データセンター発電機市場 サイズと展望 2022-2030

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市場動向

データセンター発電機市場の推進要因

効果的なパワーセンターの必要性の高まり

データ センターは、ミッション クリティカルなデータを保存、処理、配布するために使用されるネットワーク化されたコンピューターとストレージ アプリケーションで構成されています。組織がビジネス データの管理を拡大し、自動化するにつれて、世界中のさまざまな地域に複数のデータ センターが設立されています。ただし、効果的な電力管理は、データ センター オペレーターにとって大きな障害となっています。データ センターは、コンピューター、サーバー、ネットワーク機器に電力を供給するために大量の電力を使用します。また、冷却装置に電力を供給するためにも電力を供給します。データ センターは、約 20 ℃ の温度を維持する必要があります。停電は、データ センター施設全体の運用を中断させるだけでなく、冷却装置のパフォーマンスにも影響を与える可能性があります。したがって、データ センターは、停電時にバックアップ電力を供給するために発電機に大きく依存しています。その結果、データ センター発電機の需要が増加し、市場拡大を促進しています。

多くの企業がクラウド コンピューティングを採用して、業務の拡張性、効率性、適応性を向上させながら、同時に運用コストを削減しています。クラウド コンピューティングを採用し、Web ホスティング、コロケーション、クラウド サービスに依存して業務を遂行する企業が増えるにつれて、世界中でメガ データ センターが構築されています。クラウド コンピューティングでは大量のデータを管理しますが、かなりの計算能力も必要です。メガ データ センターが停電時に必要な計算能力を継続的に提供するには、無停電電源が最も重要です。そのため、データ センター オペレーターは、データ センターに効率的で無停電の電力供給を確保するために、データ センター ジェネレーター市場に積極的に投資しています。

ライジングアドバンスト発電システム

データセンターの電力密度が上昇するにつれて、バックアップ電源システムの重要性が高まっています。発電機は燃料で駆動し、既存の電源や蓄電された電源がなくても機能します。その結果、主電源が失われた場合に効率的な二次電源として機能し、コンピューター、サーバー、ネットワーク機器、冷却システムなど、データセンターのすべてのシステムに電力を供給できます。したがって、発電機は燃料がある限り、データセンターへの継続的な電力供給を保証できます。ただし、従来の発電機システムには信頼性とパフォーマンスの問題があります。従来の発電機は、サブシステムの問題により、起動に失敗したか、十分な電力を供給できないことがあります。稼働時間は燃料レベルの低下の影響を受けやすい一方で、予想外に高い電力負荷がかかると頻繁に故障します。ただし、ディーゼル、天然ガス、液化石油ガス、ガソリンなどの燃料で動作するスタンバイ発電機システムなどの発電機システムの進歩により、データセンター向けのエネルギー効率の高い発電機システムが導入され、予測期間中にデータセンター発電機市場の成長機会が生まれると予想されています。

最も普及しているのは、天然ガスまたはディーゼルを動力源とするスタンバイ ジェネレータ システムです。ジェネレータ システムは通常、非常用ジェネレータ、自動切換スイッチ (ATS)、および管理システムで構成されます。上の図は出力分布を示しています。ATS は、ユーティリティとスタンバイ ジェネレータの 2 つの電源から電力を供給されますが、ユーティリティが優先電源です。停電時には、ATS は自動的にバックアップ ジェネレータに切り替わり、データ センターが中断なく電力を供給され続けるようにします。

データセンター発電機市場の抑制要因

燃料電池発電ソリューションの出現

データセンター施設で使用される燃料駆動型発電機は、亜酸化窒素、二酸化炭素、粒子状物質、その他の有害な排気ガスを大気中に放出します。したがって、データセンターは、このような発電機を設置する際に、さまざまな環境持続可能性規制に準拠する必要があります。さらに、発電機を設置するには、十分なスペースと大きなオンサイト燃料タンクが必要です。さらに、発電機を正しく動作させるには、専用の UPS が必要です。上記の要因により、データセンターの運営者は、燃料駆動型発電機の代替技術を評価しています。

