コージェネレーション機器市場 サイズと展望 2025-2033

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コージェネレーション機器市場の成長要因

エネルギーコストの上昇

エネルギーコストが上昇し、市場の不安定さが増す中、コージェネレーション機器は、オンサイト発電および熱エネルギー生産のための費用対効果の高いソリューションです。発電と同時に廃熱を回収し、暖房や冷房に利用するコージェネレーションシステムは、企業や公共機関が系統電力への依存度を低減し、総エネルギーコストを削減することで、競争力と財務実績を向上させるのに役立ちます。米国環境保護庁（EPA）によると、コージェネレーションシステムは、従来の発電技術の35～40%に対して、65～90%の総合エネルギー効率を達成できます。この効率向上は、ユーザーにとって大幅なコスト削減につながります。米国エネルギー効率経済評議会（ACEEE）の調査によると、産業用コージェネレーションシステムは、系統電力と購入熱と比較して、エネルギー費用を20～40%削減できます。

さらに、コージェネレーションプロジェクトは魅力的な投資収益率をもたらす可能性があります。 2023年6月、イタリア、ポーランド、イギリスの商業用電力価格は1キロワット時あたり0.40米ドルを超え、世界で最も高い水準となりました。アイルランドの家庭用電力価格も世界で最も高く、1キロワット時あたり約0.52米ドルでした。一方、イギリスは1キロワット時あたり0.44米ドルでした。国際エネルギー機関（IEA）のケーススタディによると、欧州のコジェネレーションプラントの投資回収期間は、システム規模、燃料費、エネルギー節約額に応じて2年から7年の範囲であることが明らかになりました。

同様に、米国の熱電併給連合（CoVAP）が実施した調査では、商業用および産業用のコジェネレーションプロジェクトの投資回収期間は3年から5年であることが多く、長期的なコスト削減を目指す企業にとって魅力的な投資となっていることが明らかになりました。その結果、大幅なコスト削減と短期投資回収の可能性を秘めたコージェネレーションシステムは、様々な業界や分野のエンドユーザーにとって、エネルギーコストの上昇の影響を相殺し、長期的な財務実績を向上させる魅力的な代替手段となります。

市場の制約

初期投資コストの高さ

コージェネレーション機器の普及を阻む主な要因の一つは、設置と試運転に必要な多額の初期費用です。コージェネレーションシステムには、原動機（ガスタービンまたはエンジン）、発電機、熱回収装置、制御システムの調達など、多額のインフラコストがかかります。これらの初期費用は、一部のエンドユーザー、特に中小企業や資本予算が限られている組織にとっては高額すぎる場合があり、市場への導入を制限しています。

例えば、コージェネレーションシステムの典型的なコストは、ブランド、効率、設置方法によって異なります。例えば、Inoplex 50 kW発電機は72,000米ドル、Inoplex 67 kW発電機は97,000米ドルです。設置費用を含むユニット全体のコストは、15,000米ドルから20,000米ドルです。

さらに、コージェネレーションプロジェクトの投資回収期間（エネルギー効率の向上によるコスト削減が初期投資費用を回収するのにかかる期間）は、システム効率、燃料価格、電力料金、インセンティブによって異なります。米国エネルギー省（DOE）の調査によると、コージェネレーションプロジェクトの投資回収期間は通常3年から7年ですが、理想的な条件下では、プロジェクトによっては大幅に短い投資回収期間となる場合もあります。しかし、一部のコージェネレーションプロジェクトは回収期間が長いため、特に投資期間が短い、あるいは資金面で制約が厳しい投資家にとっては敬遠される可能性があります。

市場機会

分散型エネルギー発電

分散型エネルギー発電と分散型エネルギー資源（DER）へのトレンドは、コージェネレーション設備にとって魅力的な可能性を生み出しています。コージェネレーションシステムは、オンサイトでの発電と熱エネルギー生産を可能にし、系統停止に対する回復力、信頼性、そして安全性を実現します。企業や地域社会がエネルギー安全保障の向上、集中型電力網への依存度の低減、そしてより回復力の高いエネルギーシステムへの移行を目指す中で、コージェネレーションは、地域におけるエネルギーの発電と消費のための拡張性と費用対効果の高い代替手段となります。

さらに、2023年には、太陽光、風力、水力、バイオマス、地熱などの再生可能エネルギー源が、米国の総発電量の22%、つまり8,740億kWhを占めました。再生可能エネルギーへのこうした傾向の高まりは、分散型発電システムの需要を高める可能性があります。米国エネルギー省（DOE）の報告書によると、コージェネレーションシステムは、系統停電時や緊急時に系統から独立して稼働できるオンサイト発電機能を提供することで、エネルギーのレジリエンス（回復力）を向上させます。ブラックスタートやアイランディングなどのバックアップ機能を備えたコージェネレーション施設は、系統電力が利用できない場合でも重要な負荷に電力を供給し続けることができるため、事業継続性を維持し、エンドユーザーへの混乱を軽減できます。

