Markt für PEM-Elektrolyseure

Marktdefinition

Der Markt konzentriert sich auf Systeme, die Protonenaustauschmembranen (PEM) nutzen, um Wasserstoff durch Elektrolyse zu erzeugen. Diese Systeme arbeiten unter sauren Bedingungen und verwenden feste Polymerelektrolyte, was einen hohen Wirkungsgrad und schnelle Reaktionszeiten bietet.

PEM-Elektrolyseure werden häufig in Power-to-Gas-Projekten, Wasserstofftankstellen und industriellen Prozessen eingesetzt, die sauberen Wasserstoff erfordern. Durch ihr kompaktes Design und die Möglichkeit zur Integration erneuerbarer Energien eignen sie sich für dezentrale Anwendungen.

Der Bericht bietet eine umfassende Analyse der wichtigsten Treiber, aufkommenden Trends und der Wettbewerbslandschaft, die den Markt im Prognosezeitraum voraussichtlich beeinflussen wird.

Markt für PEM-ElektrolyseureÜberblick

Die globale Marktgröße für PEM-Elektrolyseure wurde im Jahr 2024 auf 5,09 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 5,90 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025 auf 17,38 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16,69 % im Prognosezeitraum entspricht.

Der Markt wird durch Fortschritte in der PEM-Technologie und Kostensenkung angetrieben, die zu einer höheren Effizienz und einer wirtschaftlicheren Rentabilität der Systeme geführt haben. Die zunehmende Integration in Mobilitäts- und Transportanwendungen, insbesondere in Brennstoffzellenfahrzeuge und Wasserstofftankinfrastruktur, beschleunigt die Nachfrage nach PEM-Elektrolyseuren in allen globalen Sektoren für saubere Energie weiter.

Zu den wichtigsten in der PEM-Elektrolyseurbranche tätigen Unternehmen gehören ITM Power plc, Siemens, Nel ASA, Plug Power Inc., Cummins Inc., H-Tec Systems GmbH, Green Hydrogen Systems A/S, Next Hydrogen Solutions Inc., Teledyne Energy Systems, Inc., McPhy Energy S.A., Electric Hydrogen Co., Hystar AS, Ohmium, H3 Dynamics Pte. Ltd. und John Cockerill Group.

Industrien, die Wasserstoff bei der Raffinierung, Ammoniakproduktion und Stahlerzeugung nutzen, wenden sich von fossilbasiertem Wasserstoff ab und treiben den Markt voran. Herkömmliche Wasserstoffproduktionsmethoden verursachen erhebliche CO2-Emissionen.

PEM-Elektrolyseure bieten eine emissionsarme Alternative, indem sie Wasserstoff aus Wasser und Strom erzeugen. Angesichts des weltweiten Drucks auf die Schwerindustrie, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, gewinnen Investitionen in PEM-basierte Infrastruktur für grünen Wasserstoff in Industrie- und Schwellenländern zunehmend an Dynamik.

• Im März 2024 stellte Sungrow Hydrogen einen 300 Nm³/h PEM-Wasserelektrolyseur vor und etablierte damit einen neuen Standard für die stündliche Wasserstoffproduktion pro PEM-Stapel. Sungrow Hydrogen hat sein intelligentes Wasserstoffmanagementsystem auf innovative Weise integriert, um sich an dynamische Bedingungen anzupassen, und demonstriert damit, wie ein flexibles grünes Wasserstoffproduktionssystem, das mit erneuerbarer Energie betrieben wird, „Last mit Quelle“ und „Clustersteuerung“ erreichen kann. Dadurch kann das System unter verschiedenen Szenarien und schwankenden Strombedingungen optimal arbeiten.

Wichtigste Highlights

1. Die Größe der PEM-Elektrolyseur-Industrie wurde im Jahr 2024 auf 5,09 Milliarden US-Dollar geschätzt.
2. Der Markt soll von 2025 bis 2032 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 16,69 % wachsen.
3. Nordamerika hatte im Jahr 2024 einen Marktanteil von 32,19 % bei einer Bewertung von 1,64 Milliarden US-Dollar.
4. Das Segment > 500 kW – 2 MW erzielte im Jahr 2024 einen Umsatz von 2,29 Milliarden US-Dollar.
5. Das Transportsegment wird bis 2032 voraussichtlich 6,34 Milliarden US-Dollar erreichen.
6. Der Markt im asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 17,45 % wachsen.

