Stratistics MRC에 따르면 세계의 PEM 전해조 시장은 2025년에 13억 달러로 추정되고, 2032년에는 109억 달러에 이를 전망이며, 예측 기간 중 CAGR은 35.5%를 나타낼 것으로 예측됩니다.
PEM 전해조는 전기 에너지를 이용하여 전해 공정을 수행하고 물을 그 구성 요소인 수소와 산소에 효과적으로 분리하는 장치입니다. 이 시스템은 전해질로서 강력한 고분자막을 사용하여 가스를 차단하면서 양성자를 통과시킵니다. PEM 전해조는 고효율, 고속 응답 시간, 컴팩트한 설계로 신재생 에너지 통합 및 그린 수소 제조에 적합합니다. PEM 전해조의 용도는 수송, 산업 프로세스, 송전망의 밸런싱에 특히 적합합니다.
국제에너지기관(IEA)에 따르면 2023년 말 세계의 전해조 설치 용량은 140만 kW에 달했고, 전년부터 거의 두배로 늘어났습니다. 양성자 교환막(PEM) 전해조는, 이 용량 중 약 30만 kW를 차지했습니다.
증가하는 그린 수소 수요
그린수소 수요는 신재생 에너지원으로의 세계 이행 및 탈탄소화의 강조의 고조에 의해 뒷받침되고 있습니다. 태양이나 바람 등의 신재생 에너지를 이용해 물을 수소와 산소로 분해하는 PEM 전해조는 그린수소 제조에 필수적입니다. 운송, 발전, 화학 산업은 모두 이 깨끗한 수소에 의존하고 있습니다. 그린 수소는 지속 가능한 에너지 전환의 중요한 요소가 되고 있습니다. 이는 수소 인프라에 대한 투자를 가속화하는 정부의 장려 정책과 경제적 인센티브의 결과입니다.
중요 재료의 입수가 곤란
가장 큰 문제 중 하나는 PEM 전해조에 필수적인 재료, 즉 백금과 이리듐의 부족입니다. 이러한 재료는 비싸고 희귀함에도 불구하고 막전극의 구조에 필수적입니다. 이 제약의 결과, PEM 전해조는 제조 비용이 높아져, 소규모의 시장 참가자에게는 이용하기 어려운 것이 되고 있습니다. 이러한 일반적이지 않은 원소에 대한 의존은 공급망의 취약성을 낳고 비용에 민감한 분야에서 PEM 기술의 확장성을 더욱 방해하고 있습니다.
신재생 에너지와의 통합
PEM 전해조는 신재생 에너지원과 결합하여 큰 성장의 가능성을 가져옵니다. PEM 전해조는 태양에너지나 풍력에너지로부터의 잉여 전력을 사용해 그린수소를 제조할 수 있어 송전망을 안정화시키고 이산화탄소 배출량을 줄이는 대처를 지원할 수 있습니다. 게다가 전해조 기술의 향상에 의해, 경비가 삭감되어 효과도 높아지고 있기 때문에, 보다 폭넓은 산업에서의 이용이 가능하게 되고 있습니다. 수소 발전 및 신재생 에너지 발전의 상승 효과에 의해 장기적인 시장 확대가 전망되고 있습니다.
정책 불확실성 및 장기적인 전망 부족
일관성이 없는 규칙과 수소 도입에 대한 성공적인 장기 전략의 부족은 시장 확대를 위협합니다. 많은 정부가 그린 수소 프로젝트에 자금을 제공하지만 일관성 없는 법률 및 미발달 인프라가 그 진전을 방해하고 있습니다. 또한, 알칼리 전해와 같은 다른 기술과의 경쟁이 규칙을 보다 복잡하게 하고, PEM 전해조의 보급을 늦출 가능성이 있습니다.
공급망의 혼란과 프로젝트의 스케줄 지연으로 인해 COVID-19의 대유행은 PEM 전해조 사업에 혼란을 가져왔습니다. 철강, 화학, 석유 정제 등의 주요 수소 소비자는 조업 정지 중의 활동을 축소하고 전해조의 필요성에 영향을 주었습니다. 그러나 이 전염병 유행은 견고한 에너지 네트워크의 필요성도 부각시켜 경기 회복 후 청정 에너지 기술 투자의 부활로 이어졌습니다. 경제가 회복됨에 따라 지속가능한 인프라가 중시되면서 PEM 전해조는 녹색 부흥 전략에 필수적인 역할을 하게 되었습니다.
