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世界の水素エネルギー貯蔵市場は、2024年に205.2億ドルの規模に達し、2033年には331.8億ドルに成長すると予測されており、2025年から2033年にかけて年平均成長率（CAGR）5.21%で拡大する見込みです。2024年現在、アジア太平洋地域が市場の37.58%を占め、主導的な地位を確立しています。
この市場成長の主要な推進力は、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源への移行です。これらの間欠的なエネルギー源の供給と需要の不均衡を管理するために、水素貯蔵が不可欠な役割を果たしています。余剰電力を水素として貯蔵し、発電量が少ない時に安定供給に利用することで、電力網の回復力を高め、化石燃料への依存を低減しています。また、水素は燃料電池や燃焼エンジンに利用できるため、輸送や産業といった脱炭素化が困難な分野においても低コストなソリューションとして期待されています。
世界各国の政府は、支援政策、補助金、資金提供を通じて水素エネルギー貯蔵の開発を強力に後押ししています。例えば、米国では、連邦政府が研究開発や市場導入を促進するための資金提供や税額控除を継続的に実施しており、2024年にはエネルギー省（DOE）がクリーンエネルギー推進に歴史的な進展をもたらしました。英国も2024年の予算で11の新規水素プロジェクトに20億ポンドを投資し、水素を国のクリーンエネルギー戦略の中心に据えています。欧州やアジアの政府も、炭素中立やネットゼロ排出目標達成に向け、水素貯蔵をクリーンでスケーラブルな代替手段として積極的に推進しています。これらの政策は、市場参入障壁を低減し、初期投資を抑え、水素インフラの展開を加速させています。
技術革新も市場拡大の重要な要因です。電解による水素製造方法の改善や、圧縮ガス、液体水素、金属水素化物といった貯蔵技術の効率化・低コスト化が進んでいます。研究者たちは、よりエネルギー密度が高く安全な貯蔵を実現するため、新しい材料やナノテクノロジーの探求も進めています。これらの技術進歩により、貯蔵中のエネルギー損失が減少し、貯蔵容量が増加し、水素貯蔵のコストが着実に低下しています。例えば、2025年には韓国の研究チームが電気化学的水素貯蔵システムの効率を劇的に向上させる新しいプロトン交換膜（PEM）を開発しました。これにより、水素はバッテリーなどの従来のエネルギー貯蔵システムと比較して、より競争力のある選択肢となり、発電、輸送、産業プロセスなど多様な産業での採用が拡大しています。
水素燃料補給ステーションや流通システムなどのインフラへの投資も増加しており、これにより輸送や産業プロセスを含む様々な分野での水素エネルギー貯蔵の利用が拡大しています。クリーンエネルギーソリューションへの需要の高まりと、政府の強力な支援、そして継続的な技術進歩が相まって、水素エネルギー貯蔵市場は今後も力強い成長を続けると見込まれています。
水素エネルギー貯蔵市場では、最大700 barの高圧ガス貯蔵が最も普及した方法の一つであり、燃料電池車、産業用水素供給、エネルギー貯蔵など幅広い用途で利用されています。そのコスト効率、シンプルさ、低いインフラ要件が人気の理由であり、材料とタンク設計の進歩により安全性、効率、耐久性が向上しています。携帯機器から大規模な再生可能エネルギー統合まで対応するスケーラビリティも特徴で、水素利用の増加に伴い、ガス貯蔵は市場の重要な柱となっています。
技術別では、圧縮技術が2024年に市場シェア42.2%でリードしています。水素ガスを200～700 barの高圧で圧縮し、特殊なシリンダーや圧力容器に貯蔵するこの方法は、運用コストが比較的低く、確立された技術として燃料電池車や小規模エネルギー貯蔵で広く採用されています。軽量高強度複合材料などの新素材開発により、安全性、効率、費用対効果がさらに向上しており、輸送から産業用水素供給まで、そのスケーラビリティが評価されています。圧縮技術は、短期・長期のエネルギー貯蔵において柔軟かつ効率的な手段を提供し続けています。
用途別では、輸送分野が2024年に市場を牽引しています。ゼロエミッション車の需要が主な原動力となり、燃料電池車（FCV）は長距離走行と急速充電能力により普及が進んでいます。水素は高圧タンクに貯蔵され、燃料電池でモーターを駆動し、水蒸気のみを排出するため、特に長距離走行と迅速な燃料補給が不可欠な大型輸送分野で重要視されています。政府のインセンティブ、環境規制、持続可能なモビリティへの推進がこの分野の成長を後押しし、輸送部門の温室効果ガス排出削減に大きく貢献しています。
エンドユーザー別では、産業分野が2024年に市場シェア47.8%で最大です。製造、化学品生産、精製など多岐にわたる用途で水素が利用されており、鉄鋼、セメント、化学などの産業では、化石燃料への依存を減らし、脱炭素化のために水素利用が増加しています。水素は水素化、精製、金属生産における還元剤として、また高熱を必要とする重工業のクリーンなエネルギー源として活用されています。厳しい環境政策と持続可能なプロセスへの要望が、産業用途での水素への移行を促進しています。
