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世界の電解槽市場は、2024年に5億4480万米ドル規模に達し、2033年には10億6750万米ドルへ、年平均成長率（CAGR）7.14%で成長すると予測されています。この成長は、グリーン水素需要の増加、再生可能エネルギーを推進する政府政策、技術革新による効率向上とコスト削減、水素インフラへの投資拡大が主な要因です。これらは、世界の脱炭素化目標とエネルギー転換を強力に後押ししています。現在、ヨーロッパが再生可能エネルギー導入への積極的な取り組みにより、最大の市場シェアを占めています。
市場の主要な牽引要因は、グリーン水素プロジェクトへの政府の資金提供とイニシアチブ、炭素排出量削減への注力、電解槽技術の進歩による効率と費用対効果の向上、再生可能エネルギー源への需要増、そして輸送・産業・発電など多様な分野での水素利用拡大です。
主な市場トレンドとしては、風力・太陽光などの再生可能エネルギー源と電解槽システムの統合によるグリーン水素生産、高効率化と低コスト化を実現する技術進歩、業界プレーヤー間の投資と協力の活発化、大規模水素生産のための電解槽容量の拡大、革新的な貯蔵・流通ソリューションの開発が挙げられます。水素燃料補給ステーションの増加や産業用途での水素採用も顕著なトレンドです。
地理的には、ヨーロッパが脱炭素化と気候目標達成への強いコミットメント、水素プロジェクトへの多額の政府資金と支援政策、再生可能エネルギー統合のための高度なインフラにより、市場をリードすると見込まれています。EUの水素戦略や業界内の戦略的パートナーシップが、ヨーロッパの優位性をさらに強化しています。
市場には大きな機会が存在します。世界の脱炭素化努力と持続可能なエネルギーへの移行が推進するクリーンエネルギー源としてのグリーン水素需要の増加、電解槽技術の進歩による効率向上とコスト削減、政府や民間による水素インフラへの投資拡大が市場拡大を促進しています。
しかし、課題も複数あります。電解槽システムの高い初期費用は導入の障壁となり得ます。大規模な水素生産と貯蔵に関する技術的複雑さ、広範なインフラ開発の必要性、規制・標準化の問題、再生可能エネルギー資源の利用可能性も市場成長への大きな障害です。
グリーン水素需要の増加は、持続可能なエネルギーへの移行を推進する電解槽市場の重要なトレンドです。グリーン水素は、輸送、産業、発電など多様な分野を脱炭素化できるクリーンなエネルギーキャリアです。例えば、Cummins Inc.はゼロエミッションソリューションを推進する「Accelera by Cummins」を立ち上げ、ケベック州での90MW電解槽システムや米国での電動スクールバスフリートなどのプロジェクトに取り組んでいます。
技術革新も市場収益を着実に増加させています。電解槽技術の革新により、効率が向上し、運用コストが削減され、耐久性が改善されました。例えば、トヨタはMIRAI燃料電池車の技術を活用した電解槽を開発し、デンソー福島工場に導入予定で、地域の水素消費を支え、CO2排出量を削減します。
世界中の政府は、グリーン水素と電解槽技術の採用を促進するため、補助金、税額控除、研究助成金などの政策と財政的インセンティブを提供しています。インドの国家グリーン水素ミッションのように、各国がエネルギー自立とネットゼロ目標達成に向けて取り組んでいます。
主要な市場プレーヤーには、Air Liquide S.A.、Air Products and Chemicals Inc.、旭化成株式会社、Cummins Inc.、ITM Power plc、Linde plc、McPhy Energy S.A.、Nel ASA、Plug Power Inc.、Siemens AG、Titanium Tantalum Products Limited、株式会社東芝などが名を連ねています。
電解槽市場は、脱炭素化と再生可能エネルギーへの世界的な移行を背景に、政府の強力な支援策によって急速な成長を遂げています。特に、インドの国家グリーン水素ミッションのような取り組みは、初期コスト障壁の克服、イノベーションの促進、有利な規制環境の整備に不可欠であり、市場拡大の主要な推進力となっています。このミッションは、2030年までに年間500万トンのグリーン水素生産、125GWの再生可能エネルギー容量、8兆ルピー以上の投資を目指し、化石燃料輸入と温室効果ガス排出の大幅な削減を目標としています。
IMARC Groupの分析によると、電解槽市場は製品、容量、用途、地域に基づいて分類され、それぞれのセグメントで主要なトレンドが示されています。
製品別では、アルカリ電解槽、PEM電解槽、固体酸化物電解槽があり、このうちアルカリ電解槽が市場の大部分を占めています。これは、長年の実績、費用対効果の高さ、信頼性、そして低温度・低圧力での効率的な運用能力によるものです。また、広く入手可能な安価な材料を使用し、耐久性と拡張性にも優れているため、大規模な水素生産に適しています。例えば、2023年7月には、Nel Hydrogen Electrolyser ASがフランスのHyd’Occプロジェクト向けに20MWのアルカリ電解槽設備を供給する契約を締結し、地域産業と輸送のための再生可能水素生産を推進しています。