Markttreiber

„Fortschritte in der PEM-Technologie und Kostensenkung“

Kontinuierliche Verbesserungen der Membranhaltbarkeit, der Katalysatoreffizienz und des Systemdesigns steigern die Leistung von PEM-Elektrolyseuren. Diese Fortschritte tragen zum Wachstum des Marktes für PEM-Elektrolyseure bei, indem sie die Betriebskosten senken und die Lebensdauer verlängern.

Eine verbesserte Stapeleffizienz und modulare Systemdesigns machen PEM-Systeme kommerziell attraktiver. Technologieentwickler konzentrieren sich auf die Reduzierung des Einsatzes seltener Materialien und die Vereinfachung der Wartung, was die Skalierbarkeit verbessert und eine breitere Akzeptanz in allen Branchen fördert.

• Im März 2023 entwickelte Toyota einen PEM-Elektrolyseur, der die Technologie seines Mirai nutztBrennstoffzellenfahrzeug, soll im DENSO-Werk Fukushima umgesetzt werden. Dieser Elektrolyseur, der 8 kg Wasserstoff pro Stunde produziert, soll den lokalen Wasserstoffverbrauch unterstützen und den CO₂-Ausstoß reduzieren. Das Projekt wird von der New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) in Japan gefördert.

Marktherausforderung

„Hohe Kapitalkosten und Infrastrukturbeschränkungen“

Die größten Herausforderungen, die das Wachstum des PEM-Elektrolyseur-Marktes beeinflussen, sind die hohen Kapitalkosten von Elektrolyseursystemen und die begrenzte unterstützende Wasserstoffinfrastruktur. Diese Faktoren machen einen groß angelegten Einsatz in bestimmten Regionen weniger rentabel.

Wichtige Marktteilnehmer konzentrieren sich auf die Ausweitung der Produktion, um die Stückkosten zu senken und die Effizienz der Lieferkette zu verbessern. Mehrere Akteure gehen außerdem Partnerschaften mit Entwicklern erneuerbarer Energien ein, um integrierte Projekte für grünen Wasserstoff aufzubauen.

Darüber hinaus tragen Investitionen in modulare Elektrolyseur-Designs und lokalisierte Produktionszentren dazu bei, die Logistikkosten zu senken und eine schnellere Einführung in Schwellen- und Industriemärkten zu unterstützen.

Markttrend

„Steigende Integration in Mobilitäts- und Transportanwendungen“

Der Markt für PEM-Elektrolyseure wächst aufgrund der Rolle von Wasserstoff beim Antrieb von Bussen, Lastkraftwagen, Zügen und Schiffen. Im Gegensatz zu Batterien ermöglicht Wasserstoff größere Reichweiten und eine schnellere Betankung großer Fahrzeuge.

Unternehmen und Regierungen investieren in Lieferketten für grünen Wasserstoff, um die Dekarbonisierung des Verkehrs zu unterstützen. Dieser Trend schafft Wachstumschancen für PEM-Elektrolyseure, insbesondere in Regionen, die eine Infrastruktur für die Wasserstoffbetankung entwickeln.

• Im Oktober 2024 gab Ohmium International seine Auswahl als Elektrolyseur-Lieferant für das Zero Emission Transportation Network von Lewis County Transit im US-Bundesstaat Washington bekannt. Das Unternehmen wird ein 900-kW-PEM-Elektrolyseursystem an einer neuen Zero-Emission-Transit-Station installieren und bis zu 400 kg grünen Wasserstoff pro Tag produzieren. Dieser Wasserstoff wird die wachsende Flotte wasserstoffbetriebener Busse von Lewis County antreiben, wobei die Produktion vor Ort die Logistik rationalisiert und die Notwendigkeit externer Kraftstofflieferungen überflüssig macht.

Schnappschuss des PEM-Elektrolyseur-Marktberichts

Marktsegmentierung

• Nach Kapazität (≤ 500 kW, > 500 kW – 2 MW und über 2 MW): Das Segment > 500 kW – 2 MW erzielte im Jahr 2024 aufgrund seiner Eignung für die Produktion von grünem Wasserstoff im industriellen Maßstab einen Umsatz von 2,29 Milliarden US-Dollar.
• Nach Anwendung (Stromerzeugung, Transport, Industrieenergie, Industrierohstoffe, Gebäudeheizung und -strom und andere): Das Transportsegment hatte im Jahr 2024 einen Marktanteil von 35,46 %, was auf die steigende Nachfrage nach hochreinem Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen und die schnelle Entwicklung der Wasserstofftankinfrastruktur zur Unterstützung groß angelegter Mobilitätsanwendungen zurückzuführen ist.