地域別では、アジア太平洋地域が2024年に市場シェア37.58%で最大を占め、持続可能なエネルギー目標達成への注力により高い成長を遂げています。日本、韓国、中国、インドなどの政府は、炭素排出量削減とクリーンエネルギーへの移行のため、水素インフラと技術への投資を増やし、政策、インセンティブ、補助金を通じて水素技術の利用を奨励しています。特に日本は水素ステーションや水素輸送利用などのインフラ開発を主導し、中国は水素生産と貯蔵ソリューションの強化に注力しています。再生可能エネルギー源を補完するエネルギー貯蔵ソリューションの需要増大により、水素は長期エネルギー貯蔵の有望な解決策として期待されています。
米国は北米市場の91.20%を占め、持続可能なエネルギーへの注力により水素エネルギー貯蔵の利用が加速しています。2025年にはEV、再生可能エネルギー、送電網投資などのエネルギー技術に3380億ドルの資金が承認され、再生可能エネルギー源の増加に伴い、効率的なエネルギー貯蔵システムの需要が高まっています。水素エネルギー貯蔵は、ピーク時に過剰なエネルギーを貯蔵し、需要が高いときに放出することで、再生可能エネルギーシステムの回復力を高め、温室効果ガス排出量削減とエネルギー自立に貢献する重要な役割を担っています。
アジア太平洋地域におけるエネルギー消費の増加も、水素エネルギー貯蔵導入の主要な推進要因です。例えば、インドでは2023年度に過去30年以上で最高の発電量成長率を記録し、工業化と都市化による電力需要の増加に伴い、エネルギー安全保障が喫緊の課題となっています。水素エネルギー貯蔵は、余剰エネルギーを貯蔵し、需給の不均衡に対処する効率的な手段であり、再生可能エネルギーの潜在力が高い地域がクリーンエネルギーを活用し、化石燃料への依存を減らすことを可能にします。これにより、地域はエネルギーの持続可能性を促進することを目指しています。
水素エネルギー貯蔵は、安定したエネルギー供給と脱炭素化に不可欠な技術として世界的に注目されている。
欧州では、2030年までに温室効果ガス排出量を55%削減する目標達成のため、再生可能エネルギーの余剰電力貯蔵手段として水素貯蔵が重要視される。これにより、石油燃料依存を減らし、持続可能で信頼性の高いエネルギーシステムが構築される。
ラテンアメリカでは、2023年から2028年にかけて165GW以上の再生可能エネルギー容量が追加され、特にブラジル、チリ、メキシコ、アルゼンチンがその大半を占める。豊富な天然資源とクリーンエネルギーへの移行推進を背景に、水素貯蔵は変動性の高い再生可能エネルギーの統合を支え、安定供給を確保する上で不可欠なツールとなっている。
中東・アフリカ地域では、電気自動車（EV）における燃料電池としての水素利用増加が水素貯蔵の採用を促進。UAEでは2024年時点で約8,000台のEVが登録されており、この地域はエネルギーミックスの多様化と化石燃料依存の低減を目指し、クリーンな交通手段への移行を支援する上で水素貯蔵技術が不可欠と見なされている。
世界の水素エネルギー貯蔵市場では、主要企業が事業拡大と技術向上に向けた戦略的活動を活発に行っている。圧縮ガス、液体水素、材料ベースの貯蔵システムなど、効率向上とコスト削減を目指したソリューションの開発・改良が進む。政府、研究機関、業界リーダーとの連携を通じて、燃料電池技術や水素充填ステーションなどのイノベーションとインフラ整備が加速。輸送や産業用途からの需要増に対応するため、水素製造・貯蔵能力の拡大にも大規模な投資が行われ、水素は持続可能なエネルギー移行の中心的な要素として位置づけられると予測される。
最近の動向として、2025年4月にはEnergy Vaultが超長期ハイブリッド型グリーン水素エネルギー貯蔵マイクログリッド向けに2,800万ドルの資金を確保。アジア開発銀行はジョージア初のエネルギー貯蔵施設設立とグリーン水素開発を通じた水素貯蔵探求のため1億400万ドルの融資を承認した。Energy VaultはインドのSPML Infraと30GWh以上のバッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）のライセンス・製造に関する10年契約を締結し、水素貯蔵の統合も計画。2025年1月には、EQUANSとINOCELが高性能水素エネルギー貯蔵・生成ソリューションの開発で提携し、港湾、スマートグリッド、データセンターなどの分野で、炭素フリー水素燃料電池を活用した負荷分散や電力網のバランス調整、再生可能エネルギー貯蔵を可能にする。
本レポートは、2019年から2033年までの水素エネルギー貯蔵市場に関する包括的な定量分析を提供し、市場の推進要因、課題、機会、地域別・国別の市場動向、競争環境を詳細に分析する。製品タイプ、技術、用途、エンドユーザーなどのセグメントを網羅し、主要企業のプロファイルも含まれる。ステークホルダーは、ポーターのファイブフォース分析を通じて市場の魅力度や競争レベルを評価し、市場の全体像を把握できる。
