Stratistics MRC에 따르면 세계의 재료 기반 수소에너지 저장 시장은 2024년에 18억 2,000만 달러를 차지하며 예측 기간 중 CAGR은 16.2%로 성장하며, 2030년에는 84억 6,000만 달러에 달할 전망입니다.
재료 기반 수소 에너지 저장은 수소를 흡수, 흡착, 화학 결합하는 고체 또는 액체 재료를 사용하여 수소를 저장하는 것입니다. 이 방법은 기존의 가스나 액체를 이용한 수소 저장에 비해 안전성, 효율성, 저장 밀도를 향상시킵니다. 이러한 재료는 제어된 조건에서 가역적인 수소 저장 및 방출을 가능하게 하여 연료전지, 재생에너지 통합 및 운송 용도에 적합합니다.
미국 에너지 정보국(EIA)에 따르면 태양광, 풍력, 수력 이외의 재생 에너지는 향후 2년 동안 에너지 포트폴리오에서 가장 빠르게 성장하는 분야입니다.
탄소 배출 감소에 대한 관심 증가
세계 정부와 산업계는 운송, 발전, 중공업 분야에서 화석연료를 대체할 수 있는 청정 에너지 운반체로서 수소에 투자하고 있습니다. 금속수소화물 및 MOF와 같은 소재 기반 저장 솔루션은 안전하고 효율적인 수소 저장을 가능하게 하여 친환경 에너지로의 전환을 지원합니다. 강화된 배출 규제, 탄소중립 목표, 수소연료전지 기술 채택 확대는 수요를 더욱 가속화하고 기술 혁신을 촉진하여 시장 성장을 가속할 것입니다.
저장 효율과 내구성 문제
재료 기반 수소 에너지 저장의 저장 효율과 내구성 문제는 수소의 흡수 및 탈리 속도, 재료의 열화, 저장 및 방출시 에너지 손실 등의 문제로 인해 발생합니다. 금속수소화물 및 MOF와 같은 일부 재료는 느린 동력학, 제한된 재활용성, 반복적인 사이클에서 용량 감소로 인해 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 비효율성은 장기적인 성능에 영향을 미치고, 유지보수 비용을 증가시키며, 대규모 채택을 제한합니다. 그 결과, 산업계는 투자를 주저하게 되고 시장 성장이 둔화됩니다.
운송 분야에서의 용도 확대
금속수소화물, MOF, 화학 캐리어를 사용하는 재료 기반 저장은 기존의 기체 또는 액체 수소 저장에 비해 높은 에너지 밀도와 안전성을 제공합니다. 정부와 자동차 제조업체들은 수소 모빌리티에 대한 투자를 늘리고 있으며, 이는 시장 확대에 박차를 가하고 있습니다. 운송 부문이 무공해 대안을 추진함에 따라 첨단 저장 재료가 필수적이며, 연구개발, 생산 및 채택이 가속화되면서 재료 기반 수소 에너지 저장 시장의 성장을 가속하고 있습니다.
안전 및 취급에 대한 우려
재료 기반 수소 에너지 저장의 경우 수소 저장 재료의 높은 반응성, 가연성 및 잠재적 불안정성으로 인해 안전 및 취급에 대한 우려가 제기됩니다. 금속수소화물 및 화학적 수소 캐리어와 같은 일부 재료는 특정 온도 및 압력 조건이 필요하며, 누출, 열 폭주 및 위험한 반응의 위험을 초래할 수 있습니다. 이러한 안전 문제는 규제 당국의 감시를 강화하고, 운송 물류를 복잡하게 만들고, 운영 비용을 증가시킵니다.
COVID-19 팬데믹은 공급망 혼란, 프로젝트 지연, R&D 투자 감소로 인해 초기에는 소재 기반 수소 에너지 저장 시장을 혼란에 빠뜨렸습니다. 그러나 팬데믹 이후 각국 정부가 경제 회복을 위해 친환경 에너지에 대한 노력을 우선순위로 삼으면서 시장 성장이 가속화되었습니다. 단기적인 도전은 생산과 배치에 영향을 미쳤지만, 장기적인 추세는 특히 재생에너지 통합, 운송 및 산업 용도에서 재료 기반 수소 저장에 유리하게 작용했습니다.