容量別では、500kW未満、500kW～2MW、2MW超に分けられ、500kW～2MWのセグメントが最大のシェアを占めています。この容量帯は、規模と柔軟性のバランスが取れており、産業用途、再生可能エネルギー統合、輸送燃料生産など、幅広い中規模水素生成アプリケーションに最適です。費用対効果と運用効率の最適な組み合わせを提供し、技術的進歩により効率と耐久性が向上していることも、その採用を後押ししています。
用途別では、発電、輸送、産業エネルギー、産業原料、建物暖房・電力、その他に分類され、発電が主要な市場セグメントとなっています。これは、再生可能エネルギー源への注力と、効率的なエネルギー貯蔵ソリューションの必要性が高まっているためです。電解槽は、太陽光や風力などの余剰再生可能エネルギーをグリーン水素に変換し、貯蔵して需要が高い時期や再生可能エネルギー出力が低い時期に発電に利用することで、送電網の安定性と信頼性を高めます。また、燃料電池でのクリーンな電力生成にも寄与し、低炭素エネルギーシステムへの移行を支援します。例えば、2024年2月には、コチン国際空港とBharat Petroleum Corporation Ltd (BPCL)が、世界初の空港ベースのグリーン水素プラントと燃料補給ステーションを設立する覚書を締結しました。
地域別では、北米、アジア太平洋、欧州、ラテンアメリカ、中東・アフリカに分けられ、欧州が最大の電解槽市場を形成しています。欧州は、脱炭素化と再生可能エネルギー導入への強いコミットメントにより市場を牽引しています。欧州グリーンディールや各国の水素戦略を含む堅固な政策枠組みが、水素技術の開発と展開を強力に支援しています。例えば、欧州委員会は、水素バリューチェーンにおける「欧州共通利益の重要プロジェクト（IPCEI Hy2Move）」に対し、最大14億ユーロの国家補助を承認しており、モビリティ・輸送部門の排出削減に向けた研究、イノベーション、初期産業展開を支援し、2050年までのEUの気候中立目標達成に貢献することが期待されています。
電解槽市場は、欧州が世界市場を牽引する形で急速な成長を遂げています。この成長は、研究開発への多額の投資、政府からの資金援助や補助金、そして確立された再生可能エネルギーインフラによるグリーン水素生産の信頼性によって加速されています。政府、産業界、研究機関間の協力も市場拡大の重要な推進力です。例えば、2023年1月にはクリーン水素パートナーシップが1億9500万ユーロを投じ、クリーン水素技術開発や再生可能水素生産プロジェクトを支援する公募を開始しました。
競争環境は、既存企業と新興スタートアップが混在し、市場シェアを争っています。主要企業には、Air Liquide S.A.、Air Products and Chemicals Inc.、旭化成、Cummins Inc.、ITM Power plc、Linde plc、McPhy Energy S.A.、Nel ASA、Plug Power Inc.、Siemens AG、東芝などが名を連ねています。各社は技術革新、効率向上、コスト削減に注力し、競争優位性を確立しようとしています。戦略的提携、合併、買収も活発で、スケーラブルでモジュール式の電解槽システムといった製品革新も顕著なトレンドです。また、グリーン電力の安定供給を確保するため、再生可能エネルギー供給業者との連携も強化されています。一例として、2023年3月にはthyssenkrupp nuceraとUnigelがブラジルのグリーン水素プラントを60MWから240MWに拡張する覚書を締結し、年間1万トンのグリーン水素と6万トンのグリーンアンモニアを生産する計画です。
最近の市場動向としては、各国で大規模なプロジェクトが進行しています。インドでは、2025年2月にWaaree Groupが300MWの電解槽製造施設を立ち上げ、国内のグリーン水素生産を促進。2024年10月にはGreenzo Energyが、極端な温度下でも30バールの水素を圧縮機なしで供給できる1MWの国産アルカリ電解槽スタック「Un Wheel」を発表し、エネルギー自立を支援しています。さらに、2024年7月にはOhmium Internationalがベンガルールに年間2GWのPEM電解槽を生産するギガファクトリーを開設し、将来的に4GWへの拡張を計画、NTPC Renewable Energy Limitedとの400MWグリーン水素プロジェクトも展開しています。欧州では、2024年2月にH-TEC SYSTEMSがスペインの「HUB LA ISLA H2」プロジェクト向けに1MWのPEM電解槽を供給すると発表。このプロジェクトは、当初年間136トンの水素を生産し、モビリティ用途や水素充填ステーションを支援、2025年からのフェーズ2では5MWの電解能力で年間680トンに生産を拡大し、産業の脱炭素化を目指します。米国では、2023年10月にJohn Cockerillがテキサス州ヒューストンに年間1GWの電解槽を生産するギガファクトリーを新設し、米国の水素市場への参入と地域経済への貢献を発表しました。