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 世界の水素エネルギー貯蔵市場
5.1 市場概要
5.2 市場実績
5.3 COVID-19の影響
5.4 市場予測
6 製品タイプ別市場内訳
6.1 液体
6.1.1 市場トレンド
6.1.2 市場予測
6.2 固体
6.2.1 市場トレンド
6.2.2 市場予測
6.3 気体
6.3.1 市場トレンド
6.3.2 市場予測
7 技術別市場内訳
7.1 圧縮
7.1.1 市場トレンド
7.1.2 市場予測
7.2 液化
7.2.1 市場トレンド
7.2.2 市場予測
7.3 材料ベース
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 定置型電力
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
9 エンドユーザー別市場内訳
9.1 産業用
9.1.1 市場トレンド
9.1.2 市場予測
9.2 商業用
9.2.1 市場トレンド
9.2.2 市場予測
10 地域別市場内訳
10.1 北米
10.1.1 米国
10.1.1.1 市場トレンド
10.1.1.2 市場予測
10.1.2 カナダ
10.1.2.1 市場トレンド
10.1.2.2 市場予測
10.2 アジア太平洋
10.2.1 中国
10.2.1.1 市場トレンド
10.2.1.2 市場予測
10.2.2 日本
10.2.2.1 市場トレンド
10.2.2.2 市場予測
10.2.3 インド
10.2.3.1 市場トレンド
10.2.3.2 市場予測
10.2.4 韓国
10.2.4.1 市場トレンド
10.2.4.2 市場予測
10.2.5 オーストラリア
10.2.5.1 市場トレンド
10.2.5.2 市場予測
10.2.6 インドネシア
10.2.6.1 市場トレンド
10.2.6.2 市場予測
10.2.7 その他
10.2.7.1 市場トレンド
10.2.7.2 市場予測
10.3 欧州
10.3.1 ドイツ
10.3.1.1 市場トレンド
10.3.1.2 市場予測
10.3.2 フランス
10.3.2.1 市場トレンド
10.3.2.2 市場予測
10.3.3 英国
10.3.3.1 市場トレンド
10.3.3.2 市場予測
10.3.4 イタリア
10.3.4.1 市場トレンド
10.3.4.2 市場予測
10.3.5 スペイン
10.3.5.1 市場トレンド
10.3.5.2 市場予測
10.3.6 ロシア
10.3.6.1 市場トレンド
10.3.6.2 市場予測
10.3.7 その他
10.3.7.1 市場トレンド
10.3.7.2 市場予測
10.4 ラテンアメリカ
10.4.1 ブラジル
10.4.1.1 市場トレンド
10.4.1.2 市場予測
10.4.2 メキシコ
10.4.2.1 市場トレンド
10.4.2.2 市場予測
10.4.3 その他
10.4.3.1 市場トレンド
10.4.3.2 市場予測
10.5 中東およびアフリカ
10.5.1 市場トレンド
10.5.2 国別市場内訳
10.5.3 市場予測
11 SWOT分析
11.1 概要
11.2 強み
11.3 弱み
11.4 機会
11.5 脅威
12 バリューチェーン分析
13 ポーターの5フォース分析
13.1 概要
13.2 買い手の交渉力
13.3 供給者の交渉力
13.4 競争の程度
13.5 新規参入の脅威
13.6 代替品の脅威
14 価格分析
15 競争環境
15.1 市場構造
15.2 主要プレーヤー
15.3 主要プレーヤーのプロファイル
15.3.1 エア・リキード
15.3.1.1 会社概要
15.3.1.2 製品ポートフォリオ
15.3.2 エア・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社
15.3.2.1 会社概要
15.3.2.2 製品ポートフォリオ
15.3.3 チャート・インダストリーズ
15.3.3.1 会社概要
15.3.3.2 製品ポートフォリオ
15.3.3.3 財務状況
15.3.4 エンジー
15.3.4.1 会社概要
15.3.4.2 製品ポートフォリオ
15.3.4.3 財務状況
15.3.4.4 SWOT分析
15.3.5 グラビトリシティ
15.3.5.1 会社概要
15.3.5.2 製品ポートフォリオ
15.3.5.3 財務状況
15.3.5.4 SWOT分析
15.3.6 ヘキサゴン・ピュラス
15.3.6.1 会社概要
15.3.6.2 製品ポートフォリオ
15.3.6.3 財務状況
15.3.7 ITMパワーplc
15.3.7.1 会社概要
15.3.7.2 製品ポートフォリオ
15.3.7.3 財務状況
15.3.7.4 SWOT分析
15.3.8 リンデPLC
15.3.8.1 会社概要
15.3.8.2 製品ポートフォリオ
15.3.9 マクファイ・エナジーS.A.
