世界のDC配電ネットワーク市場規模は、2023年に171億7,000万米ドルと評価されました。予測期間（2024～2032年）中に7.5％のCAGRで成長し、2032年までに341億4,000万米ドルに達すると推定されています。再生可能エネルギーは、環境への影響が無視できることから、最近人気が高まっています。再生可能エネルギーでは、ピーク時のエネルギー需要を満たすためにバッテリーエネルギーシステムが必須です。このバッテリーはDC電流を使用して充電され、効率的な電流分配のために世界のDC配電ネットワーク市場を牽引しています。
DC 配電網は、照明などの小規模な用途向けに最初に提案され、1883 年にトーマス エジソンによって特許を取得しました。DC 技術はそれほど進歩していないため、AC 配電網の方が効率が良く、長距離の電力伝送に適していることから、AC 配電網が使用されています。しかし、1960 年代に半導体産業が出現したことで、パワー エレクトロニクス コンバータ (PEC) が導入され、AC 配電網と比較して DC 配電網の性能、効率、サイズ、コストを改善できるようになりました。
DC 配電ネットワークには、AC 配電に比べて、効率と信頼性の向上、電力損失の低減、過渡安定性の向上、再生可能エネルギーとエネルギー貯蔵システムのより簡単な統合、コストの削減など、数多くの利点があります。さらに、DC 配電ネットワークは、データ センター、通信部門、住宅部門、電気自動車、航空機、EV 充電装置など、幅広い用途で使用されているため、重要性が高まっています。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2023 |
| 研究期間 | 2020-2032 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 7.5% |
| 市場規模 | |
| 急成長市場 | 北米 |
| 最大市場 | ヨーロッパ |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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過去 10 年間、再生可能エネルギー源の設置容量と発電量は世界的に一貫して増加傾向にあります。太陽光や風力など、断続的で変動する再生可能エネルギー源によって生成されるエネルギーを貯蔵することは、ピーク消費期間の需要を満たすために不可欠です。したがって、再生可能エネルギーの取り組みにおいて、最新のエネルギー貯蔵システム (ESS)の導入はますます重要になっています。
バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）は、揚水式水力貯蔵の地理的制約、広大な土地占有面積、およびコストの低下により、再生可能エネルギー源から生成されたエネルギーを貯蔵するための一般的なシステムになりつつあります。DC配電システムは、バッテリーがDCを使用して充電されるため、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源によって生成された低電圧DC電力を配電するのに最適です。同様に、太陽光発電（PV）パネルやBESSなどの再生可能エネルギー源をDC配電システムに直接またはパワーエレクトロニクスコンバータ（PEC）を介して接続すると便利です。また、効率が高く、市場の成長を促進します。
DC 配電網には、無効電力フローがないこと、周波数調整、AC 配電網よりも電力変換段階が少ないことなど、一連の独自の特性があります。さらに、住宅規模では、DG と負荷が互いに近くに配置されているため、送電電力損失が大幅に最小限に抑えられます。DC 配電システムは、電力品質率が向上し、効率と信頼性が向上します。必要な電力変換段階、銅線、床面積が少ないため、設置コストが低くなります。
DC 配電は、無効電力と表皮効果が本質的にないため、非効率的な高調波フィルターやその他の形式の電力品質調整ハードウェアを回避できます。また、AC 配電システムと比較して、電力と熱の放散が少なくなり、振動と騒音が軽減されるため、運用コストとインフラストラクチャ コストも削減されます。このような技術的要因により、DC 配電システムは運用効率が高く、低コストで優れた電力品質を提供します。その結果、DC 配電システムの需要は予測期間中に着実に増加すると予測されます。