さらに、コージェネレーションシステムを系統に追加することで、集中型の発電・送電設備への負担が軽減され、系統の安定性と信頼性が向上します。発電を分散化し、コージェネレーションなどの分散型エネルギー資源（DER）を活用することで、電力会社は系統運用の改善、需給バランスの確保、電圧変動や系統混雑の軽減を実現できます。研究によると、コージェネレーションなどの分散型発電技術は、系統のレジリエンスを向上させ、停電の可能性と期間を最小限に抑えることができるため、電力会社とエンドユーザーの双方にメリットをもたらします。

容量に関する洞察

このセグメントには、大規模な工業団地、大都市圏、または公益事業規模の事業のエネルギー需要を満たすことができる大規模なコージェネレーション施設が含まれます。この容量範囲のコージェネレーションプラントは広範な発電能力を備えており、産業施設、地域冷暖房ネットワーク、公益事業系統など、様々な最終顧客に電力と熱エネルギーを供給することができます。これらの大規模コージェネレーションシステムは、規模の経済性、運用効率、そして系統支援サービスを提供しており、これらはすべて、地域および国レベルでのエネルギー安全保障、系統安定性、そして環境持続可能性の向上に貢献します。

この容量範囲のコージェネレーションシステムは、中規模の工業施設、大規模商業施設、そして複数の建物からなるキャンパスのエネルギー需要に対応できます。これらのシステムは小規模設備よりも高い発電能力を備えているため、単一の施設内または相互接続された多数のサイトにおける電力および熱エネルギー需要をより包括的にカバーすることができます。この容量範囲のコージェネレーション施設は、エネルギーの信頼性、回復力、コスト削減を向上させるため、エネルギー利用の最適化と運用コストの削減を目指す中規模企業にとって魅力的なソリューションとなります。

燃料に関する洞察

天然ガスは、広く入手可能で低コスト、そして石炭よりもクリーンな燃焼であることから、コージェネレーションシステムで最も人気のある燃料源の一つです。天然ガス焚きコージェネレーションプラントは、ガスタービン、レシプロエンジン、またはコンバインドサイクルシステムを用いて天然ガスの化学エネルギーを電気に変換し、廃熱を回収して熱利用します。天然ガスコージェネレーションは、高い効率、迅速な起動、そして変化するエネルギー需要に対応する柔軟性により、信頼性が高く費用対効果の高いオンサイト発電と熱エネルギー出力を必要とする商業、産業、そして公益事業規模のアプリケーションにおいて、人気の高い代替手段となっています。

バイオマスベースのコージェネレーションシステムは、木材、農業廃棄物、都市固形廃棄物、特定のエネルギー作物などの有機燃料源を用いて電力と熱を生成します。燃焼、ガス化、嫌気性消化プロセスにより、バイオマス原料はバイオガス、合成ガス、または蒸気に変換され、発電と熱エネルギーの回収に使用されます。バイオマスが持続可能な方法で調達されれば、再生可能エネルギーの生産、廃棄物の削減、そしてカーボンニュートラルの実現が期待されます。バイオマスベースのコジェネレーションは、再生可能エネルギーの導入促進、温室効果ガス排出量の削減、そして農業地域における農村開発の促進に不可欠です。しかし、バイオマスコジェネレーションの潜在能力を最大限に引き出すには、燃料の入手可能性、輸送、そして環境の持続可能性といった問題を解決する必要があります。

テクノロジーインサイト

蒸気タービンベースのコジェネレーションシステムは、蒸気タービンを用いて蒸気の熱エネルギーを機械エネルギーに変換し、発電機を駆動して発電を行います。これらのシステムでは、多くの場合、ボイラーまたは排熱回収ボイラー（HRSG）を用いて、燃料源（天然ガス、バイオマス、廃熱など）または産業活動から蒸気を生成します。蒸気タービンコージェネレーションは、高い効率、信頼性、そして多様な燃料源を利用できることから、大規模な産業施設、発電所、地域暖房システムに最適です。

コンバインドサイクルガスタービンコージェネレーションシステムは、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせることで、エネルギー効率と出力を向上させます。CCGTシステムでは、ガスタービンの排熱を回収して蒸気を生成し、これを蒸気タービンで膨張させて追加の電力を生成します。CCGTコージェネレーションは、単独のガスタービンシステムよりも総合的な効率が高く、大規模発電アプリケーション、公益事業規模のプロジェクト、そして産業または自治体の顧客にサービスを提供する熱電併給発電（CHP）プラントにとって現実的な代替手段となります。

オフィスビル、小売センター、ホテル、学校、病院、その他の商業施設は、商業部門に属する非産業施設の例です。商業部門では、コージェネレーションシステムはこれらの建物のエネルギー、暖房、冷房のニーズを効率的に満たすために使用されます。例えば、大規模なオフィスビルに設置されたコージェネレーションシステムは、吸収式冷凍機やヒートポンプを用いて廃熱を回収し、暖房や冷房に利用しながら、電力需要を満たすための自家発電を行うことができます。商業部門におけるコージェネレーションは、エネルギーコストの削減、信頼性、環境持続可能性といった利点があり、運用コストと二酸化炭素排出量の削減を目指す企業にとって魅力的な代替手段となっています。