15.3.9.1 会社概要
15.3.9.2 製品ポートフォリオ
15.3.9.3 財務状況
15.3.10 プラグ・パワー社
15.3.10.1 会社概要
15.3.10.2 製品ポートフォリオ
15.3.10.3 財務状況
15.3.11 プラグマ・インダストリーズ
15.3.11.1 会社概要
15.3.11.2 製品ポートフォリオ
15.3.12 スチールヘッド・コンポジット社
15.3.12.1 会社概要
15.3.12.2 製品ポートフォリオ
15.3.12.3 財務状況
15.3.12.4 SWOT分析
図のリスト
図1：世界の水素エネルギー貯蔵市場：主要な推進要因と課題
図2：世界の水素エネルギー貯蔵市場：販売額（10億米ドル）、2019-2024年
図3：世界の水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（10億米ドル）、2025-2033年
図4：世界の水素エネルギー貯蔵市場：製品タイプ別内訳（%）、2024年
図5：世界の水素エネルギー貯蔵市場：技術別内訳（%）、2024年
図6：世界の水素エネルギー貯蔵市場：用途別内訳（%）、2024年
図7：世界の水素エネルギー貯蔵市場：最終用途別内訳（%）、2024年
図8：世界の水素エネルギー貯蔵市場：地域別内訳（%）、2024年
図9：世界の水素エネルギー貯蔵（液体）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図10：世界の水素エネルギー貯蔵（液体）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図11：世界の水素エネルギー貯蔵（固体）市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図12：世界の水素エネルギー貯蔵（固体）市場予測：販売額（百万米ドル）、2025-2033年
図13: 世界: 水素エネルギー貯蔵(ガス)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図14: 世界: 水素エネルギー貯蔵(ガス)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図15: 世界: 水素エネルギー貯蔵(圧縮)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図16: 世界: 水素エネルギー貯蔵(圧縮)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図17: 世界: 水素エネルギー貯蔵(液化)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図18: 世界: 水素エネルギー貯蔵(液化)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図19: 世界: 水素エネルギー貯蔵(材料ベース)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図20: 世界: 水素エネルギー貯蔵(材料ベース)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図21: 世界: 水素エネルギー貯蔵(定置型電力)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図22: 世界: 水素エネルギー貯蔵(定置型電力)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図23: 世界: 水素エネルギー貯蔵(輸送)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図24: 世界: 水素エネルギー貯蔵(輸送)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図25: 世界: 水素エネルギー貯蔵(産業用)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図26: 世界: 水素エネルギー貯蔵(産業用)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図27: 世界: 水素エネルギー貯蔵(商業用)市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図28: 世界: 水素エネルギー貯蔵(商業用)市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図29: 北米: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図30: 北米: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図31: 米国: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図32: 米国: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図33: カナダ: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図34: カナダ: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額(百万米ドル), 2025年～2033年
図35: アジア太平洋: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額(百万米ドル), 2019年および2024年
図36：アジア太平洋：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図37：中国：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図38：中国：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図39：日本：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図40：日本：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図41：インド：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図42：インド：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図43：韓国：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図44：韓国：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図45：オーストラリア：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図46：オーストラリア：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図47：インドネシア：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