運用効率が高く、部品コストが低いにもかかわらず、DC 配電システムに関する主な懸念は、DC マイクログリッドの運用上の安全性です。DC 配電システムに関連する 2 つの主な懸念は、感電のリスクと、電気火災につながる可能性のある機器の損傷からの保護です。AC 電流回路を遮断するのは DC 回路を遮断するよりもはるかに簡単なので、故障が発生した場合の DC 配電システムのリスクは高くなります。このような技術的な欠点により、予測期間中、特に発展途上国および後進国において、世界の DC 配電市場の成長が抑制されると予想されます。
市場の主要企業は、製品の発売、合併、買収など、市場での存在感を高め、市場の成長の機会を創出するためにいくつかの取り組みを行っています。たとえば、2021年10月、VPTは50ボルトDC-DCコンバーターのSVLFL、SVLHF、SVLTR、およびSVLSAシリーズの発売を発表しました。新しいシリーズのDC-DCは、総電離線量（TID）パフォーマンスと、最大60kradまでの強化された低線量率感度（ELDRS）を特徴としています。このDC-DCコンバーターシリーズは、軍事用温度範囲全体（-55°C〜+ 125°C）で電力ディレーティングなしで動作できるため、低軌道（LEO）、中軌道（MEO）、静止軌道（GEO）、深宇宙ミッション、および打ち上げロケットプログラムでの使用に適しています。
さらに、シュナイダーエレクトリックは2021年1月、アクティブAC/DCマイクログリッド、DC電力変換、包括的なDCソリューションを専門とするオランダに拠点を置くDC Systems BVを買収しました。同社は、マイクログリッド向けのハイブリッドAC/DC配電システムの開発をリードしていました。同社は、100％DC電化の建物を開発した最初の組織の1つでした。さらに、同社はヨーロッパの300kmを超える公共道路照明にDC電気ソリューションを提供しました。同社は、ヨーロッパの商業ビル向けのDC電気ソリューションも提供しています。
世界の DC 配電ネットワーク市場は、エンドユーザー別にセグメント化されています。
エンドユーザーに基づいて、世界の DC 配電ネットワーク市場は、遠隔地のセルタワー、商業ビル、軍事用途、データセンター、EV 急速充電システムなどに分かれています。
DC配電網市場は、遠隔地のセルタワーにおける無停電電源の需要が急増したことにより、近年著しい成長を遂げています。遠隔地のセルタワーでは、従来のディーゼル発電機ベースの電源バックアップシステムをバッテリーベースの電源バックアップシステムに置き換えるケースが増えています。これにより、これらの電源バックアップシステムを管理するために使用されるバッテリーシステムに対する需要が世界的に急増しています。世界の通信部門は、加入者数の増加と5Gサービスの普及率の高さにより急速に成長しています。さらに、二次電池は通信タワーで使用され、そのほとんどは電力変動の大きい遠隔地にあります。ディーゼル発電機は二次電池の代替品です。しかし、ディーゼル価格の規制不足と二酸化炭素排出量により、通信部門ではディーゼル発電機の使用が減少しています。さらに、ディーゼルのコストは通信タワーの運用コストの30％に相当します。そのため、企業はいくつかのサイトで再生可能エネルギーと組み合わせた高効率二次電池を活用しており、それにはDC配電網の存在が必要です。
低電圧 DC (LVDC) 配電網は、一般に商業ビルに実装されます。商業ビルの LVDC 配電網は、ユニポーラとバイポーラの 2 つの基本的な実装で作成できます。ユニポーラ システムには、エネルギーが伝送される 1 つの電圧レベルがあります。すべての商業ビルはこの 1 つの電圧レベルに接続されています。2020 年 9 月、米国エネルギー省は、DC 電力市場を評価し、住宅および商業ビルの DC 配電網の機会と技術的および分析的なギャップを理解し、計画分析および設計チームにこれらの負荷の機能について通知するために、約 180 万ドルを投資しました。チームは、電気システム設計者とエネルギー コンサルタントに情報を提供できるさまざまな施設を使用して、機器の特性評価とモデル検証を実行する可能性があります。このような投資により、予測期間中に DC 配電網の需要が増加する可能性があります。