住宅部門は、戸建て住宅、アパート、マンション、集合住宅などの住宅と住宅建物で構成されています。商業・産業用途ほど普及していませんが、コージェネレーションシステムは住宅環境においても利用され、戸建て住宅や集合住宅に熱電併給（CHP）ソリューションを提供することができます。住宅用コージェネレーションシステムは通常、マイクロタービンやレシプロエンジンなどの小型原動機を用いて、暖房、給湯、その他の家庭用途に必要な電力と熱エネルギーを生成します。従来の電力網から供給される電気・暖房ソリューションと比較して、これらのシステムは家庭のエネルギーコストを節約し、エネルギー自立を促進し、環境への影響を低減します。

地域分析

ヨーロッパは、世界のコジェネレーション機器市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に9.3%の年平均成長率（CAGR）で成長すると予測されています。ロシアやドイツなどの国では天然ガスが広く利用できることから、ヨーロッパは予測期間を通じて最も高い成長率を達成すると予想されています。都市部では、スペースと費用の制約、そして厳しい環境規制により、予測期間中にこの機器の需要が増加すると予測されています。ヨーロッパは電力・エネルギー生産能力が非常に高いにもかかわらず、一部の国が世界の電力輸入の大部分を占めています。代替エネルギー源を用いて発電を行っているにもかかわらず、天然ガスは依然としてこの地域の主要なエネルギー供給源となっています。

さらに、経済協力開発機構（OECD）を含む様々な政府機関が、各国における自然エネルギーの利用を促進するためのインセンティブを提供しています。英国やドイツなどの国では、コジェネレーション機器の設置を促進するために、多くの税制優遇措置や還付措置を実施しています。この地域には、これらの機器を大量に発注できる資金力を持つ主要企業や産業が数多く存在します。しかし、この地域は成熟経済であるため、予測期間中は緩やかな成長が見込まれています。

北米：成長地域

北米は、予測期間中に8.9%の年平均成長率（CAGR）を示すことが見込まれています。北米は世界有数の電力生産国であり、消費国でもあります。米国は、この地域における主要な電力消費国であり、生産国でもあります。米国エネルギー情報局（EIA）は、米国のエネルギー需要が2022年の過去最高の4兆480億kWhから2023年には4兆100億kWhに減少すると予測しています。これは、2023年の経済成長の鈍化と天候の穏やかさによるものです。EIAは、経済成長の加速に伴い、2024年には需要が4兆670億kWhに増加すると予測しています。米国エネルギー情報局によると、2050年末までにエネルギー消費量は6TWhを超えると予想されています。これは、産業部門における電力需要の増加に起因しています。

さらに、厳しい冬季気象により暖房需要が増加し、マイクロコージェネレーション（CHP）の開発が促進され、コージェネレーション設備の需要が高まりました。技術の進歩と商業スペースの拡大による電力需要の急増はHVAC（暖房・空調）の需要を押し上げ、北米のコージェネレーション設備市場の成長に貢献しています。

アジア太平洋地域は、急速な人口増加と高いエネルギー需要により、大きな成長の可能性を秘めています。急速な都市化と産業の成長は、電力需要の増加だけでなく、環境にも深刻な影響を与えています。深刻化する環境悪化に対抗するため、政府や民間企業はグリーンエネルギーへの投資を進めており、これがコージェネレーション設備市場の成長を牽引しています。

さらに、中国は再生可能エネルギー設備の設置において世界をリードしており、2023年上半期には風力発電で世界全体の成長の91%、太陽光発電で43%を占めています。世界の電力消費量に占める中国の割合は、2015年の4分の1から2025年には3分の1に増加すると予測されています。今後3年間で、中国、インド、東南アジアの3か国で世界の電力需要の増加の70%以上を占めると予想されています。

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コージェネレーション機器市場のトップ競合他社

1. American DG Energy Inc.
2. Turner Crane Allied Equipments Inc.
3. Caterpillar Inc.
4. GE Energy
5. Mitsubishi Heavy Industries Ltd.
6. Baxi Group
7. Siemens AG
8. Rolls Royce PLC
9. Alstorm Power
10. Cidea Uno Inc.
11. Almeg Controls
12. Perry Process Equipment Ltd.
13. US Green Energy Ltd.
14. Solar Turbines Inc.

最近の開発状況

• 2024年1月 - Tecogenがコージェネレーションシステム向けに自己学習型インテリジェント制御を発表しました。
• 2024年1月 - CaterpillarがMicrosoftデータセンターのバックアップ電源として水素燃料電池技術の実現可能性を実証しました。
• 2024年3月 - GE VernovaのグローバルEPCサミットは、ドバイに業界関係者を集め、協力と安全基準の共有を促進しました。