Markt für PEM-ElektrolyseureRegionale Analyse

Basierend auf der Region wurde der Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, den Nahen Osten und Afrika sowie Südamerika eingeteilt.

Der Marktanteil von PEM-Elektrolyseuren in Nordamerika lag im Jahr 2024 bei rund 32,19 %, mit einer Bewertung von 1,64 Milliarden US-Dollar. In Nordamerika gibt es große Initiativen für grünen Wasserstoff, die von Energieunternehmen wie NextEra Energy, Air Liquide und Plug Power angeführt werden.

Diese Projekte setzen PEM-Elektrolyseure in Entwicklungen im Gigawatt-Maßstab ein und positionieren die Technologie als zentrale Lösung in ihren Plänen für die Umstellung auf saubere Energie.

• Im Januar 2025 kündigte das US-Energieministerium eine bedingte Kreditgarantie von bis zu 1,66 Milliarden US-Dollar an Plug Power Inc. an.Mit dieser Finanzierung soll der Bau von bis zu sechs Produktionsanlagen für sauberen Wasserstoff in den USA unterstützt werden, wobei die in Rochester, New York, hergestellte PEM-Elektrolyseurtechnologie von Plug Power zum Einsatz kommt. Es wird erwartet, dass die Initiative die Treibhausgasemissionen (THG) in Sektoren wie dem Transportwesen und der Schwerindustrie deutlich reduzieren wird.

Versorgungsunternehmen und Industrien in Nordamerika investieren als Reaktion auf extreme Wetterereignisse und Netzinstabilität in dezentrale Energie. Dieser strategische Einsatz von Wasserstoff zur Netzstabilität führt zu einem größeren Interesse an der PEM-Technologie im gesamten Energiesektor.

Die PEM-Elektrolyseur-Industrie im asiatisch-pazifischen Raum steht vor einem deutlichen Wachstum mit einer robusten jährlichen Wachstumsrate von 17,45 % im Prognosezeitraum. Der asiatisch-pazifische Raum entwickelt sich zu einer Drehscheibe fürgrünes Ammoniakund Methanolproduktion, wobei große Projekte die Integration von PEM-Elektrolyseuren für Wasserstoff als Ausgangsmaterial umfassen. Die Nachfrage nach sauberem Wasserstoff in diesem Segment schafft großvolumige Möglichkeiten für den Einsatz von PEM-Elektrolyseuren, insbesondere in küstennahen Industriegebieten.

• Auf der COP29 im November 2024 kündigte Pupuk Indonesia das GAIA-Projekt an, die weltweit erste hybride grüne Ammoniak-Produktionsanlage mit Sitz in Lhokseumawe, Aceh.Die Anlage integriert erneuerbaren Wasserstoff, der durch Wasserelektrolyse erzeugt wird, mit herkömmlichen Methoden zur Ammoniakproduktion. Grüner Wasserstoff wird von PT PLN geliefert und das Projekt ist eine Zusammenarbeit mit der japanischen Toyo Engineering Corporation und der ITOCHU Corporation.

Darüber hinaus gibt es in der Region mehrere große Parks für erneuerbare Energien, die sich ideal für die Kombination mit PEM-Elektrolyseuren eignen. Diese Anlagen bieten eine stabile Stromversorgung und große Landflächen und unterstützen die Wasserstoffproduktion im kommerziellen Maßstab.

Die gemeinsame Ansiedlung von PEM-Systemen mit Solar- und Windkraftanlagen steigert die Effizienz und macht die Wasserstofferzeugung kostengünstiger, was die Expansion des regionalen Marktes unterstützt.