さらに、燃料電池やリチウムイオン電池などのバッテリー技術の統合により、燃料電池電力システムが登場し、市場の成長を阻害すると予想されています。クリーンでスケーラブルで信頼性の高い燃料電池は、データセンターがエネルギーニーズと環境持続可能性の目標を満たす手段を提供します。燃料源に応じて、燃料電池は排出量が少ないかゼロであるため、データセンターの環境と気候への影響を軽減できます。さらに、燃料電池システムは、優れたデータセンター機器を加熱して適切な気候条件を維持し、サーバーのパフォーマンスを最大化し、全体的な効率を向上させることができます。燃料電池電力システムは、大型のバックアップ発電機の必要性を排除し、データセンターの排出量を削減しますが、これらのシステムにはいくつかの欠点があります。燃料電池電力システムは、発電機よりもキロワット時 (kWh) あたりのコストが高くなります。

さらに、燃料電池システムは、政府の補助金がなければ経済的に実現できません。また、燃料電池発電システムは設計が複雑で、一定の電力負荷が必要です。このため、燃料電池システムよりも設置が簡単で複雑さが少ない発電機の需要が高まり続けています。

データセンタージェネレーターの主要市場機会

より効率的な天然ガス発電ソリューションへの移行

データセンター施設で停電が発生すると、データや生産性の損失に加え、高額なコストが発生する可能性があります。世界中で自然災害や異常気象の頻度と深刻度が高まっているため、効率的なシステム バックアップのためにデータセンター施設で信頼性の高い発電機の需要が高まっています。発電機の稼働には、ディーゼル、天然ガス、液化石油ガス、ガソリンが使用されます。データセンターで使用される発電機の市場では、天然ガス発電機が最も大きな拡張機会を提供します。これらの発電機は、高い効率性と信頼性、ガス排出量の削減、およびデータセンター施設が未使用の発電機を収益化する機会を提供します。

さらに、天然ガス発電機は、データセンターの温室効果ガス排出に関する厳格な政府規制に準拠しています。さらに、天然ガス発電機は優れた効率性と出力電力性能を発揮します。先進地域では、天然ガスグリッドの信頼性が高いため、他のタイプの発電機に伴う稼働時間の制限や燃料補給のリスクがありません。天然ガス発電機は、データセンターの排出量を削減できます。天然ガス発電機は、ディーゼル発電機と比較して、NOx排出量を80～90％、CO2排出量を最大25％削減できます。さらに、ディーゼル発電機とガソリン発電機の比較的高い価格と、変化する政府の政策と規制により、天然ガス発電機システムの需要が刺激されると予想されます。

分析

世界のデータセンター発電機市場は、製品タイプ、容量、および階層標準によって分類されています。

タイプに基づいて、世界のデータセンター発電機市場はディーゼルとガスに分類されます。

ディーゼル発電機はデータセンターにスタンバイ電源を供給する信頼性が高く効率的な装置であるため、ディーゼルセグメントはデータセンター発電機市場を支配しています。ディーゼル発電機は、起動時間が速く、出力が高いため、データセンターの停電時にも継続して動作できるため、危機的な状況でも強力なパフォーマンスを発揮するため選ばれています。したがって、データの保存と処理の需要の増加に伴い、市場は成長しています。逆に、ディーゼル発電機の燃料効率の向上と排出量の削減に関する改善により、データセンターでのこれらのバックアップ発電機の採用が引き続き促進されています。市場は、環境規制と代替エネルギー源への関心の高まりによっても脅かされており、これらはいつでもデータセンター発電機市場におけるディーゼルセグメントの将来の動向を左右する可能性があります。

ガス発電機は、従来のディーゼル発電機に比べて排出量が少ないため、データセンターで非常に好まれています。そのため、最近重視されている持続可能性と環境規制に非常に適しています。さらに、信頼性の高いバックアップ電源を提供するため、停電時にも継続して稼働できます。これは、高い稼働時間と信頼性を求めるデータセンターで高い需要があります。さらに、ガス発電機は、時間の経過とともに運用コストを削減し、燃料効率を高めるのに役立ちます。最近の技術の進歩により、環境に対する責任とパフォーマンスのバランスを取ろうとしている現代のデータセンターにとって実行可能なオプションとして、そのパフォーマンスがさらに向上しています。したがって、データセンター業界でのグリーン電力ソリューションの需要が高まるにつれて、ガス発電機のシェアは大幅に増加すると予想されます。

