DC配電網市場 サイズと展望 2025-2033

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直流配電網市場の成長要因

バッテリーエネルギー貯蔵と分散型再生可能エネルギー発電の導入拡大

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着実に増加傾向にあります。太陽光や風力といった間欠性が高く変動の大きい再生可能エネルギー源によって発電されたエネルギーの貯蔵は、ピーク時の需要を満たすために不可欠です。そのため、再生可能エネルギーへ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、揚水発電の地理的制約、広大な敷地面積、そしてコスト低下により、再生可能エネルギー源から生産されたエネルギーの貯蔵手段としてますます普及しつつあります。 DC配電システムは、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源で発電された低電圧DC電力を配電するのに最適です。バッテリーはDCで充電されるためです。同様に、太陽光発電（PV）パネルや蓄電池（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）を介して接続することも容易です。また、高効率であることも市場の成長を牽引しています。

AC配電システムよりも高い運用効率と電力品質

DC配電網には、無効電力潮流がないこと、周波数調整機能があること、AC配電網よりも電力変換段数が少ないことなど、独自の特性があります。さらに、住宅規模では、DGと負荷が互いに近接して設置されるため、送電損失が大幅に最小限に抑えられます。DC配電システムは、電力品質率の向上に加え、高い効率と信頼性を実現します。電力変換段数、銅線使用量、設置面積が少ないため、設置コストが低くなります。

DC配電は、無効電力や表皮効果がないため、非効率な高調波フィルタやその他の電力品質調整ハードウェアを必要としません。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、振動や騒音も少ないため、運用コストとインフラコストも削減できます。こうした技術的要因により、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、着実に増加すると予測されています。

制約要因

高電圧DC配電システムに関する安全性の懸念

高い運用効率と低い部品コストにもかかわらず、DC配電システムに関する最大の懸念は、DCマイクログリッドの運用安全性です。DC配電システムに関連する2つの主要な懸念は、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電流回路の遮断はDC回路の遮断よりもはるかに容易であるため、DC配電システムは故障時のリスクが高くなります。こうした技術的な欠陥は、予測期間中、特に発展途上国および後発開発途上国において、世界のDC配電市場の成長を抑制すると予想されます。

主要な市場機会

主要プレーヤーによる戦略的取り組み

市場の主要プレーヤーは、製品の発売、合併、買収など、市場でのプレゼンスを高め、市場成長の機会を創出するための様々な取り組みを行っています。

• 例えば、2021年10月、VPTは50V DC-DCコンバータのSVLFL、SVLHF、SVLTR、SVLSAシリーズの発売を発表しました。この新シリーズのDC-DCは、総電離線量（TID）性能と、最大60kradまでの低線量率感度（ELDRS）の向上を特徴としています。 DC-DCコンバータシリーズは、電力ディレーティングなしで軍用温度範囲（-55℃～+125℃）全体で動作するため、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、および包括的な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おり、100% DC電化の建物を開発した最初の企業の1つです。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。また、ヨーロッパの商業ビル向けにもDC電気ソリューションを提供しています。

エンドユーザーインサイト

世界のDC配電網市場は、遠隔地の携帯電話基地局、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配電網市場は近年、遠隔地の携帯電話基地局への無停電電源供給の需要の高まりにより、大幅な成長を遂げています。遠隔地の携帯電話基地局では、従来のディーゼル発電機をベースとした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動きが加速しています。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バッテリーシステムへの需要が世界的に急増しています。世界の通信セクターは、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、通信基地局では二次電池が使用されており、その多くは電力変動の大きい遠隔地に設置されています。ディーゼル発電機は二次電池の代替として利用されています。しかし、ディーゼル価格の規制緩和と二酸化炭素排出量の増加により、通信セクターにおけるディーゼル発電機の使用は減少しています。さらに、ディーゼル燃料のコストは通信塔の運用コストの30%を占めています。そのため、企業は複数の拠点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、そのためには直流配電網の設置が不可欠です。

電圧インサイト

低電圧直流（LVDC）配電網は、一般的に商業ビルに導入されています。商業ビル向けのLVDC配電網は、単極と双極の2つの基本的な実装方法があります。単極システムでは、エネルギーが伝送される電圧レベルは1つです。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約180万米ドルを投資し、直流電力市場の評価、住宅および商業ビルにおける直流配電網の機会と技術・分析上のギャップの把握、そして計画分析・設計チームにこれらの負荷の能力に関する情報提供を行いました。