예측 기간 동안 막 전극 접합체(MEA) 부문이 최대가 될 전망
막 전극 접합체(MEA) 부문은 예측 기간 동안 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 이것은 수소 제조시 전기 화학 공정을 촉진하는 데 중요한 역할을 하기 때문입니다. MEA는 백금과 이리듐과 같은 최첨단 촉매를 통합하고 PEM 시스템의 탁월한 효율성과 내구성을 보장합니다. 수송이나 발전 등의 분야에서 널리 사용되고 있는 사실이, MEA의 중요성을 부각하고 있습니다. 또한, 비용을 낮추면서 MEA의 성능을 향상시키기 위한 연구개발의 계속적인 대처가, 예측 기간 중 채용을 한층 더 뒷받침할 것으로 전망됩니다.
산업용 수소 생성 분야는 예측 기간 중 가장 높은 CAGR이 예상됩니다.
예측 기간 동안 산업용 수소 생산 분야가 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 이 성장률은 화학, 철강, 암모니아 생산 등의 산업으로부터의 수요가 증가하고 있는 것에 기인하고 있습니다. 이들 분야에서는 그린수소가 기존 화석연료를 대체하는 지속가능한 대체연료가 되어 국제적인 탈탄소화 목표를 지원합니다. 청정기술 도입에 대한 정부의 인센티브도 산업계가 그린수소 솔루션으로 전환하는 것을 뒷받침하고 있습니다. 이 패턴은 산업 용도가 시장 성장에 얼마나 중요한지를 강조하고 있습니다.
예측 기간 동안 유럽은 2050년까지 탄소 중립을 목표로 하는 강한 헌신으로 최대 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 이 리더십은 유럽 연합(EU)의 그린 수소 인프라와 신재생 에너지에 대한 대규모 투자로 입증되었습니다. 운송망 및 산업 공정에서 PEM 전해조를 사용하는 노력은 프랑스, 독일 등 국가가 주도하고 있습니다. 게다가 감세나 보조금 등의 장려법이 이 분야에서 시장 확대를 조장하는 분위기를 조성하고 있습니다.
예측 기간 동안 아시아태평양은 신재생 에너지 발전에 대한 투자가 증가하고 발전 및 수송을 포함한 최종 용도 산업 전체에서 그린 수소에 대한 수요가 높아지면서 가장 높은 CAGR을 나타낼 것으로 예측됩니다. 이 확대를 견인하는 것은 관민 파트너십의 도움으로 야심찬 수소 계획을 실행으로 옮기는 중국, 한국, 일본, 인도 등의 나라들입니다. 또한 이 분야에서 연료전지 자동차의 이용 확대가 PEM 전해조 수요를 끌어올리고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global PEM Electrolyzer Market is accounted for $1.3 billion in 2025 and is expected to reach $10.9 billion by 2032, growing at a CAGR of 35.5% during the forecast period. A PEM electrolyzer is a device that utilizes electrical energy to perform the electrolysis process, effectively separating water into its constituent elements, hydrogen and oxygen. The system uses a strong polymer membrane as the electrolyte, allowing protons to pass through while blocking gases. PEM electrolyzers exhibit high efficiency, rapid response times, and a compact design, making them suitable for the integration of renewable energy and the production of green hydrogen. Their applications are particularly relevant in transportation, industrial processes, and grid balancing.
According to the International Energy Agency (IEA), globally installed electrolyzer capacity reached 1.4 GW at the end of 2023, nearly doubling from the previous year. Proton Exchange Membrane (PEM) electrolyzers accounted for approximately 300 MW of this capacity.
Growing demand for green hydrogen
The demand for green hydrogen is being driven by the global move toward renewable energy sources and the growing emphasis on decarbonization. PEM electrolyzers, which use renewable energy sources like sun and wind to split water into hydrogen and oxygen, are essential to the production of green hydrogen. Transportation, power generation, and chemical industries all depend on this clean hydrogen. Green hydrogen is becoming a key component of sustainable energy transitions as a result of encouraging government policies and financial incentives that are speeding up investments in hydrogen infrastructure.
Limited availability of critical materials
One major issue is the lack of essential materials for PEM electrolyzers, namely platinum and iridium. Despite being costly and scarce, these materials are essential for the membrane electrode construction. PEM electrolyzers are more costly to manufacture as a result of this restriction, making them less accessible to smaller market players. The dependence on these uncommon elements creates supply chain vulnerabilities, further hindering PEM technology's scalability in cost-sensitive sectors.
Integration with renewable energy sources
PEM electrolyzers provide a substantial growth potential when combined with renewable energy sources. PEM electrolyzers can produce green hydrogen using extra electricity from solar and wind energy, helping to stabilize the power grid and support efforts to reduce carbon emissions. Furthermore, improvements in electrolyzer technology are lowering expenses and increasing effectiveness, allowing for wider industry usage. Long-term market expansion is anticipated due to the synergy between hydrogen generation and renewable energy.