容量に基づいて、世界のデータセンター発電機市場は、<1MW、1MW-2MW、>2MWに分類されます。

データセンター発電機市場の 1 MW 未満の容量セグメントは、その特殊な用途と重要性の高まりから、関連性があります。このカテゴリの発電機は通常、大規模な発電機ほどの電力を必要としない小規模なデータセンター、支社、またはエッジ コンピューティング施設に電力を供給します。これらのユニットは、停電時に運用が中断したりデータが失われたりしないように、信頼性の高いバックアップ電源を提供します。データセンターが分散アーキテクチャとエッジ コンピューティングソリューションに移行するにつれて、1 MW 未満の発電機の需要が高まっています。このような小規模または分散型データセンター環境では、運用上の要求を効率的にサポートするローカルでスケーラブルな電力ソリューションの必要性によって、この需要の増加が推進されています。このセグメントは、ディーゼル、ガス、ハイブリッド システムに至るまで、さまざまな発電機の種類が特徴です。

データセンター発電機の 1MW-2MW セグメントは、中規模データセンターの重要なニーズに応える重要な分野であり、十分な電力バックアップと信頼性が求められています。この容量範囲は、中規模から大規模の運用を扱うデータセンターでより重要であり、運用時の電力出力と効率の最適なバランスを確保します。このセグメントの発電機は停電中でも稼働し、中断のない運用を保証してデータの整合性を保護します。このデバイスは、燃料オプションの柔軟性と、既存のデータセンター インフラストラクチャと統合できる高度な制御システムを提供します。データセンターの信頼性とエネルギー効率の向上に対する需要が高まる中、1MW-2MW セグメントはこれらのニーズを満たすのに大いに役立ち、持続可能でコスト効率の高い今日のトレンドを満たします。

2 MW を超える容量のセグメントが注目を集めており、データ センター ジェネレータ市場でかなりの割合を占めています。この容量範囲のジェネレータは、かなりの電力出力を提供するように設計されているため、高いレベルのエネルギー信頼性と冗長性を必要とする大規模データ センターのニーズに対応しています。これらの高容量ジェネレータは、大規模な施設でデータの整合性と運用の継続性に不可欠な、停電に対する継続的な運用とバックアップを確実にするためのものです。データの保存と処理の需要が高まるにつれて、2 MW を超えるジェネレータの需要は、特にクラウド コンピューティング、通信、大規模なエンタープライズ IT 環境などの業界で当然中心的役割を果たします。データ センターは拡大と進化を続けており、これらの高容量ジェネレータの市場は、技術開発と信頼性の高いバックアップ電源ソリューションに対する意識の高まりとともに成長し続けると予想されています。

ティア標準に基づいて、世界のデータセンター発電機市場は、ティア 1、ティア 2、ティア 3、およびティア 4 に分類されます。

ティア 1 は、データ センター ジェネレーター市場におけるデータ センター インフラストラクチャーの最低基準と見なされています。また、基本的で安価であるとも認識されています。ティア 1 データ センターは通常、単一の非冗長電源を使用して設計されます。つまり、電力と冷却に単一のパスを使用します。このタイプのインフラストラクチャーは、非常に重要なデータを処理せず、したがって数分または数時間のアップタイムの損失を許容できる小規模な企業または組織に適しています。ジェネレーターについては、ほとんどのティア 1 データ センターは標準のジェネレーターを使用します。これらは停電時に電力を供給しますが、上位ティアの展開にある冗長性および信頼性機能の多くを欠いています。これらのジェネレーターは、電源の損失が動作の損失につながる場合に重要ですが、上位レベルのデータ センターで使用されるものと同じレベルの運用継続性およびフォールト トレランスを提供しません。