예측 기간 중 그리드 안정화 분야가 가장 클 것으로 예상됩니다.
그리드 안정화 분야는 예측 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 재료 기반 수소 에너지 저장은 재생에너지의 간헐성을 해결함으로써 그리드 안정화에 중요한 역할을 할 것입니다. 금속수소화물, MOF, 화학적 수소 캐리어와 같은 첨단 소재는 효율적인 수소 저장 및 제어된 방출을 가능하게 하여 피크 수요시 안정적인 에너지 공급을 제공합니다. 이 기술은 전력 변동성의 균형을 맞추고, 그리드의 신뢰성을 높이며, 대규모 재생에너지 통합을 지원합니다.
예측 기간 중 중공업 분야가 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예상됩니다.
예측 기간 중 중공업 분야가 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 재료 기반 수소 에너지 저장은 철강, 시멘트, 화학 등 연속적이고 고에너지 공정이 필요한 중공업의 탈탄소화에 필수적입니다. 금속수소화물, MOF, 화학적 수소 캐리어는 안전하고 고밀도의 수소 저장을 가능하게 하여 산업 운영에 안정적인 연료 공급원을 제공합니다. 이 기술은 화석연료에 대한 의존도를 줄이면서 수소를 이용한 난방, 그린스틸 제조, 암모니아 합성을 지원합니다.
예측 기간 중 정부의 강력한 지원, 청정 에너지 수요 증가, 수소 인프라에 대한 투자 증가로 인해 아시아태평양이 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 일본, 한국, 중국과 같은 국가들은 국가 수소 전략, 보조금, 연구개발 자금으로 시장을 선도하고 있습니다. 일본은 고체 수소 저장의 선구자이며, 중국은 금속수소화물과 화학적 수소 운반체 개발을 추진하고 있습니다. 연료전지 자동차의 보급과 재생에너지의 통합은 수요를 더욱 증가시키고 있습니다.
예측 기간 중 북미는 정부의 구상, 청정 에너지 목표, 수소 인프라에 대한 투자 증가로 인해 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다. 미국과 캐나다는 수소 연구 자금 지원, 세제 혜택, 민관 협력으로 시장 확대를 주도하고 있습니다. 또한 탈탄소화 노력과 기술 혁신 증가는 향후 시장 성장을 가속할 것으로 예상됩니다.
According to Stratistics MRC, the Global Material-based Hydrogen Energy Storage Market is accounted for $1.82 billion in 2024 and is expected to reach $8.46 billion by 2030 growing at a CAGR of 16.2% during the forecast period. Material-based hydrogen energy storage refers to storing hydrogen using solid or liquid materials that absorb, adsorb, or chemically bond with hydrogen. This method enhances safety, efficiency, and storage density compared to conventional gas or liquid hydrogen storage. These materials enable reversible hydrogen storage and release under controlled conditions, making them suitable for fuel cells, renewable energy integration, and transportation applications.
According to the Energy Information Administration (EIA), solar, wind, and other non-hydroelectric renewables would be the fastest growing areas of the energy portfolio for the next two years.
Rising focus on reducing carbon emissions
Governments and industries worldwide are investing in hydrogen as a clean energy carrier to replace fossil fuels in transportation, power generation, and heavy industries. Material-based storage solutions, such as metal hydrides and MOFs, enable safe and efficient hydrogen storage, supporting the transition to green energy. Stricter emission regulations, carbon neutrality goals, and increasing adoption of hydrogen fuel cell technology further accelerate demand, fostering innovation and boosting market growth.
Storage efficiency & durability issues
Storage efficiency and durability issues in material-based hydrogen energy storage arise due to challenges in hydrogen absorption/desorption rates, material degradation, and energy losses during storage and release. Some materials, like metal hydrides and MOFs, suffer from slow kinetics, limited recyclability, and reduced capacity over repeated cycles. These inefficiencies impact long-term performance, increasing maintenance costs and limiting large-scale adoption. As a result, industries hesitate to invest, slowing market growth.