Policy uncertainty and lack of long-term vision
Inconsistent rules and a lack of a coherent long-term strategy for hydrogen adoption threaten market expansion. Numerous governments are funding green hydrogen projects, but inconsistent laws and underdeveloped infrastructure hinder their advancement. Also, competition from other technologies like alkaline electrolysis makes the rules more complicated and could delay the widespread use of PEM electrolyzers.
Due to supply chain disruptions and project timeline delays, the COVID-19 pandemic caused disruptions in the PEM electrolyzer business. Key hydrogen consumers like steel, chemicals, and oil refining saw a reduction in activities during lockdowns, which affected the need for electrolyzers. But the epidemic also highlighted the necessity of robust energy networks, which led to a resurgence of clean energy technology investments after the recovery. The emphasis on sustainable infrastructure increased as economies recovered, making PEM electrolyzers essential parts of green recovery strategies.
The membrane electrode assembly (MEA) segment is expected to be the largest during the forecast period
The membrane electrode assembly (MEA) segment is expected to account for the largest market share during the forecast period. This is due to its crucial role in facilitating electrochemical processes during hydrogen production. MEAs integrate cutting-edge catalysts like platinum and iridium to guarantee outstanding efficiency and durability in PEM systems. The fact that sectors such as transportation and electricity generation widely use them highlights their relevance. Furthermore, continued R&D efforts to enhance MEA performance while lowering costs will further support their adoption during the projection period.
The hydrogen generation for industrial use segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the hydrogen generation for industrial use segment is predicted to witness the highest growth rate. This growth rate is attributed to the increasing demand from industries such as chemicals, steel, and ammonia production. In these sectors, green hydrogen provides a sustainable substitute for conventional fossil fuels that supports international decarbonization objectives. Government incentives for clean technology adoption are also encouraging industries to switch to green hydrogen solutions. This pattern emphasizes how crucial industrial applications are becoming to market growth.
During the forecast period, the Europe region is expected to hold the largest market share due to its strong commitment to becoming carbon neutral by 2050. This leadership is demonstrated by the European Union's large investments in green hydrogen infrastructure and renewable energy initiatives. Initiatives to use PEM electrolyzers in transportation networks and industrial processes are being led by nations like France and Germany. Additionally, encouraging laws like tax breaks and subsidies fosters an atmosphere that is conducive to market expansion in this area.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR because of increased investments in renewable energy and growing demand for green hydrogen across end-use industries, including power generation and transportation. Leading this expansion are nations like China, South Korea, Japan, and India, which are putting ambitious hydrogen plans into action with the help of public-private partnerships. Furthermore, the growing use of fuel cell cars in this area is driving up demand for PEM electrolyzers.
Key players in the market
Some of the key players in PEM Electrolyzer Market include Plug Power Inc., Nel ASA, Cummins Inc., ITM Power PLC, Hitachi Zosen Corporation, Elogen, Siemens Energy AG, Ningbo Vet Energy Technology Co., Ltd., Ohmium International, Inc., Hystar, H-TEC SYSTEMS GmbH, Bloom Energy Corporation, McPhy Energy S.A., Giner Inc., Areva H2Gen, Thyssenkrupp Nucera, and Proton On-Site.
In January 2025, Plug Power Inc., a global leader in comprehensive hydrogen solutions for the green hydrogen economy, today announced a landmark purchase agreement with Allied Green Ammonia (AGA). This agreement will see Plug supplying an impressive three gigawatts (GW) of electrolyzer capacity to AGA's state-of-the-art green hydrogen-to-ammonia plant, currently under development in Australia. In a significant step towards a clean energy future, AGA will install a 4.5 GW solar plant to power the Plug electrolyzers with zero emission clean electricity. The green hydrogen produced will be used to make green ammonia. With the agreement now signed and sealed, Plug will develop a Basic Engineering and Design Package (BEDP), providing crucial technical details and engineering specifications to attract investors and finalize financing.
In October 2024, Nel's expanded and automated PEM manufacturing facility in Wallingford, Connecticut, was officially opened by Senator Richard Blumenthal. The new facility will have the capacity to produce 10 times as many PEM electrolysers at 30% lower cost than the old factory.
In May 2024, Nel Hydrogen Electrolyser AS, a fully owned subsidiary of Nel ASA has entered into a technology licensing agreement with Reliance Industries Limited (RIL). The agreement provides RIL with an exclusive license for Nel's alkaline electrolysers in India and also allows RIL to manufacture Nel's alkaline electrolysers for captive purposes globally.