次世代先進電池市場 サイズと展望 2025-2033

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次世代先進バッテリー市場の成長要因

電気自動車の普及拡大

世界中で高まる電気自動車の需要に応えるために、自動車メーカーにとってバッテリー技術は極めて重要であることが証明されています。電気自動車メーカーは、車両の性能向上と利益向上のため、より効率的で、より安価で、より軽量で、より高密度なバッテリーの開発に多額の投資を行っています。固体電池は、リチウムイオン電池のような充電式蓄電池であり、リチウムイオン電池と同様に動作します。しかし、液体ではなく固体のバッテリーであるため、密度が高く、航続距離が長く、充電速度も速いという利点があります。

さらに、固体バッテリーはリチウムイオンバッテリーよりも発火リスクが低く、こうした利点が電気自動車における固体バッテリーの需要を牽引すると予想されます。トヨタ自動車は2022年に同社初の固体バッテリーを市場投入し、固体バッテリーを搭載したハイブリッド車の開発も進めています。国際エネルギー機関（IEA）によると、プラグイン電気自動車（PHV）の普及台数は2015年の58万台から2021年には約670万台へと急増しており、次世代先進バッテリー市場の成長を直接的に促進すると予想されています。

再生可能エネルギーシステムと関連するエネルギー貯蔵システムの導入拡大

リチウムイオン電池や鉛蓄電池といった従来のバッテリーに比べて優れた点を持つ次世代バッテリーは、今後数年間、再生可能エネルギー貯蔵システムにおいて重要な役割を果たすことが期待されています。国際再生可能エネルギー機関（IEA）によると、再生可能エネルギーの発電容量は2012年の1,444ギガワット（GW）から2021年には約3,064GWへと急速に増加し、太陽光発電と風力発電が再生可能エネルギー容量の最大の割合を占めています。

国際エネルギー機関（IEA）によると、今後数年間で、2050年までの世界の純排出削減目標（GNFT）により、再生可能エネルギーの導入は増加する見込みです。さらに、IEAによると、再生可能エネルギー発電のシェアは2030年までに世界の発電量の約30%に達すると予想されています。このようなシナリオでは、再生可能エネルギーを高度に活用したプロジェクトが必要となり、予測期間中に固体電池などの高エネルギー蓄電システムが導入される可能性が高まります。これは、次世代先進電池市場の成長を後押しするでしょう。

市場の制約

高い製造コストと研究開発コスト

次世代先進電池のほとんどは、大量生産コストの高さから大規模生産が実現不可能であり、開発の初期段階にあります。過去数十年にわたり、様々な次世代フロー電池の研究開発が行われてきましたが、2022年時点で実現可能なのはバナジウムレド​​ックスフロー電池と亜鉛臭素電池のみです。バナジウムレド​​ックスフロー電池の商業化は、バナジウム抽出コストの高さとバナジウム価格の変動により困難を極めています。総じて、次世代先進バッテリー市場における高い製造コストと研究開発費は、大きな制約要因となっています。

市場機会

研究開発の増加

様々な研究所や研究センターにおける新しいバッテリー技術開発のための研究の急増が、市場の成長を加速させています。例えば、2022年5月には、アルゴンヌ国立研究所が主導する米国エネルギー省（DOE）のイノベーションハブであるエネルギー貯蔵研究合同センター（JCESR）が、再生可能電力網の実現と、長距離トラック輸送、海上輸送、航空輸送などの大型輸送の脱炭素化に必要な新しいバッテリー技術の開発をリードしています。 JCESRの研究科学者は、「リチウムイオン電池の先」の分野で30件以上の特許を取得しており、主にフロー電池、リチウム硫黄電池、多価電池、全固体電池に焦点を当てています。

同様に、2022年3月には、オーストラリアのモナッシュ大学の研究者が、リチウムの移動速度を飛躍的に向上させ、電池の性能と寿命を向上させる新しいリチウム硫黄電池中間層を開発しました。より安価で環境に優しく、高速なリチウム硫黄電池は、従来の電池よりも高速に充放電できます。このような開発は、市場で事業を展開する企業にとってビジネスチャンスを生み出す可能性が高いでしょう。