Regulatorische Rahmenbedingungen

• Die USAregelt die Entwicklung von PEM-Elektrolyseuren gemäß Abschnitt 45V des Inflation Reduction Act und bietet Produktionssteuergutschriften von bis zu 3 USD/kg für emissionsarmen Wasserstoff.
• Großbritannienklassifiziert die Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse gemäß den Environmental Permitting (England and Wales) Regulations 2016. Anlagen müssen vor dem Betrieb Genehmigungen einholen und Emissions- und Sicherheitsstandards einhalten.
• ChinasDer von der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission veröffentlichte Entwicklungsplan für die Wasserstoffindustrie (2021–2035) legt den Schwerpunkt auf die Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Quellen und enthält klare Einsatzziele für PEM-Elektrolyseure. Es fördert den Ausbau der Infrastruktur, insbesondere von Wasserstofftankstellen, und fördert die heimische Produktion.

Wettbewerbslandschaft

Marktteilnehmer verfolgen zunehmend Strategien wie den Ausbau von Produktionsanlagen, um ihre Präsenz zu stärken und der wachsenden Nachfrage in der PEM-Elektrolyseur-Branche gerecht zu werden. Die Einrichtung fortschrittlicher Fertigungszentren kann Unternehmen dabei helfen, ihre Produktion zu steigern, die betriebliche Effizienz zu steigern und regionale Wasserstoffinitiativen zu unterstützen.

Diese Erweiterung ermöglicht es ihnen, größere Mengen an PEM-Elektrolyseuren anzubieten und so der steigenden Nachfrage nach sauberem Wasserstoff gerecht zu werden. Diese Bemühungen stehen im Einklang mit den Zielen der Branche, Kosten zu senken, die Integration erneuerbarer Energien zu fördern und zu einer nachhaltigen Energiewende weltweit beizutragen.

• Im Juli 2024 weihte Ohmium International eine hochmoderne Gigafabrik in Doddaballapura, in der Nähe von Bengaluru, Indien, ein und markierte damit einen bedeutenden Fortschritt in der Produktion von grünem Wasserstoff. Diese 14.000 Quadratmeter große Anlage ist für die Herstellung von PEM-Elektrolyseuren mit einer Leistung von 2 Gigawatt (GW) pro Jahr ausgelegt. Die Kapazität soll auf 4 GW erweitert werden.

Liste der wichtigsten Unternehmen im PEM-Elektrolyseur-Markt:

• ITM Power plc
• Siemens
• Nel ASA
• Plug Power Inc.
• Cummins Inc.
• H-Tec Systems GmbH
• Green Hydrogen Systems A/S
• Next Hydrogen Solutions Inc.
• Teledyne Energy Systems, Inc.
• McPhy Energy S.A.
• Electric Hydrogen Co.
• Hystar AS
• Ohmium
• H3 Dynamics Pte. Ltd.
• John Cockerill-Gruppe

Aktuelle Entwicklungen (Erweiterungen/Vereinbarungen/Produkteinführungen)

• Im März 2025, Nel Hydrogen US, eine Tochtergesellschaft des norwegischen Unternehmens Nel, erhielt einen Kaufauftrag für einen 2,5 MW-Container-PEM-Elektrolyseur. Diese Einheit ist für das Aberdeen Hydrogen Hub-Projekt in Schottland vorgesehen und zielt darauf ab, die Bemühungen der Region um grüne Wasserstoffproduktion und Dekarbonisierung zu unterstützen.
• Im März 2025Bosch gab den Produktionsstart für PEM-Elektrolyseur-Komponenten bekannt und stellte zwei neue Hybrion-PEM-Elektrolyse-Stacks mit einer Systemleistung von 2,5 MW vor. Die in Bamberg gefertigten Komponenten sind Teil der Strategie von Bosch, sein Wasserstofftechnologie-Portfolio zu erweitern. Der Verkauf beginnt im April und die Bestellungen belaufen sich bereits auf rund 100 MW.
• Im Oktober 2024Amoy Island Hydrogen Technology (Aihytech) stellte auf der 8. Internationalen Ausstellung für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie und -produkte in China (Foshan) einen bahnbrechenden PEM-Elektrolyseur mit niedrigem Iridiumgehalt und einer Single-Stack-Wasserstoffproduktionskapazität von 500 Nm³/h vor. Dieser Fortschritt übertrifft den bisherigen 200-Nm³/h-Benchmark deutlich und trägt der Knappheit und den Kosten von Iridium Rechnung und verbessert gleichzeitig die Skalierbarkeit für die Produktion von grünem Wasserstoff im großen Maßstab.