本レポートは、2019年から2033年までの電解槽市場の包括的な定量分析を提供します。分析の基準年は2024年で、2025年から2033年までの予測期間をカバーします。製品（アルカリ、PEM、固体酸化物）、容量、用途、地域（アジア太平洋、欧州、北米、中南米、中東アフリカ）別に市場を評価し、主要な市場推進要因、課題、機会に関する最新情報を提供します。ステークホルダーは、ポーターの5フォース分析を通じて競争レベルと市場の魅力を評価し、主要企業の現在の市場ポジションを理解することができます。
1 序文
2 範囲と方法論
2.1 調査目的
2.2 関係者
2.3 データソース
2.3.1 一次情報源
2.3.2 二次情報源
2.4 市場推定
2.4.1 ボトムアップアプローチ
2.4.2 トップダウンアプローチ
2.5 予測方法論
3 エグゼクティブサマリー
4 はじめに
4.1 概要
4.2 主要な業界トレンド
5 世界の電解槽市場
5.1 市場概要
5.1 市場実績
5.3 COVID-19の影響
5.4 市場予測
6 製品別市場内訳
6.1 アルカリ電解槽
6.1.1 市場トレンド
6.1.2 市場予測
6.2 PEM電解槽
6.2.1 市場トレンド
6.2.2 市場予測
6.3 固体酸化物電解槽
6.3.1 市場トレンド
6.3.2 市場予測
7 容量別市場内訳
7.1 500 kW未満
7.1.1 市場トレンド
7.1.2 市場予測
7.2 500 kWから2 MW
7.2.1 市場トレンド
7.2.2 市場予測
7.3 2 MW超
7.3.1 市場トレンド
7.3.2 市場予測
8 用途別市場内訳
8.1 発電
8.1.1 市場トレンド
8.1.2 市場予測
8.2 輸送
8.2.1 市場トレンド
8.2.2 市場予測
8.3 産業用エネルギー
8.3.1 市場トレンド
8.3.2 市場予測
8.4 産業用原料
8.4.1 市場トレンド
8.4.2 市場予測
8.5 建物暖房および電力
8.5.1 市場トレンド
8.5.2 市場予測
8.6 その他
8.6.1 市場トレンド
8.6.2 市場予測
9 地域別市場内訳
9.1 北米
9.1.1 米国
9.1.1.1 市場トレンド
9.1.1.2 市場予測
9.1.2 カナダ
9.1.2.1 市場トレンド
9.1.2.2 市場予測
9.2 アジア太平洋
9.2.1 中国
9.2.1.1 市場トレンド
9.2.1.2 市場予測
9.2.2 日本
9.2.2.1 市場トレンド
9.2.2.2 市場予測
9.2.3 インド
9.2.3.1 市場トレンド
9.2.3.2 市場予測
9.2.4 韓国
9.2.4.1 市場トレンド
9.2.4.2 市場予測
9.2.5 オーストラリア
9.2.5.1 市場トレンド
9.2.5.2 市場予測
9.2.6 インドネシア
9.2.6.1 市場トレンド
9.2.6.2 市場予測
9.2.7 その他
9.2.7.1 市場トレンド
9.2.7.2 市場予測
9.3 欧州
9.3.1 ドイツ
9.3.1.1 市場トレンド
9.3.1.2 市場予測
9.3.2 フランス
9.3.2.1 市場トレンド
9.3.2.2 市場予測
9.3.3 英国
9.3.3.1 市場トレンド
9.3.3.2 市場予測
9.3.4 イタリア
9.3.4.1 市場トレンド
9.3.4.2 市場予測
9.3.5 スペイン
9.3.5.1 市場トレンド
9.3.5.2 市場予測
9.3.6 ロシア
9.3.6.1 市場トレンド
9.3.6.2 市場予測
9.3.7 その他
9.3.7.1 市場トレンド
9.3.7.2 市場予測
9.4 ラテンアメリカ
9.4.1 ブラジル
9.4.1.1 市場トレンド
9.4.1.2 市場予測
9.4.2 メキシコ
9.4.2.1 市場トレンド
9.4.2.2 市場予測
9.4.3 その他
9.4.3.1 市場動向
9.4.3.2 市場予測
9.5 中東およびアフリカ
9.5.1 市場動向
9.5.2 国別市場内訳
9.5.3 市場予測
10 SWOT分析
10.1 概要
10.2 強み
10.3 弱み
10.4 機会
10.5 脅威
11 バリューチェーン分析
12 ポーターの5フォース分析
12.1 概要
12.2 買い手の交渉力
12.3 供給者の交渉力
12.4 競争の程度
12.5 新規参入の脅威
12.6 代替品の脅威
13 価格分析
14 競争環境
14.1 市場構造
14.2 主要プレーヤー
14.3 主要プレーヤーのプロファイル
14.3.1 エア・リキード S.A.