AC配電システムは、世界中のデータセンターで主に利用されています。しかし、データセンターのDC配電ネットワークへの関心が高まっています。ComcastやVerizonなどの大手通信会社は、すでにDC電源でデータセンターを運営しています。ABBによると、2020年1月時点で、DCデータセンターの世界的な設置ベースは10MWと推定されており、セクター全体のほんの一部にすぎません。DC配電ネットワークは、データセンターに適した独自の特性のために利用されています。DC配電グリッドの主な利点の1つは、ACからDCへの電力変換が不要なことです。ABBの推定によると、AC配電グリッドを使用する一般的なデータセンターでは、電力のほぼ半分が電力変換と配電の形で失われるか、これらの損失とIT機器自体によって放出される熱を管理するために使用されます。ラック密度の増加により冷却が大きな課題となり、エネルギー効率が低下します。これらすべての要因が市場の成長を促進します。
ヨーロッパが世界市場を支配
地域に基づいて、世界の DC 配電ネットワーク市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、南米、中東およびアフリカに分かれています。
ヨーロッパは、世界のDC配電網市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。政府の支援政策、競争力のある市場価格、クリーンエネルギー源への急速な移行などの要因が、ヨーロッパのDC配電網市場にプラスの影響を与えると予想されています。たとえば、英国政府は、2050年までに気候変動への寄与を完全に終わらせることを目指しており、低炭素技術革新に40億ドル以上を投資しています。このような投資は、市場の成長を後押しする可能性があります。さらに、ヨーロッパは世界最大の再生可能エネルギー市場の1つであり、2021年には世界の再生可能エネルギー総設置容量の約21％を占めています。この地域の再生可能エネルギー総設置容量の約28.7％は太陽光発電でした。ヨーロッパは、再生可能エネルギーの導入量が多く、分散型発電とエネルギー貯蔵への移行が進んでいるため、DC配電網の最大の市場の1つになるとも予想されています。
北米は高度に工業化された経済であり、一人当たりの電力消費量と需要は世界最高です。北米は世界でも最大級の再生可能エネルギー設備容量を誇り、特に太陽エネルギーを誇っています。分散型太陽光発電（PV）は、今後5年間で風力と水力の合計を上回る年間容量を再生可能エネルギー源に提供すると予測されています。太陽光発電のコストは、世界規模で2010年から2021年の間に80％以上低下し、同じ期間に北米でも同様の傾向が見られました。さらに、米国では、有利な政策とさまざまな容量目標の達成への重点の高まりにより、継続的な技術コストの低下と成長が見られ、住宅および商業消費者の間で太陽光発電の導入が進むと予想されます。したがって、太陽光発電パネルや関連システムの価格低下などの要因により、この地域では太陽光発電システムの導入が急増しています。太陽光発電は直流で電気を生成するため、太陽光発電による直流を交流に変換する必要がなくなり、この地域の直流配電網市場にとって大きなチャンスになると期待されています。
アジア太平洋地域では、主に同地域の電力需要の増加とそれに伴う電気インフラの必要性により、DC配電網の需要が高まると予想されています。中国やインドなどのアジア太平洋諸国は、温室効果ガスの最大の排出国の一つです。環境汚染は世界で最も差し迫った問題の一つです。そのため、アジア太平洋地域全体の政府機関は、再生可能エネルギー源への研究開発費を増やすことで、炭素排出量を徐々に削減するための多くの戦略を開始しました。アジア太平洋地域の太陽光発電設備容量は、2015年の96.2GWから2021年には501.6GWに増加しました。太陽エネルギーの採用が急速に増加したのは、この地域での継続的な研究開発の取り組みと生産活動の拡大によって促進された太陽エネルギー機器のコスト低下によるものです。
南米地域は、太陽光、風力、地熱、グリーン水素、水力などの再生可能エネルギー発電の大きな可能性を秘めています。2020年、南米諸国は共同で、2030年までに電力の70%を再生可能エネルギー源から生産するという目標を設定したと発表しました。再生可能エネルギーへの重点の移行により、DC配電ネットワークの需要が増加し、この地域の複数の分散型エネルギー源からのエネルギー需要と供給のバランスが取れるようになると予想されます。
中東およびアフリカでは、近年、エネルギー市場は原油価格の下落から再生可能エネルギー価格の急落へと大きく変化しています。こうした変化に支えられ、この地域の石油主導の経済は経済多様化政策を拡大してきました。経済多様化戦略と気候変動対策は、他のエネルギー源の成長も後押ししています (太陽光技術が大きなシェアを占めています)。このシナリオでは、予測期間中に配電網の必要性が高まるため、DC 配電網の成長が加速すると予想されます。