チームは、電気システム設計者やエネルギーコンサルタントに情報を提供できる様々な設備を用いて、機器の特性評価とモデル検証を行う予定です。こうした投資は、予測期間中にDC配電網の需要を増加させる可能性があります。世界中のデータセンターでは、主にAC配電システムが利用されています。

しかしながら、データセンターにおけるDC配電網への関心は高まっています。ComcastやVerizonといった大手通信会社は、既にDC電源でデータセンターを運用しています。ABBによると、2020年1月時点で、世界のDCデータセンターの設置容量は10MWと推定されており、これは業界全体のごく一部に過ぎません。DC配電網は、その独自の特性からデータセンターに適しています。DC配電網の主な利点の一つは、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配電網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、これらの損失やIT機器自体から発生する熱を管理するために使用されています。ラック密度の増加に伴い、冷却は大きな課題となり、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牽引しています。

地域別インサイト

ヨーロッパ：主要地域

ヨーロッパは、世界の直流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といった要因が、ヨーロッパの直流配電網市場にプラスの影響を与えると予想されます。

• 例えば、英国政府は2050年までに気候変動への貢献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40億米ドル以上を投資しています。こうした投資は市場の成長を後押しすると予想されます。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一つであり、2021年には世界の再生可能エネルギー総設置容量の約21%を占めました。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、分散型発電およびエネルギー貯蔵への移行が進んでいることから、直流配電網の最大の市場の一つになると予想されています。

最も急速に成長している地域：北米

北米は高度に工業化された経済圏であり、一人当たりの電力消費量と需要は世界で最も高くなっています。北米は、特に太陽光発電において、再生可能エネルギーの設置容量が世界最大級です。分散型太陽光発電（PV）は、今後5年間で、風力発電と水力発電を合わせたよりも多くの年間発電容量を再生可能エネルギー源に供給すると予測されています。太陽光発電のコストは、2010年から2021年の間に世界規模で80%以上低下しており、北米でも同様の傾向が同時期に見られました。

さらに、米国では、政策優遇措置と様々な容量目標達成への注力の高まりにより、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における太陽光発電の導入拡大に寄与すると予想されます。そのため、太陽光発電パネルや関連システムの価格低下といった要因が、この地域における太陽光発電システムの導入を急増させています。太陽光発電は直流で発電するため、直流を交流に変換する必要がないため、この地域の直流配電網市場に大きなビジネスチャンスをもたらすと期待されています。

アジア太平洋地域では、主に電力需要の増加とそれに伴う電力インフラの必要性から、直流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深刻な問題の一つです。そのため、アジア太平洋地域の政府機関は、再生可能エネルギー源への研究開発費を増やすことで、炭素排出量を段階的に削減するための様々な戦略を開始しています。アジア太平洋地域における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。太陽光発電の急速な普及は、太陽光発電設備のコスト低下によるもので、継続的な研究開発活動と生産活動の拡大によって、このコスト低下が後押しされています。

南米地域は、太陽光、風力、地熱、グリーン水素、水力といった再生可能エネルギーによる発電に大きな潜在性を有しています。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掲げました。再生可能エネルギーへの重点シフトにより、直流配電網の需要が増加し、地域における複数の分散型エネルギー源からのエネルギー需給バランスが取れると予想されます。

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。こうした変化を背景に、この地域の石油依存型経済は経済多様化政策を強化してきました。経済多様化戦略と気候変動対策は、他のエネルギー源（太陽光発電技術が大きなシェアを占める）の成長も後押ししています。このシナリオは、予測期間中の配電網需要の増加に伴い、直流配電網の成長を促進すると予想されます。

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DC配電網市場のトップ競合他社

1. ABB Ltd
2. Siemens AG
3. Vertiv Group Corporation
4. Alpha Technologies Inc.
5. Nextek Power Systems Inc.
6. Eaton Corporation PLC
7. Secheron SA
8. Robert Bosch GmbH
9. Schneider Electric SE.

最近の動向

• 2023年2月 - 三菱電機株式会社は2月16日、スウェーデンの直流遮断器開発会社であるScibreak AB（DCCBs）を買収するための株式譲渡契約を締結したことを発表しました。
• 2023年5月 - ドイツの大手ネットワークスイッチおよびスマートビルディングシステムメーカーであるMicrosensは、材料の無駄を省き、エネルギーコストを最大26%削減するため、デバイスメーカーに対し、同社のDC配電システムの採用を呼びかけました。同社は、インド市場全体に投資を行い、インドを製品イノベーション、技術サポート、ソフトウェア開発の推進拠点としました。