14.3.1.1 会社概要
14.3.1.2 製品ポートフォリオ
14.3.1.3 財務状況
14.3.1.4 SWOT分析
14.3.2 エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ Inc.
14.3.2.1 会社概要
14.3.2.2 製品ポートフォリオ
14.3.2.3 財務状況
14.3.2.4 SWOT分析
14.3.3 旭化成株式会社
14.3.3.1 会社概要
14.3.3.2 製品ポートフォリオ
14.3.3.3 財務状況
14.3.3.4 SWOT分析
14.3.4 カミンズ Inc.
14.3.4.1 会社概要
14.3.4.2 製品ポートフォリオ
14.3.4.3 財務状況
14.3.4.4 SWOT分析
14.3.5 ITMパワー plc
14.3.5.1 会社概要
14.3.5.2 製品ポートフォリオ
14.3.5.3 財務状況
14.3.5.4 SWOT分析
14.3.6 リンデ plc
14.3.6.1 会社概要
14.3.6.2 製品ポートフォリオ
14.3.6.3 財務状況
14.3.7 マクファイ・エナジー S.A.
14.3.7.1 会社概要
14.3.7.2 製品ポートフォリオ
14.3.7.3 財務状況
14.3.8 ネル ASA
14.3.8.1 会社概要
14.3.8.2 製品ポートフォリオ
14.3.8.3 財務状況
14.3.9 プラグ・パワー Inc.
14.3.9.1 会社概要
14.3.9.2 製品ポートフォリオ
14.3.9.3 財務状況
14.3.10 シーメンス AG
14.3.10.1 会社概要
14.3.10.2 製品ポートフォリオ
14.3.10.3 財務状況
14.3.10.4 SWOT分析
14.3.11 チタン・タンタル・プロダクツ・リミテッド
14.3.11.1 会社概要
14.3.11.2 製品ポートフォリオ
14.3.12 東芝株式会社
14.3.12.1 会社概要
14.3.12.2 製品ポートフォリオ
14.3.12.3 財務状況
14.3.12.4 SWOT分析
図のリスト
図1：世界の電解槽市場：主要な推進要因と課題
図2：世界の電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019-2024年
図3：世界の電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図4：世界の電解槽市場：製品別内訳（%）、2024年
図5：世界の電解槽市場：容量別内訳（%）、2024年
図6：世界の電解槽市場：用途別内訳（%）、2024年
図7：世界の電解槽市場：地域別内訳（%）、2024年
図8：世界の電解槽（アルカリ電解槽）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図9：世界の電解槽（アルカリ電解槽）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図10：世界の電解槽（PEM電解槽）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図11：世界：電解槽（PEM電解槽）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図12：世界：電解槽（固体酸化物電解槽）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図13：世界：電解槽（固体酸化物電解槽）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図14：世界：電解槽（500 kW未満）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図15：世界：電解槽（500 kW未満）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図16：世界：電解槽（500 kW～2 MW）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図17：世界：電解槽（500 kW～2 MW）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図18：世界：電解槽（2 MW超）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図19：世界：電解槽（2 MW超）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図20：世界：電解槽（発電）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図21：世界：電解槽（発電）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図22：世界：電解槽（輸送）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図23：世界：電解槽（輸送）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図24：世界：電解槽（産業エネルギー）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図25：世界：電解槽（産業エネルギー）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図26：世界：電解槽（産業原料）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図27：世界：電解槽（産業原料）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図28：世界：電解槽（建物熱・電力）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図29：世界：電解槽（建物熱・電力）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図30：世界：電解槽（その他の用途）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図31：世界：電解槽（その他の用途）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図32：北米：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図33：北米：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図34：米国：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図35：米国：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図36：カナダ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図37：カナダ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図38：アジア太平洋：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図39：アジア太平洋：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図40：中国：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図41：中国：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図42：日本：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図43：日本：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