Increasing applications in transportation
Material-based storage, using metal hydrides, MOFs, and chemical carriers, offers higher energy density and safety compared to traditional gaseous or liquid hydrogen storage. Governments and automakers are investing in hydrogen mobility, fueling market expansion. As transportation sectors push for zero-emission alternatives, advanced storage materials become essential, accelerating R&D, production, and adoption, thereby propelling the growth of the material-based hydrogen energy storage market.
Safety & handling concerns
Safety and handling concerns in material-based hydrogen energy storage arise due to the high reactivity, flammability, and potential instability of hydrogen storage materials. Some materials, like metal hydrides and chemical hydrogen carriers, require specific temperature and pressure conditions, posing risks of leaks, thermal runaway, or hazardous reactions. These safety challenges increase regulatory scrutiny, complicate transportation logistics, and raise operational costs, thereby, slowing market adoption.
The covid-19 pandemic initially disrupted the material-based hydrogen energy storage market due to supply chain disruptions, project delays, and reduced investments in R&D. However, post-pandemic recovery accelerated market growth as governments prioritized green energy initiatives for economic recovery. While short-term challenges affected production and deployment, long-term trends favoured material-based hydrogen storage, particularly in renewable energy integration, transportation, and industrial applications.
The grid stabilization segment is expected to be the largest during the forecast period
The grid stabilization segment is expected to account for the largest market share during the forecast period. Material-based hydrogen energy storage plays a crucial role in grid stabilization by addressing renewable energy intermittency. Advanced materials like metal hydrides, MOFs, and chemical hydrogen carriers enable efficient hydrogen storage and controlled release, providing a reliable energy supply during peak demand. This technology helps balance power fluctuations, enhances grid reliability, and supports large-scale renewable energy integration.
The heavy industries segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the heavy industries segment is predicted to witness the highest growth rate. Material-based hydrogen energy storage is crucial for decarbonizing heavy industries like steel, cement, and chemicals, which require continuous, high-energy processes. Metal hydrides, MOFs, and chemical hydrogen carriers enable safe, high-density hydrogen storage, providing a stable fuel source for industrial operations. This technology supports hydrogen-based heating, production of green steel, and ammonia synthesis while reducing reliance on fossil fuels.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share due to strong government support, rising clean energy demand, and increasing investments in hydrogen infrastructure. Countries like Japan, South Korea, and China lead the market with national hydrogen strategies, subsidies, and R&D funding. Japan is pioneering solid-state hydrogen storage, while China is advancing metal hydrides and chemical hydrogen carriers. Growing fuel cell vehicle adoption and renewable energy integration further drive demand.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR driven by increasing government initiatives, clean energy targets, and investments in hydrogen infrastructure. The U.S. and Canada are driving market expansion with funding for hydrogen research, tax incentives, and collaborations between public and private sectors. Further, rising decarbonization efforts and technological innovations will continue to propel market growth.
Key players in the market
Some of the key players in Material-based Hydrogen Energy Storage market include Air Liquide, Linde plc, Air Products and Chemicals, Inc., ENGIE, FuelCell Energy, Inc., ITM Power PLC, GKN Hydrogen, McPhy Energy S.A., Plug Power Inc., Cummins Inc., Chart Industries, Hexagon Purus, Hydrogenious LOHC Technologies, HYGEAR, Cockerill Jingli Hydrogen, Pragma Industries, Uniper and Gravitricity Limited.
In February 2024, Plug Power introduced innovative hydrogen storage tanks and a pioneering mobile liquid hydrogen refueler, significantly enhancing hydrogen storage and distribution capabilities. The newly launched hydrogen storage tanks are designed to efficiently store liquid hydrogen, supporting various applications across the energy and transportation sectors.
In August 2023, Uniper initiated the HyStorage research project at its Bierwang storage facility in Germany. This project aims to assess the feasibility of storing hydrogen in porous rock formations, marking a significant step toward large-scale underground hydrogen storage solutions.