セグメント分析

技術別

金属空気電池セグメントは最も高い市場シェアを誇り、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。 金属空気電池は、一次電池と二次電池の一部です。金属空気電池の正極は通常、酸素やその他のガスと反応するための貴金属を含む炭素ベースです。もう一方の電極は、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、リチウムなどの金属で作られています。これらの電池は、セル内に空気の流れがあることから、燃料電池と呼ばれることもあります。金属空気電池の特定のタイプとして、鉄空気二次電池があり、電気自動車（EV）のエネルギー源の候補として研究されています。さらに、松下電器、ウェスティングハウス、スウェーデン国営開発といった電池サプライヤーは、1980年代に大規模なパイロットセルを製造しました。このセルの比エネルギーは75Wh/kgと高く、実用セルに使用するには低すぎました。これには正極触媒と電解質が含まれますが、理論システムでは考慮されていません。

数万世帯に数時間電力を供給するのに十分なエネルギーを蓄えることができる電解液タンクを利用するフロー電池は、再生可能エネルギー市場の拡大を加速させる鍵となる可能性があります。しかし、ほとんどのフロー電池は希少で高価な金属であるバナジウムに依存しており、その代替品は通常、寿命が短く有毒です。次世代フロー電池は、これらの問題を解決すると考えられています。これらの電池は、液体電解質タンクに電荷を蓄え、この液体電解質を電極を通してポンプで送り、電子を取り出します。使用済みの電解液はタンクに戻されます。電解液は、電力が供給されるたびに電極を通して循環し、ポンプによって貯蔵タンクに戻ります。しかし、このプロセスでは、より多くの電力を貯蔵するためにバッテリーのスケールアップが必要となり、より大きな電解液タンクが必要になります。

エンドユーザー別

輸送部門は世界市場の大部分を占めており、予測期間中に8.44%のCAGR（年平均成長率）で成長すると予測されています。 輸送システムの電動化は普及しつつあり、多くの政府による電気自動車の導入義務化が進んでいます。これは、輸送部門における次世代先進バッテリーの拡大に直接貢献しています。日産自動車は、2022年4月にプロトタイプ製造施設を建設し、2028年までにラミネート型全固体電池を市場に投入する予定です。これは日産の「アンビション2030」戦略の一環であり、4つの新しい電気自動車コンセプトに170億米ドルを投資することが含まれています。そのため、自動車メーカーは固体電池と金属空気電池の開発に多額の投資を行っており、自動車は次世代先進電池市場において最も重要なセクターの一つとなっています。

国際電気通信連合（ITU）によると、携帯電話加入者数は2010年の52億9000万件から2021年には86億5000万件へと急増しており、スマートフォンの高消費電力に対応するために企業が高密度エネルギー電池を開発していることから、次世代先進電池市場の需要と発展を直接的に後押ししています。例えば、サムスン電子は2021年に、高エネルギー密度と低可燃性を備えた民生用電子機器向けの固体電池のプロトタイプを開発しました。また、オーストラリアのモナッシュ大学は2020年時点で、効率的なリチウム硫黄スマートフォン電池を開発したと発表しました。この電池は、1回の充電でスマートフォンを5日間駆動できます。リチウム硫黄電池は、硫黄が広く入手可能なため、製造コストが安価です。

地域分析

アジア太平洋地域：主要地域

アジア太平洋地域は、次世代先進バッテリー市場において世界で最も大き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。 中国、インド、日本は、アジア太平洋地域における次世代先進バッテリー技術の潜在的市場です。中国のバッテリーエネルギー貯蔵容量は2022年3月に3GWに達し、2019年の1.7GWから76.5%増加しました。中国政府は2030年までにバッテリー貯蔵容量を100GWに増強すると予想されています。このような状況は、この地域における次世代先進バッテリー開発の大きな機会を生み出しています。