ティア 2 データ センターはティア 1 に比べて信頼性が高いと言われていますが、ティア 3 やティア 4 の施設ほど堅牢ではありません。ティア 2 データ センターは通常、電源と冷却に冗長性がありますが、電源と冷却に複数のパスがない場合があり、全体的な稼働時間に影響します。ティア 2 データ センターの発電機は、停電発生時にセンターの運用を実行するために確実にバックアップ電源を提供する必要がありますが、一般的に、システムは冗長性が低く、フォールト トレランスも低く設計されています。ティア 2 データ センターでは、発電機の需要は、より優れた電力信頼性とコスト効率の必要性と、運用の回復力と投資の考慮事項のバランスによって推進されます。これらの発電機は、サービスの継続性とダウンタウンの可能性の削減に不可欠ですが、インフラストラクチャに対する要求は、上位のデータ センター ティアに比べてはるかに低くなります。

ティア 3 は、ダウンタウンを最小限に抑え、信頼性を高めながら、コストと冗長性のバランスの取れた方法論を提供することに重点を置いて設計されたデータ センターで構成されています。ティア 3 データ センターは、重要なコンポーネントとシステムを複製することで、計画されたメンテナンスが行われている間も継続的に稼働できるという特徴があります。ティア 3 データ センターの設計には、独立して保守可能な複数の電源および冷却パスが含まれます。単一のコンポーネント障害によって運用が中断されることはありません。このようなシステムには、冗長化された発電機、UPS システム、および冷却ユニットが備わり、これらすべてが連携して、単一のコンポーネント障害が発生した場合でも継続的な運用とシステムの復元力を実現します。したがって、ティア 3 は、強力なインフラストラクチャ ニーズを持ちながら、最高レベルのデータ センター標準に関連する膨大なコストを負担していない企業を対象としています。

ティア 4 ジェネレーターは、あらゆるデータ センター ジェネレーター市場において、可能な限り最高の信頼性とパフォーマンス基準を明示します。ティア 4 ジェネレーターに追加された冗長性とフォールト トレランスのレイヤーにより、複数のコンポーネントに障害が発生した場合でも、電力を失うことなく動作を継続するための最大限の耐性が提供されます。ティア 4 ジェネレーターには、複数の電源、大規模なバックアップ システム、徹底したメンテナンス手順があり、99.995% の稼働率を保証します。このティアは、ミッション クリティカルなアプリケーションや高可用性環境など、最高レベルの信頼性を必要とするデータ センターに必要です。あらゆる種類の停止が運用と財務に影響を与える、増大するデジタルおよびクラウド コンピューティングのニーズに対応する堅牢で回復力のあるデータ インフラストラクチャーの需要が高まっており、ティア 4 ジェネレーターの市場需要が促進されます。

地域分析

世界のデータセンター市場は、主に北米、ヨーロッパ、アジア太平洋の 3 つの地域に分かれています。

北米市場は、予測期間中に 6.0% の CAGR で世界のデータ センター市場を支配しています。この地域は、多数のサービス プロバイダー、OEM、大規模な顧客ベースが特徴です。Cummins、Inc.、Caterpillar Inc.、Generac Holdings Inc. などの企業がこの地域に拠点を置いており、その支配的な市場シェアに大きく貢献しています。ただし、アジア太平洋地域がかなりの割合を占めると予想されています。中国やインドなどの発展途上国の市場リーダーによる投資が、この地域の市場を牽引すると予想されます。

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データセンター発電機市場のトップ競合他社

1. Caterpillar Inc.
2. Cummins Inc.
3. KOHLER (SDMO)
4. Atlas Copco
5. Langley Holdings plc
6. Euro-Diesel
7. Generac Power System Inc.
8. Power Systems AG (MTU On-Site Energy)
9. Himoinsa 

最近の動向

• 2020年2月、日機装極低温工業はタッキシオ株式会社と協力し、APAC地域における日機装の存在感を高めました。
• 2019 年 7 月、 アトラスコプコはブルックスの半導体極低温事業を買収し、世界中での売上を増やし、莫大な収益を獲得しました。
• 2019 年 4 月、エリオット グループは荏原インターナショナルとの合併と買収を完了し、カスタム設計された極低温ポンプで世界的に事業範囲を拡大しました。