図48：インドネシア：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図49：その他：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図50：その他：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図51：ヨーロッパ：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図52：ヨーロッパ：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図53：ドイツ：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図54：ドイツ：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図55：フランス：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図56：フランス：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図57：イギリス：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図58：イギリス：水素エネルギー貯蔵市場予測：販売額（百万米ドル）、2025年～2033年
図59：イタリア：水素エネルギー貯蔵市場：販売額（百万米ドル）、2019年および2024年
図60: イタリア: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図61: スペイン: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図62: スペイン: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図63: ロシア: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図64: ロシア: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図65: その他: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図66: その他: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図67: ラテンアメリカ: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図68: ラテンアメリカ: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図69: ブラジル: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図70: ブラジル: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図71: メキシコ: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図72: メキシコ: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図73: その他: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図74: その他: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図75: 中東およびアフリカ: 水素エネルギー貯蔵市場: 販売額 (百万米ドル), 2019年および2024年
図76: 中東およびアフリカ: 水素エネルギー貯蔵市場: 国別内訳 (%), 2024年
図77: 中東およびアフリカ: 水素エネルギー貯蔵市場予測: 販売額 (百万米ドル), 2025-2033年
図78: 世界: 水素エネルギー貯蔵産業: SWOT分析
図79: 世界: 水素エネルギー貯蔵産業: バリューチェーン分析
図80: 世界: 水素エネルギー貯蔵産業: ポーターの5フォース分析
水素エネルギー貯蔵とは、再生可能エネルギーなどから製造された水素を、必要な時に利用できるよう貯蔵する技術全般を指します。電力の安定供給や脱炭素社会の実現に向け、エネルギーキャリアとしての水素の役割が注目されており、その貯蔵技術は極めて重要です。余剰電力を水素に変換し、貯蔵・輸送・利用することで、エネルギーの需給バランスを調整し、再生可能エネルギーの導入拡大を可能にします。
水素貯蔵にはいくつかの種類があります。物理貯蔵では、高圧ガス貯蔵が最も一般的で、70MPaなどの高圧で水素を圧縮し、専用タンクに貯蔵します。燃料電池自動車などで広く採用されています。液化水素貯蔵は、水素を-253℃まで冷却して液体にする方法で、体積あたりの貯蔵密度が高い利点がありますが、冷却コストや蒸発ロスが課題です。水素吸蔵合金貯蔵は、金属が水素を吸蔵・放出する性質を利用し、比較的低圧・常温で安全ですが、貯蔵密度や重量が課題です。化学貯蔵としては、アンモニア（NH3）や有機ハイドライド（LOHC: Liquid Organic Hydrogen Carriers）が注目されます。アンモニアは液化・輸送が容易で、既存インフラ活用も期待されます。LOHCは、有機化合物に水素を結合・脱離させ、常温・常圧で液体として扱えるため、既存石油インフラ活用も視野に入ります。水素と二酸化炭素からメタンを合成し、既存ガスインフラで貯蔵・輸送するPower-to-Gas技術も含まれます。
水素エネルギー貯蔵の用途は多岐にわたります。再生可能エネルギーの変動性を吸収し、電力系統を安定化させるための大規模な電力貯蔵が重要です。これにより、風力発電や太陽光発電の出力変動に対応し、安定した電力供給が可能になります。モビリティ分野では、燃料電池自動車（FCV）や燃料電池バス、鉄道、船舶、航空機などへの燃料供給源として利用されます。産業用途では、製鉄プロセスにおける水素還元製鉄や、化学プラント、セメント製造など、様々な産業分野での脱炭素化に貢献します。家庭用燃料電池（エネファーム）や産業用ボイラーなどでの熱供給源としても利用が進められています。これら全体で、水素の製造から貯蔵、輸送、利用に至る一連の水素サプライチェーンの構築が進められています。
関連技術としては、まず水素を製造するための水電解技術が挙げられます。アルカリ水電解（AEC）、固体高分子形水電解（PEMEC）、固体酸化物形水電解（SOEC）などがあり、再生可能エネルギー由来の「グリーン水素」製造の鍵となります。貯蔵された水素を利用するための燃料電池技術も不可欠で、固体高分子形燃料電池（PEFC）や固体酸化物形燃料電池（SOFC）などが実用化されています。水素の製造技術には、再生可能エネルギー由来のグリーン水素のほか、化石燃料から製造されるグレー水素や、製造時に発生するCO2を回収・貯留するブルー水素などがあります。貯蔵された水素を消費地へ運ぶための水素輸送技術も重要で、パイプライン、液化水素運搬船、水素トレーラーなどが運用されています。また、ブルー水素製造と密接に関連するCO2回収・利用・貯留（CCUS）技術も、水素エネルギーシステム全体の脱炭素化に貢献する重要な技術です。