さらに、インドは2022年3月、PLIスキームに基づき、4社に対し先進化学セル（ACC）バッテリーストレージ製造インセンティブの受給を認可しました。Reliance New Energy Solar Limited、Hyundai Global Motors Company Limited、Ola Electric Mobility Private Limited、Rajesh Exports Limitedの4社は、インドの1,810億インドルピー規模のバッテリーセル生産増強プログラムから補助金を受けています。選定されたACCバッテリーストレージメーカーは、2年以内にこのプログラムに基づき生産施設を設立することが義務付けられました。これらの政府支援によるインセンティブは、次世代先進バッテリー市場の発展を促進すると期待されています。

北米：成長地域

北米は、次世代先進バッテリーにおける最新のバッテリー技術と開発の導入が最も進んでいる地域の一つです。近年、再生可能エネルギーインフラへの投資増加、効率的で安全なバッテリー技術への需要の高まり、電気自動車（EV）の普及拡大などにより、この地域のバッテリーシステムは著しい成長を遂げています。例えば、米国では、電気自動車の総保有台数は2021年に約206万台に達し、2020年の177万台から約16%増加しました。さらに、過去10年間で大幅な増加を記録しています。

同様に、カナダでは近年、風力発電設備の大幅な増加が見られ、これは国内の電力系統の安定性と信頼性を確保するためのエネルギー貯蔵需要を補うことが期待されています。カナダ政府は「Wind Vision 2025」に基づき、2025年までに風力発電設備容量を55GWに増強し、エネルギー需要の20%を賄うことを目指しています。しかし、この目標を達成するには、42GW以上の新規設備を追加する必要があります。これは、次世代の先進バッテリー開発者にとって投資機会となることが期待されます。

ヨーロッパは、過去1世紀にわたり、常に新技術の導入を最も迅速に進めてきた地域です。また、過去数十年にわたり、バッテリーの研究開発を先導してきた地域としても知られています。欧州委員会は、この地域における主要機関の一つであり、新技術とその商業化のための複数の研究開発プロジェクトに資金を提供しています。例えば、2020年には、欧州委員会は、次世代コバルトフリーバッテリー（COBRA）プロジェクトに1,180万ユーロの助成金を交付しました。COBRAは、次世代コバルトフリーバッテリーに関する共同研究・発明プロジェクトであり、欧州委員会のHorizo​​n 2020プログラムによって共同出資されています。COBRAは、コバルトベースのリチウムイオンバッテリーで知られている高いエネルギー密度／電力密度と長寿命性能を維持しながら、新しいコバルトフリーリチウムイオンバッテリー技術の開発を目指しています。このプロジェクトは2024年に成果を上げると予想されており、地域市場の成長を牽引すると期待されています。

中東およびアフリカは再生可能エネルギー発電において大きな可能性を秘めており、スマートグリッド技術への投資の増加と発電量の増加により、蓄電池システムの需要が拡大すると予想されています。再生可能エネルギープロジェクトは大幅に増加しており、これは地域政府が実施した様々な取り組みによるものです。さらに、この地域は年間を通して日照量が最も多いため、政府は主に太陽光発電プロジェクトへの投資と推進に注力しています。例えば、UAEは2050年までにネットゼロエミッションを達成するという目標を達成するため、2030年までに再生可能エネルギーに約1,600億米ドルを投資する計画です。こうした投資は、地域市場の拡大を促進すると期待されています。

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次世代先進電池市場のトップ競合他社

1. Pathion Holding Inc.
2. GS Yuasa Corporation
3. Johnson Matthey PLC
4. PolyPlus Battery Co. Inc.
5. Sion Power Corporation
6. LG Chem Ltd.
7. Saft Groupe SA
8. Contemporary Amperex Technology Co. Ltd
9. Ilika PLC.

最近の動向

• 2023年9月 - 電気自動車（EV）をはじめとする市場向けに、高速充電と高エネルギー密度バッテリー技術を実現するバッテリーイノベーションのパイオニアであるEnevateとNantG Powerは、次世代バッテリーの製造に関する戦略的提携を発表しました。
• 2023年9月 - トヨタは、バッテリー式電気自動車（EV）の生産に特化した新工場を設立する意向を公表しました。この工場は2026年に操業を開始し、新たな車種を市場に投入する予定です。