図44：インド：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図45：インド：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図46：韓国：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図47：韓国：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図48：オーストラリア：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図49：オーストラリア：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図50：インドネシア：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図51：インドネシア：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図52：その他：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図53：その他：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図54：ヨーロッパ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図55：ヨーロッパ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図56：ドイツ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図57：ドイツ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図58：フランス：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図59：フランス：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図60：イギリス：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図61：イギリス：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図62：イタリア：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図63：イタリア：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図64：スペイン：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図65：スペイン：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図66：ロシア：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図67：ロシア：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図68：その他：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図69：その他：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図70：ラテンアメリカ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図71：ラテンアメリカ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図72：ブラジル：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図73：ブラジル：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図74：メキシコ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図75：メキシコ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図76：その他：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図77：その他：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図78：中東およびアフリカ：電解槽市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図79：中東およびアフリカ：電解槽市場：国別内訳（%）、2024年
図80：中東およびアフリカ：電解槽市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図81：世界：電解槽産業：SWOT分析
図82：世界：電解槽産業：バリューチェーン分析
図83：世界：電解槽産業：ポーターの5つの力分析
電解槽は、電気エネルギーを用いて水などの物質を電気分解し、化学エネルギーを持つ物質を生成する装置です。特に、水から水素と酸素を生成する水電解槽が広く知られています。これは、電気エネルギーを水素という形で貯蔵・変換する重要な役割を担っており、脱炭素社会の実現に向けたキーテクノロジーの一つとされています。
電解槽にはいくつかの主要な種類があります。一つ目は「アルカリ水電解槽」です。これは水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を電解質とし、多孔質の隔膜を用いて陽極と陰極を分離します。技術が成熟しており、比較的安価で大規模なシステムに適していますが、応答性がやや遅いという特徴があります。二つ目は「固体高分子形水電解槽（PEM電解槽）」です。固体高分子膜を電解質として使用し、白金族などの貴金属触媒を用いるのが一般的です。高電流密度での運転が可能で、高速応答性や小型化に適しているため、再生可能エネルギーの変動に対応しやすいという利点がありますが、触媒が高価である点が課題です。三つ目は「固体酸化物形水電解槽（SOEC）」です。固体酸化物を電解質とし、700～1000℃といった高温で運転されます。高温であるため、水蒸気を直接分解でき、熱エネルギーを効率的に利用することで高いエネルギー変換効率を実現できますが、高温運転に伴う材料の耐久性やシステムの複雑さが課題です。近年では、アルカリ電解槽とPEM電解槽の利点を組み合わせ、非貴金属触媒の使用を目指す「アニオン交換膜水電解槽（AEM電解槽）」の研究開発も進められています。
電解槽の主な用途は、グリーン水素の製造です。太陽光発電や風力発電といった再生可能エネルギー由来の電力を用いて水を分解し、CO2を排出しないクリーンな水素を生産します。この水素は、燃料電池の燃料として水素自動車や定置用発電に利用されるほか、アンモニアやメタノールなどの化学品の合成原料、製鉄プロセスにおける還元剤など、様々な産業分野での脱炭素化に貢献します。また、再生可能エネルギーの出力変動を吸収し、余剰電力を水素として貯蔵する「Power-to-Gas（P2G）」システムの中核技術としても期待されています。
関連技術としては、まず電解槽に電力を供給する「再生可能エネルギー源（太陽光発電、風力発電など）」が挙げられます。次に、生成された水素を安全かつ効率的に貯蔵・輸送するための「水素貯蔵・輸送技術（高圧ガス、液化水素、アンモニア、MCHなど）」が重要です。さらに、水素を利用する側の「燃料電池技術」も密接に関連しています。また、電解槽の運転を最適化し、電力系統との連携を図る「スマートグリッド」や「エネルギーマネジメントシステム」も不可欠です。将来的には、CO2と水素を組み合わせて合成燃料（e-fuel）を製造する技術との連携も進むと考えられます。