беспилотные летательные аппараты и т. п.). FCEV работают на водороде. Они более эффективны, чем обычные автомобили с двигателями внутреннего сгорания, и не производят выхлопных газов, так как выделяют только водяной пар и теплый воздух.
Транспортные средства на топливных элементах используют водород для питания электродвигателя, объединяя водород и кислород (из воздуха) для производства электричества, которое запускает двигатель. В процессе преобразования газообразного водорода в электричество в качестве побочного продукта вырабатываются только вода и тепло (без вредных газообразных выбросов).
Предполагается, что выбросы в процессе работы легковых и грузовых автомобилей на топливных элементах составят на 30% меньше по сравнению с их аналогами, работающими на бензине. Заправка электромобиля на топливных элементах составит менее 10 минут, поэтому, как ожидается, автомобили FCEV повысят спрос на водород.
Ожидается, что голубой водород будет расти с максимальным среднегодовым темпом роста в течение прогнозируемого периода.
Голубой водород получают из природного газа путем парового риформинга метана (SMR). SMR смешивает природный газ с очень горячим паром в присутствии катализатора, где в результате химической реакции образуются водород и окись углерода. К смеси добавляется дополнительная вода, в результате чего монооксид углерода превращается в диоксид углерода и образуется больше водорода. Выбросы углекислого газа затем улавливаются и хранятся под землей, используя технологии улавливания и хранения углерода (CCUS), в результате чего образуется практически чистый водород. Стоимость производства голубого водорода невысока. Однако водород также представляет собой проблему при транспортировке в больших объемах, поскольку он легкий. Провинция Альберта (Канада) планирует экспортировать голубой водород по всему миру к 2040 году. В октябре 2020 года правительством Альберты объявило о том, что водородная стратегия, ориентированная на выбросы углекислого газа, является конкурентоспособной в условиях глобального перехода к устойчивой энергетике. Стратегия определяет возможность использования ресурсов природного газа Альберты и ее опыт в области улавливания и хранения углерода (CCS) для производства голубого водорода для местного использования или экспорта на другие внутренние и международные рынки. Так растущий спрос на улавливание и повторное использование выбросов углерода стимулирует сегмент голубого водорода.
Ожидается, что сегмент коммерческой генерации и режима доставки будет расти с высоким среднегодовым темпом роста в отрасли производства водорода в течение прогнозируемого периода.
Ожидается, что увеличение масштабного производства водорода посредством электролиза воды и обработки природного газа будет стимулировать развитие торгового сегмента. Товарный водород можно производить как электролизом воды, так и процессами природного газа. Этот метод снижает потребность транспортировки топлива и, как следствие, необходимость строительства новой инфраструктуры производства водорода. Однако ограниченные производственные мощности приводят к более высоким затратам на водород по сравнению с производством внутреннего водорода.
Мелкомасштабные риформинг-установки и существующие газопроводы используются обычно коммерческими производителями водорода для поставки водорода потребителям на месте. Водород вырабатывается на нефтеперерабатывающих заводах и заправочных станциях с использованием природного газа или воды и электроэнергии.
Электролизеры, используемые для производства коммерческого водорода, производят чистый кислород в качестве побочного продукта. Этот кислород используется для обогащения парниковых газов при производстве продуктов питания.
Азиатско-Тихоокеанский регион, вероятно, станет крупнейшим рынком для производства водорода.
Рынок производства водорода был проанализирован для четырех регионов - Европы, Азиатско-Тихоокеанского региона, Северной Америки, Южной Америки, Ближнего Востока и Африки. Азиатско-Тихоокеанский регион является одним из ведущих рынков для внедрения зеленых технологий и достижения государственных целей по сокращению выбросов парниковых газов. Япония и Южная Корея с 2009 года инвестируют значительные средства в развитие топливных элементов для коммерческого внедрения японских продуктов с микро-ТЭЦ на топливных элементах. Япония является первой страной, которая начала коммерческое использование топливных элементов и поддерживает проекты, связанные с использованием топливных элементов в жилых домах и автомобилях. Она нацелена на массовое использование зеленого водорода. К 2025 году в стране планируется построить 200 000 экологически чистых автомобилей на водородных топливных элементах и 320 водородных заправочных станций, чтобы соответствовать мировым стандартам выбросов углерода. Сингапур, Индия, и Малайзия также проявляют интерес и только что начали или, как ожидается, начнут реализацию эксклюзивных программ по продвижению топливных элементов на региональных рынках. Эти страны изначально сосредоточены на топливных элементах резервного питания (стационарного применения).
Основными игроками в отрасли производства водорода являются Linde (Германия), Air Liquide (Франция), Air Products & Chemicals (США), Uniper (Германия) и Engie (Франция). Эти игроки применяют различные стратегии для увеличения своей доли на рынке производства водорода. Совместные предприятия, сотрудничество и партнерские контракты и соглашения, инвестиции, расширения и приобретения были широко приняты основными игроками в отрасли производства водорода.